فناوری در نبرد با بحران آب؛
هوشمندسازی شبکه های توزیع آب آغاز شد نجات آب با ماهواره های نشت یاب
بست روید: دبیر ستاد آب، محیط زیست و انرژی با تکیه بر نقش تکنولوژی های جدید در بهینه سازی مصرف آب، نوآورانه ترین روش های فناورانه در مواجهه با تنش آبی و راهکارهای پیشگیری از اتلاف آب را شرح داد.
خبرگزاری مهر- گروه دانش و فناوری؛ مهتاب چابک:
حالا دیگر بحران آب به یکی از بزرگ ترین چالش های زیست محیطی و اجتماعی کشورمان تبدیل گشته است، بطوریکه بطور رسمی اعلام می شود منابع آبی پشت سدهای تهران بشدت کم شده و هم اکنون سدهای پنج گانه تهران فقط ۲۰ درصد آب دارند! بطورکامل روشن است که کاهش منابع آب زیرزمینی، تغییرات اقلیمی و افزایش بی رویه جمعیت خصوصاً در کلان شهرهایی مانند تهران، فشار شدیدی بر منابع آبی وارد کرده است.
به نظر می رسد در چنین شرایطی، راهکارهای سنتی مدیریت آب دیگر پاسخگوی نیازها نیست و استفاده از تکنولوژی های جدید و هوشمند، نقش کلیدی در مواجهه با این بحران ایفا می کند. فناوری هایی مانند سیستم های هوشمند پایش و مدیریت مصرف آب، استفاده از حسگرها و اینترنت اشیا (IoT) برای کنترل شبکه های آب رسانی، بهره برداری از سامانه های تصفیه و بازچرخانی آب و همین طور استفاده از روش های نوین آبیاری دقیق در کشاورزی می توانند به بهبود بهره وری مصرف آب کمک کنند. علاوه بر این، تکنولوژی های جدید در عرصه آب شیرین کن، مانند روش های غشایی و نانو فیلترها، امکان استفاده مجدد از آب های شور و نامناسب را فراهم نموده و می توانند بخش قابل توجهی از نیازهای آبی تهران را تأمین کنند.
سرمایه گذاری در پژوهش و توسعه فناوری های در رابطه با آب، فرهنگ سازی استفاده بهینه از منابع و یکپارچه سازی داده ها از راه سیستم های مدیریت هوشمند، از دیگر گامهای ضروری برای عبور از بحران آب است.
به جهت اهمیت مبحث به سراغ دکتر سید محمدمهدی نوربخش، دبیر ستاد آب، محیط زیست و انرژی معاونت علمی، فناوری و اقتصاد دانش بنیان ریاست جمهوری رفتیم و با او درباب وضعیت کنونی منابع آبی کشور، اقداماتی که باید در مواجهه با این بحران صورت گیرد و همین طور راهکارهای فناورانه برای مدیریت منابع آبی و … صحبت کردیم.
سید محمدمهدی نوربخش، دارای دکترای مهندسی عمران است و سال ها در عرصه آب فعالیت نموده است. او سابقه مدیریتی در وزارت نیرو، همچون مدیر کل دفتر آموزش، تحقیقات و فناوری و معاون دفتر نظام های بهره برداری و حفاظت آب و آبفا را دارد. نوربخش همین طور ریاست گروه نظارت بر بهره برداری تأسیسات آب و برق آبی و ریاست گروه کنترل ایمنی و پایداری سدها را در کارنامه کاری خود دارد.
او نقش برجسته ی در تدوین برنامه های در رابطه با سدها داشته و بنیانگذار نظام فنی بهره برداری تأسیسات آب و آبفا بوده است. علاوه بر این، چندین کتاب و مقاله درباره ی سدها، منابع آب و تغییر اقلیم نوشته و چند اختراع در رابطه با مهندسی آب و سنجش کیفیت آب ثبت کرده است.
بخش اول مشروح مصاحبه با دکتر نوربخش دبیر ستاد آب، انرژی و محیط زیست معاونت علمی در نوشتار زیر قابل مشاهده است؛
*آقای دکتر بعنوان سوال نخست، با عنایت به هم پوشانی بحران تغییرات اقلیمی جهانی و چالش های ساختاری در مدیریت منابع آب کشور، مهم ترین عواملی که سبب تشدید بحران آب در ایران شده اند را چه می دانید؟ اساساً چرا امروز در شرایطی قرار گرفته ایم که آب به یک دغدغه جدی و حتی امنیتی تبدیل گشته است؟
ریشه اصلی بحران فعلی را باید در دو حوزه دید؛ یکی تغییرات اقلیمی که پدیده ای جهانی است و دیگری ساختار مدیریت منابع آب در داخل کشور. در بُعد اقلیمی، آمارها به وضوح نشان می دهند که روند گرمایش زمین شدت گرفته است. طبق گزارش سازمان جهانی هواشناسی، میانگین دمای کره زمین در ۵۰ سال گذشته حدود ۱.۱ درجه سانتی گراد افزایش پیدا کرده و این تغییر در مناطق خشک و نیمه خشک، اثرات عمیق تری بر چرخه آب دارد. یکی از اثرات اثبات شده گرم شدن جهانی و تغییر اقلیم، خشک تر شدن مناطق خشک است. در صورتیکه متوسط بارش در کشور ایران طی پنجاه سال قبل ۲۴۰ میلیمتر بوده است، در یک دهه گذشته این میزان به حدود ۲۱۰ میلیمتر کم شده است. اثر دیگر تغییر اقلیم، تغییر الگوهای بارندگی است؛ یعنی بارش ها به جای آن که به صورت یکنواخت و در دوره های زمانی طولانی رخ دهند، در مدت کوتاه و با شدت بالا اتفاق می افتند. به عنوان نمونه، حجمی از بارندگی که در گذشته طی ۲۰ روز بشکل روان آب در رودخانه ها و سطح زمین جاری می شد، امروز امکان دارد در کمتر از ۱۰ روز رخ دهد. این تغییر سبب می شود بخش زیادی از آب بصورت سیلاب از دست برود و فرصت نفوذ به آبخوان ها و سفره های زیرزمینی از بین برود.
مشکل مهم دیگر، کاهش ذخایر برفی و یخچال های طبیعی است. این ذخایر که مانند یک "بانک آب" طبیعی عمل می کردند، در زمستان پر می شدند و در طول تابستان بتدریج آب خویش را در رودخانه ها و منابع آب زیرزمینی آزاد می کردند، حالا تحت تاثیر افزایش دما کوچک تر شده اند. بررسی های انجام شده نشان میدهد که حجم برخی یخچال های دائمی زاگرس و البرز در دو دهه اخیر تا ۴۰ درصد کم شده است. این روند، تاب آوری طبیعی منابع آب کشور را بشدت تضعیف کرده است. مبحث تغییر اقلیم امروزه به اندازه ای جدی شده است که خیلی از دولت ها، نهادهای علمی و حتی بخش خصوصی جهانی به صورت مستقیم وارد عمل شده اند. بنیاد بیل و ملیندا گیتس یکی از نمونه های برجسته است که در پروژه های کاهش انتشار گازهای گلخانه ای، توسعه فناوری های انرژی پاک و افزایش بهره وری منابع آب سرمایه گذاری می نماید. هدف مشترک خیلی از این اقدامات، رسیدن به «انتشار خالص صفر» تا میانه قرن است.
با این حال، باید واقع بین بود که حتی اگر این اقدامات از همین امروز با قدرت آغاز شوند، اثرات مثبت آنها احیانا چند دهه بعد نمایان خواهد شد؛ چون که وضعیت فعلی حاصل دهه ها انتشار بی رویه گازهای گلخانه ای و مداخلات انسانی در محیط زیست است. از ین جهت، ما ناچاریم علاوه بر کوشش برای کاهش اثرات طولانی مدت تغییرات اقلیمی، سازگاری با شرایط جدید را هم بعنوان یک ضرورت فوری درنظر بگیریم. امسال، برمبنای داده های رسمی، یکی از خشک ترین سالهای ۵۷ سال گذشته بوده و کشور در رتبه ۵۶ بارش قرار گرفته است. این اعداد به روشنی می گویند که ما با یک تغییر پایدار اقلیمی مواجه ایم، نه یک نوسان کوتاه مدت.
*اگر بخواهیم به مبحث کم آبی وارد شویم، به نظر شما مهم ترین و فوری ترین اقداماتی که باید در این شرایط صورت گیرد چیست؟
در مدیریت بحران آب، اولین و مهم ترین گام «برنامه ریزی» است؛ آن هم نه به معنای برنامه های مقطعی یا بخشی، بلکه برنامه ریزی جامع و بین بخشی که همه ذی نفعان و بخش ها را درگیر کند. ما سال هاست که می دانیم منابع آبی کشور رو به کاهش است و این کاهش صرفا به شرایط اقلیمی سال جاری یا سال قبل محدود نمی گردد. آمارهای وزارت نیرو نشان میدهد که متوسط سرانه آب تجدیدپذیر در ایران از حدود ۷ هزار مترمکعب در دهه ۱۳۴۰ به کمتر از هزار و ۵۰۰ مترمکعب در سالهای اخیر رسیده است. این یعنی ما از خط «تنش آبی» عبور کرده ایم و در خیلی از حوضه های آبریز وارد «بحران آبی» شده ایم.
برنامه ریزی در چنین شرایطی باید بر پایه پیشبینی و سناریو باشد. ما باید بتوانیم وضعیت منابع آب را برمبنای شاخصهای علمی، همچون میزان بارندگی، دما، ذخایر سدها و سطح آب زیرزمینی، در قالب وضعیت های مشخص تعریف نماییم. بعنوان نمونه، میتوان چهار وضعیت «سبز»، «زرد»، «نارنجی» و «قرمز» را تعریف کرد که هر کدام نشان دهنده سطح متفاوتی از فشار بر منابع آب است. در وضعیت زرد، امکان دارد لازم باشد آبیاری فضای سبز شهری تا ۵۰ درصد کم شود. در وضعیت نارنجی، محدودیت های بیشتری مانند ممنوعیت کاشت چمن جدید و افزایش تعرفه مصرف پرمصرف ها اعمال شود. و در وضعیت قرمز، اقدامات اضطراری شامل محدودیت های جدی در مصارف غیرضروری و جیره بندی هدفمند اجرایی گردد.
این مدل مدیریت مرحله ای، در کشورهای مختلف با اقلیم خشک یا نیمه خشک تجربه شده است. به عنوان نمونه، در ایالت های جنوبی استرالیا، چنین نظامی همراه با کمپین های گسترده اطلاع رسانی اجرا شده و شهروندان به صورت مستمر از وضعیت منابع آب و اقداماتی که باید انجام دهند باخبر می شوند. نتیجه این برنامه ها، کاهش مصرف خانگی آب تا ۳۰ درصد در مدت کمتر از پنج سال بوده است. در کشور ما، تجربه هایی مانند تشکیل «کارگروه ملی سازگاری با کم آبی» در سالهای گذشته نشان داد که امکان برنامه ریزی جامع وجود دارد، اما متاسفانه این برنامه ها یا ناقص اجرا شده اند یا از مسیر اصلی منحرف شده اند. در خیلی از موارد، به جای تمرکز بر مدیریت تقاضا و استفاده بهینه از منابع موجود، صرفا بر میزان تخصیص آب به استانها بحث شده است.
برای موفقیت چنین برنامه ای، باید از ابتدا همه ذی نفعان – از وزارت خانه ها و شهرداری ها گرفته تا بخش خصوصی و نهادهای مردمی – در پروسه تصمیم گیری حضور داشته باشند. مشارکت واقعی یعنی اینکه کشاورز بداند با تغییر الگوی کشت خود چه سودی خواهد برد، صنعتگر بداند با بهره گیری از فناوری های بازچرخانی چقدر در هزینه ها صرفه جویی می کند، و خانوار بداند که رفتار مصرفی اش چه تاثیری بر پایداری منابع آب دارد. نکته مهم دیگر، پیوند برنامه ریزی با داده های دقیق و به روز است. بدون پایش مستمر و شفاف وضعیت منابع آب، هر برنامه ای محکوم به شکست است. این یعنی ما باید سیستم های اندازه گیری و گزارش دهی لحظه ای داشته باشیم که نه فقط مدیران، بلکه عموم مردم بتوانند به آن دسترسی داشته باشند. این شفافیت، هم اعتماد عمومی را بالا می برد و هم انگیزه مشارکت را تقویت می کند.
البته مفهوم سازگاری با کم آبی برای ما ایرانیها مبحث تازه ای نیست. قرن هاست که مردمان این سرزمین، خصوصاً در مناطق کویری، با اقلیم خشک خود کنار آمده و نظام های پیچیده و کار آمدی برای مدیریت آب بوجود آورده اند. نمونه بارز آن، تجربه تاریخی شهر یزد است که قنات هایش نه تنها یک شاهکار مهندسی، بلکه یک سازوکار اجتماعی دقیق برای تقسیم و مصرف آب بودند. در این نظام، قواعدی وجود داشت که همه به آن پایبند بودند؛ مثلا روزهایی با عنوان «آب به بهشت می رود» تعیین می شد که در آن مصرف برای مصارفی چون شست وشو یا استحمام به حداقل می رسید تا فرصت برای پر کردن آب انبارها فراهم گردد. چنین نظام های بومی، بر پایه اعتماد، مشارکت اجتماعی و شناخت عمیق از اقلیم شکل گرفته بودند و امروز می توانند منبع الهام برای طراحی سیاستهای سازگاری مدرن باشند؛ سیاست هایی که تکنولوژی روز را با فرهنگ و تجربه محلی پیوند می زنند.
مسئله تهران فقط «کمّیت آب» نیست؛ مساله اصلی این است که آهنگ توسعه شهری و رشد جمعیت ثابت نشین و شناور از ظرفیت سازی و نوسازی زیرساخت های تأمین و توزیع جلو زده است. شبکه ای که برای الگوی جمعیتی و کاربری زمینِ دهه های گذشته طراحی شده بود، امروز باید به شهری خدمت بدهد که هم در پهنه بزرگ تر شده و هم در ارتفاع متراکم تر.
*در تهران دقیقاً چه اتفاقی افتاده است؟ چه شد که به اینجا رسیدیم؟ در وضعیت کم آبی، نقش مصرف کننده، خصوصاً خانوارها، تا چه اندازه مهم می باشد و چقدر میتوان روی اصلاح رفتار آنها حساب کرد و این که در وضعیت بحران آبی، چطور میتوان فرهنگ مصرف بهینه آب را در جامعه نهادینه کرد؟
مسئله تهران فقط «کمّیت آب» نیست؛ مساله اصلی این است که آهنگ توسعه شهری و رشد جمعیت ثابت نشین و شناور، از ظرفیت سازی و نوسازی زیرساخت های تأمین و توزیع جلو زده است. شبکه ای که برای الگوی جمعیتی و کاربری زمینِ دهه های گذشته طراحی شده بود، امروز باید به شهری خدمت بدهد که هم در پهنه بزرگ تر شده و هم در ارتفاع متراکم تر. این عقب ماندگی برنامه ریزی سبب شده هرچند در بعضی مقاطع با راه اندازی سدها یا طرح های انتقال از حوضه های مجاور «عرضه» را موقتا افزایش داده ایم، اما «تقاضا» با شتاب بیشتری رشد کرده و عملا شکاف باقیمانده است. تجربه نیز نشان میدهد اتکا به منابع انتقالی اگر با اصلاح الگوی مصرف و کاهش تلفات شبکه همراه نباشد، به اصطلاح «تقاضای القایی» ایجاد می کند؛ یعنی احساس وفور نسبی، انگیزه صرفه جویی را کم می کند، سرمایه گذاری در بهره وری عقب می افتد و وابستگی شهر به منابع بیرونی قفل می شود. نتیجه این چرخه آنست که حتی با اجرای طرح های انتقال، فشار بر آب های زیرزمینی، فرسودگی لوله ها و هزینه های انرژیِ پمپاژ کاهش پایداری پیدا نمی نماید.
در واکنش به کم آبی، مدیران شبکه معمولا سراغ مدیریت فشار می روند؛ روشی که اگر «موضعی و مبتنی بر داده» اجرا شود، مفید می باشد، اما وقتی بصورت کلی و یکنواخت در پهنه های بزرگ اعمال می شود، نتایج ناخواسته ای به دنبال دارد. در عمل، طبقات پایین ساختمان ها با فشار و دبی زیاد مواجه می شوند و مصرفشان بالا می رود، در صورتیکه طبقات بالاتر افت فشار را تجربه می کنند. همین نابرابری فشار، خانوارها را بسمت نصب پمپ و مخزن می برد. اگر این تجهیزات بدون مخزن واسط و شیر یک طرفه و مطابق ضوابط نصب نشوند، پدیده مکش معکوس و ورود آلودگی احتمالی به شبکه رخ می دهد، نوسان های فشاری تشدید می شود و شکستگی لوله ها بیشتر می شود. از طرف دیگر، بار الکتریکی ناشی از راه اندازی پمپ های خانگی بیشتر می شود، هزینه انرژی خانوار بالا می رود و نویز هیدرولیکی شبکه نیز تقویت می شود که خود تلفات را بیشتر می کند. به بیان دیگر، یک اقدام مدیریتی که ذاتاً باید مصرف را کنترل کند، به علت واکنش های طبیعی مصرف کننده و نبود چارچوب فنی برای تجهیزات ساختمانی، می تواند قسمتی از صرفه جویی بالقوه را خنثی کند و حتی به فرسودگی زودهنگام شبکه بینجامد.
موضوع دیگری که نباید نادیده گرفته شود، آبیاری فضای سبز شهری است. هرچند شهرداری تهران بخش زیادی از این آبیاری را با آب چاه هایی انجام می دهد که کیفیتشان برای شرب مناسب نمی باشد، اما از منظر اجتماعی، پیامد این حجم از سبزینگی در وضعیت بحران آب باید مدیریت شود. در خیلی از کشورها، شهرداری ها در دوره خشکسالی یا کم آبی شدید، آبیاری چمن را کاهش داده یا حتی متوقف می کنند و با نصب تابلو یا اجرای کمپین، به مردم توضیح می دهند که این اقدام قسمتی از برنامه مدیریت بحران است. این رویکرد، علاوه بر صرفه جویی واقعی، به «آمادگی ذهنی» جامعه کمک می کند؛ شهروند وقتی در منظر شهری تغییر می بیند، ناخودآگاه بحران را جدی تر می گیرد و پذیرش او نسبت به سیاستهای صرفه جویی در خانه بیشتر می شود.
*آیا کم آبی در تهران چاره ای هم دارد؟
بله، راهکار در تهران آنست که کاهش یا تنظیم فشار به جای رویکرد «یک نسخه برای همه»، بر پایه ناحیه بندی های کوچک (DMA)، سنجش پیوسته فشار و دبی، و استفاده از شیرهای فشارشکنِ فرمان پذیر صورت گیرد تا در هر خوشه شهری، فشار هدف گذاری شده حفظ شود و احتیاج به پمپ های ساختمانی حداقل شود. همزمان، استانداردسازی و سامان دهی تجهیزات ساختمان ها—از اجبار مخزن واسط و شیر یک طرفه تا نصب رگولاتورهای فشار در ورودی—باید جدی گرفته شود تا واکنش مصرف کننده، خود به مساله ای بزرگ تر تبدیل نشود. در کنار این ها، شفافیت اطلاعات برای شهروندان (اعلام وضعیت منابع و مصارف محله ای) و اصلاحات تعرفه ای هوشمند که پرمصرف ها را هدف می گیرد، کمک می نماید تقاضا با واقعیت منابع منطبق شود؛ وگرنه حتی با طرح های بزرگ انتقال، روند ناپایداری می تواند ادامه پیدا کند.
*برخی از مردم بر این باور هستند که وقتی سدها پر هستند یا در تصاویر رسانه ای آب پشت سد دیده می شود، پس کمبود آب معنا ندارد. شما این برداشت را چگونه ارزیابی می کنید و چه نکاتی را باید برای شفاف سازی این مساله به مردم گفت؟
این پرسش، هم از منظر فنی مهم می باشد و هم از نظر اعتماد عمومی. بله، امکان دارد در یک بازه زمانی، مخازن سدها پر یا نزدیک به پر به نظر برسند، اما واقعیت مدیریت منابع آب پیچیده تر از آنست که صرفا به سطح آب یک سد نگاه نماییم. ما باید همزمان هم ذخایر سطحی (آب سدها) و هم ذخایر زیرزمینی (آبخوان ها) را ببینیم. حتی اگر مجموع این دو روی کاغذ برای یک دوره زمانی – مثلا تا پایان پاییز – کافی به نظر برسد، اصل ماجرا این است که بخش بزرگی از این منابع باید بعنوان ذخیره استراتژیک برای شرایط غیرقابل پیشبینی کنار گذاشته شود.
شرایط اقلیمی ما در دهه های اخیر نشان داده که نوسان های بارندگی بسیار شدید شده اند. امکان دارد یک سال با بارش بالاتر از متوسط روبه رو باشیم و سال بعد یکی از خشک ترین سالهای نیم قرن اخیر را تجربه نماییم. بنابراین، برنامه ریزی محتاطانه اقتضا می کند که حتی در ظاهرِ وفور منابع، مصرف و تخصیص به شکلی مدیریت شود که برای سالهای کم بارش، ذخیره کافی وجود داشته باشد. این مساله را میتوان با یک مثال ساده توضیح داد اگر خانواده ای همه پس انداز خویش را در ماه اول خرج کند چون حساب بانکی اش پر است، در ماه های بعد گرفتار مشکل خواهد شد؛ منابع آب هم همینطور است.
نکته دیگر این است که سدها قسمتی از آب ذخیره شده را نه فقط برای شرب، بلکه برای کشاورزی، صنعت، تأمین محیط زیست رودخانه ها و تالاب ها و حتی کنترل سیلاب نگه می دارند. یعنی سهم آب آشامیدنی شهرها از آب سد، معمولا محدودتر از آن چیزی است که مردم تصور می کنند. علاوه بر این، کیفیت آب ذخیره هم اهمیت دارد. در تابستان، لایه بندی حرارتی و رشد جلبک در مخازن می تواند کیفیت آب را پایین بیاورد و احتیاج به رهاسازی و جایگزینی آب تازه ایجاد نماید.
برای شفاف سازی، باید اطلاعات جامع و قابل فهمی در اختیار مردم قرار گیرد؛ مثلا اعلام موجودی واقعی آب سدها همراه با میزان برداشت روزانه، سهم بخش های مختلف، و سناریوهای پیشبینی بارندگی و مصرف. این کار در بعضی کشورها به کمک وبسایت های عمومی و حتی بیلبوردهای شهری به انجام می رسد. وقتی مردم بدانند با این میزان مصرف، منابع تا چند روز یا چند ماه دیگر دوام می آورند، هم سطح اعتمادشان به مدیریت آب بالا می رود و هم انگیزه بیشتری برای صرفه جویی پیدا می کنند. در نهایت باید بگویم که پر بودن نسبی سدها به معنای «امنیت آبی پایدار» نیست، همان گونه که خالی بودن نسبی آنها هم همیشه به معنای بحران فوری نیست. مدیریت منابع آب یک تعادل سازی دائمی بین ورودی ها، خروجی ها و ذخایر است و موفقیت در این کار، به احتیاط، داده های دقیق، و همراهی مردم بستگی دارد.
*اگر موافق باشید، وارد مباحث فناورانه برای مواجهه با کم آبی شویم. بعنوان یک نهاد فرابخشی و هماهنگ کننده در عرصه آب و محیط زیست، چه راهکارهای فناورانه و نوآورانه ای را برای بهبود وضعیت منابع آبی کشور، خصوصاً در بخش شهری، مؤثر می دانید؟
راهکارهای فناورانه در عرصه آب، دامنه وسیعی را پوشش می دهند، از فناوری های ساده و کم هزینه تا سامانه های پیشرفته مبتنی بر هوش مصنوعی. نکته مهم این است که برای خیلی از چالش های ما، الزاماً احتیاج به پیچیده ترین فناوری ها نیست، بلکه استفاده هوشمندانه از فناوری های موجود، همراه با اصلاح ساختار بهره برداری و تغییر رفتار مصرف کننده، می تواند نتایج شایان توجهی داشته باشد.
در پروژه های پایلوتی که در شهرهایی مانند مشهد و قشم اجرا شده، نصب حسگرهای فشار و دبی، شیرهای فشارشکن فرمان پذیر و ارسال داده ها به یک مرکز کنترل، این امکان را فراهم نموده که فشار در کل شبکه بصورت متوازن تنظیم شود. نتایج این پایلوت ها نشان داده که میتوان تا ۲۵ درصد مصرف آب و حدود ۳۰ درصد انرژی پمپاژ را کم کرد، بدون آن که کیفیت خدمات به مشترکان افت کند. یکی از مهم ترین حوزه ها، هوشمندسازی شبکه های توزیع آب است. هم اکنون، بخشهایی از شبکه شهری در کشور ما با فشار بیش از اندازه و بخش های دیگر با کمبود فشار مواجه اند، و به علت نبود سامانه پایش لحظه ای، نشت ها یا شکستگی ها گاه تا مدت ها شناسایی نمی شوند. در پروژه های پایلوتی که در شهرهایی مانند مشهد و قشم اجرا شده، نصب حسگرهای فشار و دبی، شیرهای فشارشکن فرمان پذیر و ارسال داده ها به یک مرکز کنترل، این امکان را فراهم نموده که فشار در کل شبکه بصورت متوازن تنظیم شود. نتایج این پایلوت ها نشان داده که میتوان تا ۲۵ درصد مصرف آب و حدود ۳۰ درصد انرژی پمپاژ را کم کرد، بدون آن که کیفیت خدمات به مشترکان افت کند.
از منظر چرخه آب، بازچرخانی و استفاده مجدد از آب یکی از مؤثرترین حوزه های فناوری است. در صنایع، تصفیه پساب و بازگرداندن آن به خط تولید می تواند وابستگی به منابع آب تازه را بشدت کم کند. نمونه های موفقی از این کار در صنایع فولاد و پتروشیمی کشور وجود دارد که با بهره گیری از فناوری های نانوفیلتراسیون و اسمز معکوس، آب خروجی را به کیفیت قابل استفاده برای فرآیندهای صنعتی بازمی گردانند.
در بخش شهری هم میتوان پساب تصفیه شده را برای آبیاری فضای سبز، شست وشوی معابر یا مصارف صنعتی به کار گرفت. همین طور در بخش تولید آب، اصلاح فرآیندهای کارخانجات تولید و بسته بندی آب می تواند اتلاف را به حداقل برساند. خیلی از خطوط تولید قدیمی، راندمان پایینی دارند و بخش قابل توجهی از آب در مراحل شست وشو یا فیلتراسیون هدر می رود. بروزرسانی این خطوط با تجهیزات مدرن می تواند مصرف را به صورت معناداری کم کند.
در حوزه خنک سازی نیروگاه ها و صنایع بزرگ نیز تکنولوژیهای جدید نقش مهمی دارند. استفاده از سامانه های خنک کن خشک یا هیبریدی به جای برج های خنک کن مرطوب، مصرف آب را به صورت قابل توجهی کم می کند. این فناوری ها در کنار بهینه سازی چرخه های خنک سازی موجود، می توانند در نیروگاه های حرارتی، پالایشگاه ها و صنایع سنگین به کار گرفته شوند تا بار مصرفی آب این بخش ها که سهم بزرگی از کل مصرف صنعتی را تشکیل می دهد، بشکل پایدار کم شود.
در بخش خانگی هم نمونه های ساده تر ولی بسیار اثرگذار وجود دارد. یکی از این موارد، تعویض یا بهینه سازی کولرهای آبی است. برآوردها نشان میدهد که بیشتر از ۲۰ میلیون کولر آبی در کشور فعال می باشند که بخش قابل توجهی از آنها قدیمی و کم بازده اند. این کولرها نه تنها مصرف برق بالاتری دارند، بلکه به علت طراحی و توزیع نامناسب آب در پَدها، آب زیادی را هم هدر می دهند. استفاده از کولرهای نسل جدید با بدنه پلیمری، پمپ های کارآمدتر، سیستم توزیع آب بهینه و عایق کاری مناسب، می تواند مصرف آب و برق را هر کدام تا حدود ۵۰ درصد کم کند. حتی در کولرهای موجود، با نصب یک ترموستات ساده که برمبنای دمای محیط، عملکرد کولر را تنظیم کند، میتوان در فصل گرم سال تا چند هزار لیتر آب و ده ها کیلووات ساعت برق صرفه جویی کرد.
در کنار این فناوری های سخت افزاری باید به فناوری های نرم افزاری و مدیریتی هم توجه کرد. الگوریتم های پیشبینی مبتنی بر هوش مصنوعی می توانند با بهره گیری از داده های مصرف، دما، رطوبت و الگوهای تعطیلات، الگوی مصرف روزهای آینده را پیشبینی کنند و برمبنای آن، مخازن ذخیره و پمپاژها را بهینه مدیریت کنند. این پیشبینی پذیری، هم مصرف آب و هم مصرف انرژی را کم می کند. از طرف دیگر، تجهیز خانوارها به کنتورهای هوشمند که داده ها را بصورت برخط به اپلیکیشن موبایل مشترک ارسال می کنند، می تواند رفتار مصرف کننده را به صورت مستقیم تحت تاثیر قرار دهد. تجربه کشورهای دیگر نشان داده که وقتی مصرف کننده لحظه به لحظه مصرف خویش را ببیند و بتواند آنرا با میانگین محله یا شهر مقایسه کند، تمایل بیشتری به کاهش مصرف خواهد داشت. این ها تنها قسمتی از راهکارهایی هستند که اگر در مقیاس ملی اجرا شوند، اثراتشان فراتر از صرفه جویی آب خواهد بود. کاهش مصرف آب یعنی کاهش مصرف انرژی برای پمپاژ و تصفیه، کاهش فشار بر منابع زیرزمینی، و حتی کاهش تنش های اجتماعی ناشی از قطعی یا کمبود آب. اما برای تحقق این منافع، باید موانع ساختاری و اقتصادی اجرای این طرح ها را هم برطرف کرد، موضوعی که می توانیم در ادامه به آن بپردازیم.
*با توجه به اهمیت کاهش تلفات آب در شبکه های فرسوده، چه راه حل ها و فناوری هایی برای شناسایی و اصلاح سریع نشت ها و شکستگی ها وجود دارد؟ چه موانع ساختاری، اقتصادی یا نهادی بر سر راه پیاده سازی گسترده این فناوری ها در سطح ملی وجود دارد و چطور میتوان این چالش ها را برطرف کرد؟
هدررفت آب در شبکه های توزیع، یکی از بزرگ ترین چالش های مدیریت منابع آبی کشور است. برآوردها نشان میدهد که در خیلی از شهرهای ایران، بین ۲۰ تا ۳۰ درصد آب تولیدشده در راه انتقال و توزیع، قبل از رسیدن به دست مصرف کننده، از بین می رود. این تلفات ناشی از فرسودگی لوله ها، شکستگی های پنهان، اتصالات معیوب، و حتی خطاهای اندازه گیری است. برای درک ابعاد این مشکل کافی است بدانیم که کاهش فقط ۱۰ درصد از این تلفات، معادل تأمین آب پایدار برای صدها هزار نفر در یک سال است.
در حوزه فناوری، یکی از نوآورانه ترین روش ها نشت یابی با بهره گیری از تصاویر ماهواره ای مبتنی بر امواج راداری (SAR) است. این فناوری که حالا پایلوت آن در شهر شیراز درحال پیگیری است، با تحلیل تغییرات بازتاب امواج از سطح زمین، نواحی دارای رطوبت غیرعادی را شناسایی می کند. این رطوبت می تواند نشانه نشتی یا شکستگی در شبکه زیرزمینی باشد. در عرصه فناوری، یکی از نوآورانه ترین روش ها نشت یابی با بهره گیری از تصاویر ماهواره ای مبتنی بر امواج راداری (SAR) است. این فناوری که حالا پایلوت آن در شهر شیراز درحال پیگیری است، با تحلیل تغییرات بازتاب امواج از سطح زمین، نواحی دارای رطوبت غیرعادی را شناسایی می کند. این رطوبت می تواند نشانه نشتی یا شکستگی در شبکه زیرزمینی باشد. مزیت این تکنیک در مقایسه با روش های سنتی این است که می تواند در یک تصویر، صدها نقطه مشکوک را شناسایی کند و اولویت بندی تعمیرات را بسیار دقیق تر انجام دهد. روش های سنتی مانند استفاده از دستگاههای شنود صوتی یا پایش فشار، بازهم کاربرد دارند، اما محدودیت های زمانی و نیروی انسانی سبب می شود که پایش کامل شبکه های بزرگ، هفته ها یا ماه ها طول بکشد. ترکیب این تکنیک ها با تکنولوژی های جدید – مثلا استفاده از سنسورهای فشار و دبی که تغییرات غیرعادی را در لحظه گزارش می دهند – می تواند سرعت شناسایی و رفع عیب را چندین برابر کند.
در بخش تعمیرات هم فناوری های جدیدی معرفی شده اند که امکان ترمیم موضعی لوله ها بدون احتیاج به حفاری گسترده را فراهم می کنند. این تکنیک ها که به CIPP (Cured-in-Place Pipe) معروف اند، با وارد کردن آسترهای پلیمری به درون لوله و عمل آوری آن در محل، ترک ها و نشتی ها را از داخل ترمیم می کنند. این فناوری علاوه بر صرفه جویی در زمان و هزینه، کمترین اختلال را در خدمات رسانی بوجود می آورد.
اما موانع در این بخش عمدتا در سه حوزه است. کمبود سرمایه گذاری پایدار که پروژه های نشت یابی و بهسازی شبکه معمولا بصورت مقطعی و در قالب بودجه های اضطراری اجرا می شوند و تداوم ضروری جهت کاهش پایدار تلفات را ندارند. دوم اولویت بندی نامناسب که در خیلی از موارد، تعمیرات برمبنای شکایات مردمی یا حوادث بزرگ به انجام می رسد، نه برمبنای پایش سیستماتیک و برنامه ریزی شده و نهایتا. فقدان چارچوب نهادی مشخص جهت استفاده از فناوری های نوین؛ شرکتهای آب و فاضلاب درگیر فرآیندهای اداری طولانی برای خرید خدمات نوآورانه هستند و گاهی قوانین مناقصه با ماهیت این خدمات سازگار نیست.
راه حل این است که کاهش تلفات آب بعنوان یک سرمایه گذاری با بازگشت تضمینی دیده شود، نه یک هزینه. همان گونه که در بخش انرژی، پروژه های بهینه سازی مصرف گاز یا برق از محل صرفه جویی تأمین مالی می شوند، در عرصه آب هم میتوان از «مدل قرارداد صرفه جویی» استفاده نمود. در این مدل، شرکتهای تخصصی نشت یابی و بهسازی شبکه، سرمایه گذاری اولیه را انجام می دهند و قسمتی از آب صرفه جویی شده یا ارزش ریالی آنرا بعنوان بازپرداخت دریافت می کنند. این رویکرد هم انگیزه بخش خصوصی را بالا می برد و هم فشار مالی بر دولت را کم می کند.
ادامه و بخش دوم مصاحبه خبرگزاری مهر با دبیر ستاد آب، محیط زیست و انرژی معاونت علمی به زودی منتشر می شود...
این مطلب بست روید چطور بود؟
(1)
(0)
تازه ترین مطالب مرتبط
نظرات کاربران در مورد این مطلب بست روید
لطفا شما هم در مورد این مطلب نظر دهید