تکنولوژی آبی
نقش فناوری‌های کارآمد آبی در مدیریت تقاضای آب
ضروری است؟
در این میان به نظر می‌رسد مدیریت مصرف که مولفه‌ای از مدیریت تقاضا و ناظر بر مسائل کاهش تلفات و مصارف غیرضروری است، در حفاظت از منابع آب راهگشا باشد. در راهبردهای مدیریت مصرف، تلاش بر این است که با استفاده از تکنولوژی‌های کارآمد آبی، تجهیزات کاهنده مصرف، افزایش آگاهی مصرف‌کنندگان، به‌کارگیری ابزارهای قانونی، تعرفه‌ای و همچنین رویکردهای مدیریتی بهینه، آب را از یک کالای مصرفی به یک کالای ارزشی تبدیل کرده و همچنین با بهبود راندمان مصرف آب، از هدررفت و نابودی این منابع جلوگیری شود. به عبارت دیگر در ادبیات موضوع، حفاظت از آب از طریق کاهش تقاضا در طول زمان، به عنوان یک مولفه اصلی و مهم مدیریت آب شناخته شده است. اجرای روش‌های مدیریت تقاضای آب (کاهش تقاضا و مصرف، کاهش تلفات آب، استفاده مجدد از آب و فاضلاب، شیوه‌های نوین توزیع آب در شهر و...) نه‌تنها فشار بر منابع آب را کاهش داده، بلکه کم‌هزینه‌تر از پروژه‌های جدید تامین آب بوده و هزینه مدیریت فاضلاب را نیز کاهش می‌دهد. در این زمینه اگرچه بهره‌گیری از ابزار اقتصادی مانند استراتژی‌های مناسب قیمت‌گذاری بر اساس تعیین ارزش اقتصادی و هزینه تمام‌شده، پرداخت برای خدمات اکوسیستم، آب مجازی، ابزارهای نهادی مانند شکل‌دهی بازار آب و ابزارهای تشویقی و تنبیهی مانند مالیات، جریمه و یارانه‌ها، تسهیلات و اعتبارات می‌تواند در حفظ منابع آب توسط کاربران اثرگذار باشد، اما نمی‌توان آنها را به عنوان تنها راه‌حل اساسی برای صرفه‌جویی و حفاظت از آن در نظر گرفت. چراکه مصرف‌کنندگان ممکن است افزایش قیمت آب را تنها به عنوان عاملی برای کسب سودآوری توسط ابزار تفسیر کنند، نه انگیزه‌ای برای مشارکت در فعالیت‌های اجتماعی. در این راستا رویکردها و سیاست‌های غیرقیمتی در کنار ابزار اقتصادی، می‌توانند در جهت مدیریت مصرف و حفاظت از آب موثر واقع شوند. به‌طوری که بر اساس تجربیات جهانی، طرح‌های حفاظت از آب زمانی با موفقیت همراه بوده که در آنها به‌طور همزمان از هر دو ابزار اقتصادی و غیراقتصادی استفاده شده است. به عنوان نمونه، در برنامه مدیریت تقاضای آب در کلرادو (۲۰۰۲)، استفاده همزمان از ابزارهای مختلف اقتصادی و غیراقتصادی، مصرف آب را به میزان هشت درصد و در سال ۲۰۰۳ به میزان ۲۶ درصد کاهش داده است.
رویکردهای غیراقتصادی نیز در خصوص حفاظت از آب، طیف گسترده‌ای از رویکردهای فرمان -کنترل تا نصب و راه‌اندازی تکنولوژی‌های کاهش اتلاف آب را شامل می‌شود. یکی از استدلال‌های متداول ادبیات مربوط به مدیریت و حفاظت تقاضای آب، نیاز به اتخاذ ابزارهای حفاظت غیرقیمتی برای حمایت از قیمت‌گذاری آب است. همچنین از دیگر دلایل کاربرد استراتژی‌های غیرقیمتی آن است که ممکن است ساختارها، تمایلی به تکیه بر ابزارهای اقتصادی برای صرفه‌جویی در مصرف و کاهش اتلاف آن نداشته باشند یا ممکن است قیمت‌گذاری آب برای اهداف حفاظت از آب، به تنهایی کارآمد نباشد. بنابراین در این شرایط می‌توان در چارچوب ابزارهای غیرقیمتی از دو رویکرد تغییر رفتار و بهره‌گیری از تکنولوژی برای کاهش تقاضای آب استفاده کرد. در رویکرد تغییر رفتار، سیستم‌های اطلاعاتی منجر به انتقال یک سیگنال رفتاری می‌شود و این سیگنال نگرش حفاظت مطلوب را که به تدریج باعث تغییر در رفتار مصرف‌کننده می‌شود، منتقل می‌کند. پیشرفت فناوری نیز، اثربخشی مدیریت تقاضا و صرفه‌جویی در مصرف و حفاظت آب را افزایش می‌دهد. بر اساس این رویکرد، تکنولوژی‌های کارآمد آبی و پیشرفت‌های تکنولوژیک دستگاه‌های مصرفی آب در افزایش کارایی و صرفه‌جویی در مصرف منابع آب نقش مهمی ایفا میکنند. به‌طوری که در کالیفرنیا، یک‌سوم مصرف آب این ایالت در اثر استفاده از فناوری حفاظتی، کاهش یافته است.
در این خصوص لازم به ذکر است، کلیدی‌ترین و زیربنایی‌ترین مولفه مشارکت در سرمایه‌گذاری و پذیرش استفاده از تکنولوژی‌های کارآمد آبی توسط کاربران برای حفظ و جلوگیری از هدررفت آب، ابتدا شناخت مدل رفتاری-مصرفی آنها و سپس اصلاح شیوه‌های بهره‌برداری، مصرف و نظام‌های اقتصادی حاکم بر این منابع است. در این زمینه، از جمله عوامل موثر بر اجرای کاراترین راهبردهای کنترل و کاهش اتلاف آب، شامل عادات فرهنگی، آگاهی‌ها و نگرش زیست‌محیطی، سایر مولفه‌های فرهنگی، اقتصادی و اجتماعی کاربران در بخش‌های مختلف مصرفی است. چراکه عوامل جمعیتی، ویژگی‌های کاربران و خصوصیات محیطی، متنوع هستند و می‌توانند باعث ایجاد الگوهای مختلفی در پذیرش تکنولوژی‌های حفاظت از آب شوند.
در مجموع تغییرات تکنولوژیک و دستیابی به فناوری‌های نوین می‌تواند بر در دسترس بودن یا عرضه آب، تقاضا برای آب و میزان مصرف آن تاثیر داشته باشد. چراکه پیشرفت‌های تکنولوژیک در حوزه صنعت آب، از قبیل فناوری نانو در تصفیه، آب‌شیرین‌کن آب دریا، آبگرمکن‌های بهداشتی در محیط کار، سیستم‌های آبیاری نوین و تکنیک‌های مدیریت آبیاری کامپیوتری (IOT)، کاربران را قادر به صرفه‌جویی در آب می‌کند. علاوه بر آن، پیشرفت‌های فنی باعث بهبود زمان‌بندی و کاهش هزینه‌های عرضه می‌شود که خود می‌تواند بر استفاده از آب تاثیر بگذارد. در این زمینه طرح‌های متعددی مبتنی بر فناوری‌های نوین از سوی شرکت‌های دانش‌بنیان به ستاد توسعه فناوری آب، خشکسالی، فرسایش و محیط زیست که در معاونت علمی فناوری ریاست جمهوری فعال است ارائه شده که می‌تواند با توجه به اولویت‌بندی مدنظر از سوی این ستاد برای رفع مشکلات کم‌آبی و مقابله با پدیده خشکسالی به کار گرفته شود. از جمله این طرح‌ها می‌توان به ساخت دستگاه آب مقطرگیری بدون هدررفت، توسعه روش‌های نوین آبیاری زیرسطحی، سامانه تصفیه آب سیار (پکیج بحران)، بازیافت مجدد زه‌آب‌های کشاورزی، توسعه روش‌های نوین آبیاری زیرسطحی برای محصولات کشاورزی، طراحی و ساخت کنتور حجمی اولتراسونیک قابل نصب بر روی چاه‌های کشاورزی، طراحی و ساخت مواد مالچ و بهبوددهنده و اصلاح‌کننده خاک، توسعه فناوری شناسایی منابع آب ژرف و چشمه‌های آب خلیج‌فارس و... اشاره کرد. در این زمینه اگرچه پیشرفت‌های فناوری به عنوان یک قطعه از پازل صرفه‌جویی در آب، به‌طور قابل ملاحظه‌ای در افزایش دسترسی به منابع آب موثر است اما لازم به ذکر است، استفاده از این قبیل تکنولوژی‌ها در عین حال می‌تواند اثرات جانبی منفی و غیرقابل پیش‌بینی بر کیفیت آب، هیدرولوژی منطقه‌ای و اکوسیستم‌های وابسته به آب ایجاد کند که شاید در عرض چندین هزار سال غیرقابل جبران باشد. در نتیجه لازم است قبل از توسعه این قبیل تکنولوژی‌ها، یک ارزیابی کامل از ابعاد مختلف از جمله ملاحظات پایداری تاثیر فناوری جدید در آب صورت پذیرد.
در زمینه تکنولوژی‌های نوین در مدیریت و حفاظت از منابع آب، شواهدی نیز نشان می‌دهد که در بسیاری از کشورها مانند ایالات متحده و ژاپن، سرانه مصرف آب در جامعه از الگوی منحنی کوزنتس محیطی (EKC) پیروی می‌کند. به عبارت دیگر، سرانه مصرف آب ابتدا همراه با توسعه اقتصادی افزایش یافته پس از «نقطه عطف»، به سرعت کاهش می‌یابد. در آمریکا، سرانه مصرف آب در سال ۱۹۷۵ به اوج خود رسید و سپس در طی ۳۰ سال حدود ۳۰ درصد کاهش یافته است. اگرچه بیشترین پیشرفت در ایالات متحده ناشی از بهبود کارایی صنعتی و کشاورزی است، اما استفاده از تکنولوژی‌های ذخیره‌کننده آب و وسایل کارآمد آبی در بخش‌های مختلف توانسته کمک بزرگی در صرفه‌جویی در مصرف آب داشته باشد. در ژاپن نیز میزان مصرف سرانه آب مسکونی در دهه ۱۹۸۰ حدود ۲۵ درصد افزایش یافته بود، که در دهه ۱۹۹۰ به شدت کاهش یافت و در سال ۲۰۰۰ به بعد نیز روند کاهشی خود را ادامه داده است. این پیشرفت نیز به افزایش استفاده از تکنولوژی‌های کارآمد در مصرف آب نسبت داده شده است. در این زمینه انتقال فناوری‌های کارآمد آبی از کشورهای توسعه‌یافته به کشورهای در حال توسعه نیز می‌تواند به‌طور بالقوه منجر به سرعت بخشیدن در رسیدن به نقطه عطف منحنی کوزنتس و صرفه‌جویی در منابع آبی شود. اما تنها دستیابی به این قبیل تکنولوژی‌ها به عنوان شرط لازم برای کاهش و صرفه‌جویی در مصرف آب است که ممکن است کافی نباشد. در این راستا سه راهکار اصلی برای گسترش و اشاعه استفاده از تکنولوژی‌های کارآمد آبی قابل ارائه است: ۱- تدوین دستورالعمل و استانداردهای مربوطه؛ برای نمونه استفاده اجباری از تجهیزات کارآمد آبی در تاسیسات دولتی. ۲- برچسب زدن و لیبل‌گذاری؛ سیستم‌های صدور گواهینامه برای تکنولوژی‌های کارآمد آبی. ۳- مشوق‌ها و معافیت‌های مالیاتی برای خرید و نصب تجهیزات و تکنولوژی‌های کارآمد آبی؛ این راهکارها تنها برخی از راهبردهای مورد استفاده در توسعه استفاده از تجهیزات کاهنده مصرف آب محسوب می‌شود. در این راستا به این نکته باید توجه شود که گسترش استفاده از تکنولوژی‌های کارآمد آبی در درجه اول یک چالش نهادی است. زیرا مصرف‌کنندگان در بخش‌های مختلف اقتصادی ممکن است با توجه به نگرانی‌های زیست‌محیطی، انگیزه صرفه‌جویی مصرف آب را داشته باشند، اما مشوق‌های اقتصادی یا مشوق‌هایی برای نصب، تولید و فروش این‌گونه وسایل نیز ضروری به نظر می‌رسد.
در میان کاربران منابع آبی، اگرچه شهرها تنها دو درصد از مساحت جهان را تشکیل می‌دهند، اما بیش از نیمی از جمعیت جهانی را در خود جای داده‌اند. بنابراین رشد سریع شهرنشینی رقابت زیادی را برای استفاده از منابع آب موجود ایجاد و اثرات تغییرات آب و هوایی ناشی از آن را تشدید می‌کند. بر این اساس چالش‌های مربوط به منابع آب می‌تواند به‌طور جدی توانایی شهرها را در دستیابی به توسعه شهری و تحقق اهداف اقتصادی-اجتماعی و زیست‌محیطی تضعیف کند. همچنین رشد سریع شهری باعث افزایش رقابت برای منابع آب کمیاب میان بخش‌های دیگری مانند صنعت و کشاورزی شده است. این در حالی است که خدمات آب شهری باید با مدیریت صحیح آبرسانی و توزیع آب، تصفیه آب و فاضلاب و سایر خدمات مرتبط با شهرداری تضمین شود. زیرا هرگونه کاهش کمیت یا کیفیت آب، تاثیر منفی بر سیستم شهری خواهد گذاشت. بر این اساس با گسترش شهرها و تغییر سریع الگوی استفاده از زمین، مدیریت پایدار منابع آب در شهرها به مساله پیچیده‌ای تبدیل شده است. لذا جایگزینی رویکردهای سنتی با راه‌حل‌های هوشمندانه‌تر و بهره‌گیری از فناوری‌های پیشرفته، در کاهش این چالش‌ها و هزینه‌ها از طریق بهینه‌سازی زیرساخت‌های موجود حائز اهمیت است. در این میان، مدیریت هوشمند آب (Smart Water Management) می‌تواند در تبدیل شهرهای کشورهای توسعه‌یافته و در حال توسعه به شهرهای هوشمند و پایدار نقش اساسی داشته باشد. از دیگر مزایای آن افزایش درآمدهای خدمات شهری، کاهش هزینه‌های عملیاتی و افزایش مشارکت عمومی است. بنابراین مدیریت هوشمند آب می‌تواند به عنوان یک راه‌حل پایدار و هوشمندانه برای مقابله با چالش‌های آب شهری در نظر گرفته شود.
هدف از مدیریت هوشمند آب در شهرها عبارت است از الف- مدیریت و توزیع منابع آب هماهنگ، ب- حفاظت از محیط زیست، و ج- ارائه خدمات عمومی پایدار. به‌طوری که در محیط‌های شهری، اجرای مدیریت هوشمند نه‌تنها منجر به کاهش تلفات ناشی از آب بدون درآمد و مدیریت پساب می‌شود بلکه پیشرفت قابل توجهی در توزیع آب ایجاد می‌کند. بنابراین این پیشرفت‌ها ضمن افزایش کارایی در بخش آب، به پایداری اقتصادی آن (از طریق بازیابی هزینه‌ها از آب بدون درآمد و تشخیص اتصالات غیرقانونی) نیز کمک می‌کند. مدیریت هوشمند آب از طریق اقدامات هماهنگ، مدیریت جامع، مشارکت ذی‌نفعان، سرمایه‌گذاری کافی و فناوری مناسب می‌تواند اتکا و پایداری سیستم‌ها و شبکه‌های آب را بهبود بخشد. با حفاظت از ایمنی و قابلیت اطمینان منابع آب، افزایش مقاومت در برابر زیرساخت‌های آب، کاهش سیلاب و اضافه‌بار سیستم‌های فاضلاب، کاهش مصرف انرژی، کاهش هزینه‌های عملیاتی ضمن افزایش انتخاب و کنترل مشتری، این سیستم‌ها می‌توانند یک محیط آب پایدار را برای رشد و شکوفایی شهرها ایجاد کنند.
بنابراین ارزان بودن برخی از محصولات فناوری اطلاعات و ارتباطات این رویکرد و همچنین نرخ گردش مالی سریع آن، هنگام استفاده در محیط‌های شهری، رویکردهای جدید و خلاقانه‌ای را برای اطمینان از تامین آب سالم و مناسب برای ساکنان شهر ایجاد می‌کند. این فناوری‌ها امکان نظارت مستمر بر روی منابع آب، تشخیص مشکلات، اولویت‌بندی و مدیریت مسائل مربوط به تعمیر و نگهداری و استفاده از داده‌ها را برای بهینه‌سازی کلیه جنبه‌های شبکه مدیریت آب شهری فراهم می‌کند. بر این اساس فناوری اطلاعات و ارتباطات با هدف کمک به پایداری منابع، فرصت‌های ارزشمندی را برای بهبود بهره‌وری در بخش آب ارائه می‌دهد. این رویکرد، با هدف به حداکثر رساندن رفاه اجتماعی و اقتصادی یک جامعه، مصرف پایدار منابع آب را از طریق مدیریت هماهنگ آب ترویج می‌کند که غیر از محیط‌های شهری، می‌تواند در بخش‌های مختلف صنعت و کشاورزی نیز مورد استفاده قرار گیرد. برخی از این فناوری‌های هوشمند عبارت از لوله‌های هوشمند و شبکه‌های حسگر، اندازه‌گیری هوشمند، مودم‌های ارتباطی، سیستم‌های اطلاعات جغرافیایی (GIS)، رایانش ابری (Cloud computing)، الگوها، ابزارهای بهینه‌سازی و پشتیبانی از تصمیم‌گیری، ابزارهای ارتباطی و اطلاعات مبتنی بر وب است.
بنابراین پیشرفت‌های اخیر در فناوری می‌تواند شرایط لازم را برای ارتقای مدیریت منابع آب پایدار در مواجهه با شهرنشینی سریع، کمبود آب و تغییرات آب و هوایی بهبود بخشد. اما باید به این نکته توجه شود که طبق تجارب جهانی اثربخشی این قبیل فناوری‌ها در گرو هماهنگی و هم‌افزایی در بخش‌های مختلف و ذی‌نفعان درگیر در مدیریت آب است. همچنین تجربیات جهانی نشان داده است که مشارکت‌های دولتی و خصوصی می‌توانند در تقویت نوآوری موثر باشند. علاوه بر آن انجام تحقیقات پایه‌ای و کاربردی در مورد چالش‌ها و فرصت‌های مدیریت هوشمند آب و سایر تکنولوژی‌های کارآمد آبی، به عنوان یکی از الزامات اساسی در به‌کارگیری این ابزارها باید مورد توجه برنامه‌ریزان و سیاستگذاران قرار گیرد. مضاف بر آن، تدوین سیاست‌ها و اقدامات مناسب برای پشتیبانی و توسعه سیستم‌های هوشمند آب (نظیر قیمت‌گذاری آب، آموزش و اطلاع‌رسانی، رقابت برای مصرف‌کنندگان) لازم و ضروری است. در پایان قابل ذکر است اجرای موفقیت‌آمیز مدیریت هوشمند آب مستلزم تدوین دستورالعمل‌ها، استانداردها و سیاست‌های متناسب با نیازها و اولویت‌های خاص حوزه هدف است.
