المياه الذكية و مدينة المستقبل

محمد عبد الكريم يوسف
مدرب ومترجم وباحث
(Mohammad Abdul-karem Yousef)

الحوار المتمدن-العدد: 6883 - 2021 / 4 / 29 - 14:58
المحور: الصحة والسلامة الجسدية والنفسية
    

بقلم محمد عبد الكريم يوسف

نظرًا لأن المدن في جميع أنحاء العالم تشهد زيادة في النمو ، فإن الحاجة إلى التوسع المستدام والعمل بكفاءة والحفاظ على جودة حياة عالية للسكان تصبح أكبر. وعلى هذا النحو ، فإن جعل المدن أكثر ذكاءً يبرز كضرورة حتمية بالنسبة للحكومات لمواجهة ما قد يحدث من تطورات أو صعوبات مستقبلية .
وفي هذا السياق تحتاج المدينة الذكية أفكارا ومبادرات ذكية لمواجهة المتطلبات المستقبلية للمدينة الذكية منها:
• الطاقة الذكية التي تستهلك أقل ما يمكن من الطاقة وتعطي أكبر مردود من دون التأثير على الجودة.
• النقل الذكي الذي يمنع التلوث ويستخدم الطاقة النظيفة
• الماء الذكي الذي يوفر قدر المستطاع في الاستهلاك ويحقق الاكتفاء ويلبي الحاجة ويمنع الهدر.
• الخدمات العامة الذكية التي تقدم أعلى وأسرع الخدمات بأقل تكلفة ممكنة .
• الأبنية والمنازل الذكية التي تعتمد على المصادر المتجددة في الطاقة والتنظيف والتهوية والتدفئة والانارة .
• الربط الذكي لمجموع المبادرات الذكية بحيث يتم الحصول على مفهوم جديد هو المدينة الذكية .
وقد أفادت منظمة الصحة العالمية أنه لأول مرة على الإطلاق ، يعيش غالبية سكان العالم في المدينة دون الريف ، وتستمر هذه النسبة في النمو بتوقعات تصل إلى 70 في المائة بحلول عام 2050، وهذا الرقم مخيف للغاية لأنه مؤشر على الانحسار في قطاعات لحساب قطاعات . حاليًا ، يعيش حوالي نصف سكان الحضر في مدن بها سكان يتراوح عددهم بين 100000 و 500000 شخص ، ويعيش ما يقرب من 10 في المائة من سكان المناطق الحضرية في المدن الكبرى أو حولها في منازل من الصفيح أو في مناطق السكن العشوائي التي تفتقر لأدنى مقومات الحياة وتشكل عبئا ثقيلا على نفسها وعلى المدن الكبيرة ، والتي حددها توصيف الأمم المتحدة على أنها المدن التي يزيد عدد سكانها عن 10 ملايين نسمة.
ونظرًا لأن المدن في جميع أنحاء العالم تشهد هذا النمو الهائل ، فإن الحاجة إلى ضمان قدرتها على التوسع بشكل مستدام ، والعمل بكفاءة ، والحفاظ على جودة حياة عالية للسكان ، تصبح أكبر مما هي عليه اليوم. وهنا تظهر فيه الحاجة للمدن الذكية كحل مناسب للتضخم المتزايد في عدد السكان في ظل شح كبير في مصادر المياه والطاقة بمختلف أنواعها وارتفاع غير مسبوق في مستويات التلوث.
يتجه مصطلح "المدن الذكية" بين الحكومات والمخططين الحضريين وحتى القطاع الخاص لتلبية المطالب المتوقعة للمدن في المستقبل. وقد أصبح جعل المدن أكثر ذكاءً لدعم النمو مجالًا رئيسيًا للتركيز على الحكومات والقطاع الخاص على حدٍ سواء. في هذا العقد من الزمان ، تستثمر المدن حول العالم 108 مليارات دولار في البنية التحتية للمدن الذكية ، مثل بناء العدادات والشبكات الذكية والمباني الموفرة للطاقة وتحليلات البيانات وغيرها من الخدمات في البنية التحتية .
ما هي المدينة الذكية ؟
تشمل المدن الذكية ستة قطاعات مهمة تحتاج إلى العمل في انسجام تام لتحقيق هدف مشترك يتمثل في جعل المدينة أكثر ملاءمة للعيش والاستدامة والكفاءة لسكانها. هذه القطاعات هي الطاقة الذكية ، والتكامل الذكي ، والخدمات العامة الذكية ، والتنقل الذكي، والمباني الذكية ، والمياه الذكية.
يعد بناء المدن الذكية على أساس القطاعات الستة المذكورة أعلاه أمرًا بالغ الأهمية لتحقيق النمو العالمي المستدام ، لكن التحديات المالية واللوجستية والسياسية هائلة. وقد هيمنت على المحادثات حول نمو المدن الذكية تاريخيًا شركات تكنولوجيا المعلومات الكبيرة التي تركز على تحليل "البيانات الضخمة" من خلال اتباع نهج من أعلى إلى أسفل مرتكز على البرامج. ومع ذلك ، عندما يتعلق الأمر بتحديث أنظمة عمرها مائة عام مثل توزيع المياه أو شبكة الطاقة ، نادرًا ما تكون البرامج المتقدمة وقدرات الشبكات واسعة النطاق بما يكفي لإحداث التأثير الضروري في المجتمع.
وعلى العكس من ذلك ، فإن النهج التصاعدي لتنمية المدن الذكية يعتمد على الاعتقاد بأن الهجرة السريعة إلى المدن ستفرض أعباء على البنى التحتية البلدية للمدن بما يتجاوز نقاط الانهيار. والمدن التي تنجح في التحول إلى العمليات "الذكية" هي تلك التي تعمل على تحسين أنظمتها الأساسية وبنيتها التحتية على مستوى أساسي ، فضلاً عن دمج أنظمتها من خلال التكنولوجيا المتقدمة. أخيرًا ، ستطبق المدن الذكية المراقبة والتحليلات المتقدمة لقياس الأداء وتحسينه بشكل مستمر.
تعمل الشركات المبادرة على إنشاء أكثر من 200 مشروع مدينة ذكية حول العالم ، متبعة النهج الفريد الذي يعتمد على البنية التحتية أولاً ، والذي يشمل:
• وضع الرؤية وخارطة الطريق لمدينة فعالة ومستدامة وصالحة للحياة.
• الجمع بين أفضل الأجهزة والبرامج في فئتها لتحسين أنظمة التشغيل.
• تحقيق التكامل من أجل الكفاءة التشغيلية والإعلامية على مستوى المدينة.
• إضافة الابتكار كعنصر أساسي في التخطيط والعمليات.
• قيادة التعاون بين اللاعبين العالميين والمحليين الأكثر ملاءمة ، وكذلك عبر سلسلة قيمة تخص المدينة الذكية بأكملها.
المدينة الذكية والمياه الذكية:
يعد نظام المياه أحد أهم أجزاء البنية التحتية الحيوية في المدينة ، أي مدينة . ومع تزايد عدد السكان في المدن ، من المحتم أن يزداد استهلاك المياه أيضًا. يشير مصطلح "المياه الذكية" إلى البنية التحتية للمياه والصرف الصحي التي تضمن إدارة هذا المورد الثمين - والطاقة المستخدمة لنقله - بشكل فعال والمحافظة عليه وتوزيعه بطريقة ذكية. لقد تم تصميم نظام المياه الذكي لجمع بيانات ذات مغزى وقابلة للتنفيذ حول تدفق المياه في المدينة وضغطها وتوزيعها. علاوة على ذلك ، من الأهمية بمكان أن يكون استهلاك المياه والتنبؤ بها دقيقين تماما بنفس دقة التنبؤات الجوية لحالة الطقس.
ويجب الربط الدقيق بين الخدمات الذكية المتعلقة بالمدينة الذكية فالحركة الذكية والتنقل الذكي يعني فيما يعنيه تأمين السيارات والقطارات الكهربائية مع إدارة ذكية لحركة المرور والنقل الجماعي الذكي الذي يعتمد على الطاقات المتجددة ونظام تنظيم ذكي للمرور. والطاقة الذكية تعني التوزيع الفعال والذكي للطاقة والقياس الذكي والربط الذكي واستخدام الطاقات المتجددة بفعالية . أما الأبنية والمنازل فيجب أن تحتوي الكفاءة والفعالية المطلوبة ناحية العازلية والتدفئة والتسربات المائية ، ويجب أن تكزن شبكة توزيع المياه ذكية أيضا وتطبق مبادئ الإدارة الذكية للمياه في الانتاج والتوزيع والاستهلاك. أما الخدمات العامة الأخرى فيجب أن تتميز بالذكاء والتقنية العالية والتوفير ويمكن استخدام الإنارة الذكية والتعليم الذكي والخدمات الصحية الذكية وأنظمة السلامة الذكية في مختلف المرافق في المدينة الذكية .
يجب أن يكون نظام توزيع المياه وإدارتها في المدينة سليماً وقابلاً للاستمرار على المدى الطويل للحفاظ على نموها ، ويجب أن يكون مزودًا بالقدرة على المراقبة والتوصيل بالشبكات مع الأنظمة الحيوية الأخرى للحصول على معلومات أكثر تعقيدًا ودقة أكثر موثوقية حول كيفية أدائها وتأثيرها على بعضها البعض. ويتم اكتساب كفاءات وخبرات إضافية عندما تكون الإدارات قادرة على مشاركة المعلومات ذات الصلة والقابلة للتنفيذ. إن أحد الأمثلة الناجعة في ذلك هو أن فريق إدارة مستجمعات المياه يمكنه تلقائيًا مشاركة معلومات نمذجة مياه العواصف التي تشير إلى مناطق الفيضانات المحتملة، والأوقات بناءً على معلومات هطول الأمطار التنبؤية. ويمكن لقسم النقل بعد ذلك إعادة توجيه حركة المرور وفقًا لذلك، وتنبيه السكان بشكل استباقي باستخدام الإخطار الجماعي.
غالبًا ما يتم التغاضي عن أنظمة المياه ، لكنها تعتبر من المكونات الحاسمة لإدارة الطاقة في المدن الذكية ، والتي أن تشكل عادةً 50 بالمائة من إجمالي إنفاق المدينة على الطاقة. تشكل الطاقة أكبر تكلفة يمكن التحكم فيها في عمليات المياه و مياه الصرف الصحي ، ومع ذلك غالبًا ما يتم التغاضي عن تحسين محطات المعالجة وشبكات التوزيع كمصدر لتأمين الأموال التشغيلية من قبل البلديات التي تعاني من ضائقة مالية. وبمجرد تحسين المرافق وتصميمها وتجمع بيانات هادفة وقابلة للتنفيذ ، يمكن لقادة البلديات في المدينة الذكية اتخاذ قرارات أفضل وأسرع بشأن عملياتهم داخل المدينة ، مما قد يؤدي إلى توفير الطاقة بنسبة تصل إلى 30 بالمائة ، وتقليل فاقد المياه بنسبة تصل إلى 15 بالمائة.
لقد أصبحت إدارة فاقد المياه ذات أهمية متزايدة حيث تتعرض الإمدادات للضغط بسبب النمو السكاني و ندرة المياه. وتعاني العديد من المناطق من موجات جفاف قياسية ، بينما تستنفد مناطق أخرى طبقات المياه الجوفية بشكل أسرع مما يتم تجديدها. يسمح دمج تقنيات المياه الذكية لمزودي المياه بتقليل صرف المياه غير المدرة للدخل NRW من خلال كشف التسريبات بسرعة، أو حتى بشكل مسبق باستخدام بيانات منظومة SCADA ضمن الوقت المناسب، ومقارنتها بنماذج محاكاة الشبكة. كما يتيح الحد من المياه غير الصالحة للشرب للبلديات استرداد المزيد من التكاليف المتكبدة في المعالجة والضخ - وقد تكون هذه التكاليف كبيرة. تتكبد مدينة متوسطة الحجم ما يقارب 100 مليون جالون يوميًا من المياه المُنتجة، والتي تفقد 25 بالمائة (وهو مقدار طبيعي) وهو ما يعادل أكثر من 13 مليون دولار سنويًا في نفقات العمالة غير القابلة للاسترداد والمواد الكيميائية والطاقة.
فيما يتعلق بمياه الصرف الصحي ، هناك تحرك من قبل منظمات مثل اتحاد بيئة المياه WEF لتحويل محطات معالجة مياه الصرف الصحي إلى مرافق لاسترداد الموارد المالية بما في ذلك تكاليف الطاقة. هناك العديد من الأمثلة على المنشآت التي تنتج الآن طاقة أكثر مما هو مطلوب لعملياتها وتبيع الطاقة الزائدة إلى الشبكة الكهربائية. في حين أن هذا ليس عمليًا في جميع محطات المعالجة ، إلا أنه طموح يستحق الاهتمام ويمكن تسهيله باستخدام خارطة طريق الطاقة الخاصة باتحاد بيئة المياه.
تحقيق مستقبل مائي ذكي
إن إحدى أكبر العقبات التي تواجه أي مشروع معقد هو رأس المال و الوصول إلى التمويل اللازم للمشروع. ونظرًا لأن المدن والبلديات تتطلع إلى تحقيق مياه أكثر ذكاءً ، فهناك عدد من الخيارات المتاحة لمساعدتها على البدء في مشاريع ذكية مثل هذه. وربما تكون أحدى المسارات الفعالة للغاية هو الاستفادة من تنفيذ مشاريع العقود الذكية والموفرة للطاقة.

هناك من يقترح أشكالا جديدة للشراكة بين القطاعين العام والخاص وعقود التشاركية وعقود البوت بأشكالها المختلفة ، وهي مشاريع تختلف عن الخصخصة . تتيح مشاريع الشراكة نماذج مالية وتستفيد من مرونة وموارد القطاع الخاص لدفع تكاليف رأس المال الموفرة للطاقة باستخدام وفورات الطاقة المستقبلية . ويتم توفير الاستثمار الأولي من المجتمع المالي الممول أو الشركات القابضة أو البنوك الدولية وفق مدد محددة يتم الاتفاق عليها ، في حين تقدم الخدمات من قبل شركات خدمات الطاقة ويتم الدفع لاحقا للممول من وفورات الطاقة المتراكمة مع ضمان هذه الشركات لموثوقية التوفير. تميل الشركات العاملة في المدن الذكية إلى اتخاذ كافة التدابير للحفاظ على الطاقة وتوفيرها من خلال التعديل واعادة التعديل للمعدات وتحسين عملية الضخ ومراقبة الشبكات والتحكم بها وفصل الأحمال والتوليد المشترك الذي يوفر الطاقة في عمليات أكثر كفاءة .
تميل المدينة الذكية نحو الاستخدام الرقمي للمعدات والتجهيزات والخدمات ، وهي أفكار جديدة لكننا سنعيشها في القريب العاجل تحت التأثير الضاغط لندرة المياه في العالم .

#محمد_عبد_الكريم_يوسف (هاشتاغ)       Mohammad_Abdul-karem_Yousef#          

---

اشترك في قناة ‫«الحوار المتمدن» على اليوتيوب
حوار مع الكاتبة انتصار الميالي حول تعديل قانون الاحوال الشخصية العراقي والضرر على حياة المراة والطفل، اجرت الحوار: بيان بدل	حوار مع الكاتب البحريني هشام عقيل حول الفكر الماركسي والتحديات التي يواجهها اليوم، اجرت الحوار: سوزان امين

كيف تدعم-ين الحوار المتمدن واليسار والعلمانية على الانترنت؟

تابعونا على:

الفيسبوك

التويتر

اليوتيوب

RSS

الانستغرام

لينكدإن

تيلكرام

بنترست

تمبلر

بلوكر

فليبورد

الموبايل

كيفية إشراك-إيصال مواضيعكم أو مواضيع تهمكم  إلى اكبر عدد ممكن من القراء والقارئات