کاربرد فناوری دوقلوهای دیجیتال در مدیریت مصرف آب

به گزارش رمز من، در حالی که کشور با بحران کمبود جدی آب مواجه می باشد، اتکا به تکنولوژی های جدید و تحول آفرین همچون دوقلوهای دیجیتال، ضرورتی اجتناب ناپذیر است.

به گزارش رمز من به نقل از مهر؛ ایران به عنوان کشوری واقع در کمربند خشک و نیمه خشک جهان، دهه هاست که با بحران کم آبی مزمن و کاهش محسوس بارندگی دست و پنجه نرم می کند. بر مبنای برآوردهای صورت گرفته میزان حجم بارش سالانه کشور حدود یک سوم میانگین جهانی است و در سالهای اخیر به سبب تغییرات اقلیمی، افزایش دما و کاهش بارندگی ها، این وضعیت بحرانی تر شده است. به اعتقاد خیلی از کارشناسان، رشد جمعیت و تمرکز آن در کلان شهرها، توسعه ناپایدار کشاورزی پرمصرف و فرسودگی زیرساخت های انتقال و توزیع آب، فشار مضاعفی بر منابع محدود آبی کشور وارد کرده است. بر مبنای آمار رسمی، بیشتر از ۷۰ درصد منابع آب تجدیدپذیر ایران مصرف شده و برخی دشت ها گرفتار افت شدید سطح آب زیرزمینی هستند. در چنین شرایطی، اتکا به تکنولوژی های جدید و تحول آفرین به جای نگاههای سنتی مدیریت منابع آب، ضرورتی اجتناب ناپذیر است. یکی از مهم ترین این فناوری ها دوقلوهای دیجیتال (Digital Twins) به حساب می آید این فناوری با بوجودآوردن بازنمایی مجازی و پویا از زیرساخت ها، فرآیندها و منابع آبی، امکان تصمیم گیری مبتنی بر داده و مدیریت هوشمندانه منابع را فراهم می سازند.

دوقلوی دیجیتال چیست؟

دوقلوی دیجیتال یک مدل مجازی پویا و تعاملی از یک دارایی، پروسه یا سیستم فیزیکی است که با بهره گیری از داده های بلادرنگ (Real-time Data) و الگوریتم های تحلیلی پیشرفته، امکان شبیه سازی، پایش و پیش بینی عملکرد را فراهم می آورد. این مدل نه تنها وضعیت فعلی سیستم را بازتاب می دهد، بلکه با بهره گیری از داده های تاریخی و پیش بینی های اقلیمی می تواند رفتار آینده سیستم را نیز شبیه سازی کند. در حوزه مدیریت آب، دوقلوهای دیجیتال می توانند شبکه های کامل تامین و توزیع آب شامل سدها، تصفیه خانه ها، مخازن، خطوط انتقال و حتی شبکه های فاضلاب شهری را بازنمایی کنند. چنین بازنمایی جامعی به مدیران امکان می دهد درک دقیقی از جریان آب، نقاط ضعف زیرساختی، الگوهای مصرف و کیفیت آب داشته باشند و مبنی بر آن، بهینه ترین تصمیمات عملیاتی و راهبردی را اتخاذ کنند.

کاربردهای کلیدی دوقلوهای دیجیتال در مدیریت آب

در زمینه کاربردهای کلیدی دوقلوهای دیجیتال در مدیریت آب، نخست میتوان به قابلیت تشخیص ناهنجاری ها و پیش بینی خرابی ها اشاره نمود. داده های حاصل از سنسورهای اینترنت اشیا (IoT) در شبکه های آب به دوقلوی دیجیتال هدایت می شوند و این امکان را فراهم می سازند که نشتی ها یا لطمه های احتمالی قبل از وقوع شناسایی شوند. به عنوان مثال، تجربه شرکت توزیع آب «Thames Water» در بریتانیا نشان داده است که استفاده از این فنآوری می تواند میزان تلفات آب را بشکل قابل توجهی کم کند. از طرف دیگر، مدیریت کیفیت آب یکی از کارکردهای حیاتی دوقلوهای دیجیتال به حساب می آید. این فناوری با پایش مستمر شاخصهای کلیدی مانند سطح آلاینده ها و ترکیب شیمیایی آب، فرآیندهای تصفیه را بهینه کرده و تضمین می کند که کیفیت آب با استانداردهای بهداشتی همخوانی داشته باشد. اهمیت این مساله در شرایط خشکسالی و افت کیفیت منابع آبی دوچندان می شود. همین طور دوقلوهای دیجیتال امکان شبیه سازی سناریوها و تصمیم گیری هوشمند را فراهم می کنند. مدیران بخش آب قادر هستند سناریوهایی همچون وقوع سیل، بروز خشکسالی یا احتیاج به پیشرفت زیرساخت ها را در مدل دیجیتال بازآفرینی کرده و با بررسی پیامدها، بهترین راهبرد را انتخاب کنند. به عنوان نمونه، تجربه شهر روتردام در هلند نشان داده است که استفاده از این رویکرد توانسته سیاستهای مواجهه با سیلاب را بشکل محسوسی تقویت کند. سرانجام، بهینه سازی مصرف انرژی و کاهش هزینه ها نیز یکی دیگر از مزایای برجسته دوقلوهای دیجیتال به حساب می آید. این فناوری با امکان برنامه ریزی هوشمندانه برای پمپاژ و توزیع آب، نه تنها مصرف انرژی را می کاهد بلکه هزینه های عملیاتی را نیز به حداقل می رساند. چنین ظرفیتی برای کشوری مانند ایران که شبکه های آبرسانی آن فرسوده و پرهزینه هستند، می تواند اهمیت حیاتی داشته باشد.

نقش اکوسیستم های داده در مدیریت آب

فناوری دوقلوهای دیجیتال تنها در صورت وجود اکوسیستم داده کارآمد به صورت کامل مؤثر خواهند بود. این اکوسیستم ها شامل داده های سنسورهای هوشمند، تصاویر ماهواره ای، پیش بینی های هواشناسی و پایگاه های داده دولتی هستند. متخصصان براین باورند که ترکیب این داده ها موجب می شود تصمیمات دقیق تری برای اختصاص آب میان بخش های مختلف مانند کشاورزی، صنعت و شرب اتخاذ شود. نمونه موفق این پروسه در کشور سنگاپور مشاهده می شود که آژانس ملی آب این کشور با بهره گیری از دوقلوهای دیجیتال و داده های چندمنبعی، توانسته است در زمان واقعی مصرف آب شهری را پایش و مدیریت کند.

پیامدهای سیاستی و راهبردی برای ایران

در سطح سیاستگذاری فناورانه برای توسعه کاربردهای دوقلوهای دیجیتال در مدیریت آب، نخست باید بر ضرورت سرمایه گذاری در زیرساخت داده و توسعه هوش مصنوعی تاکید کرد. پیاده سازی دوقلوهای دیجیتال در ایران بدون ایجاد شبکه های گسترده حسگرها و سامانه های پیشرفته پردازش کلان داده ممکن نیست. در کنار این نیاز فناورانه، تقویت همکاری میان نهادهای مختلف نیز اهمیت ویژه ای دارد؛ برای اینکه مدیریت آب تنها وظیفه وزارت نیرو نیست و باید با مشارکت وزارت جهاد کشاورزی، سازمان هواشناسی و مراکز پژوهشی صورت گیرد. از طرف دیگر، بومی سازی فناوری نیز یک الزام اساسی در این مورد به حساب می آید. استفاده از تجربیات موفق جهانی مانند پروژه «Thames Water» در بریتانیا یا «PUB» در سنگاپور می تواند الهام بخش اجرای طرح های مشابه در کشور باشد، اما این راهکار ها باید با شرایط اقلیمی، زیرساختی و اقتصادی ایران سازگار شوند. سرانجام، یکی از مهم ترین نتایج سیاستی، تمرکز بر کاهش تلفات شبکه آب شهری است. آمارها نشان داده است که در بعضی شهرهای ایران بیشتر از ۳۰ درصد آب به سبب نشتی در شبکه از دست می رود و دوقلوهای دیجیتال می توانند با ارائه پایش لحظه ای و پیش بینی دقیق، این معضل را بشکل قابل ملاحظه ای کاهش دهند.

جمع بندی

بحران کم آبی در ایران نه تنها یک چالش محیط زیستی بلکه تهدیدی جدی برای امنیت ملی، سلامت عمومی و توسعه پایدار کشور شمرده می شود. نتایج این بحران در حوزه های مختلف همچون مهاجرت های اقلیمی، کاهش تولید کشاورزی، فشار بر صنعت و بروز تنش های اجتماعی و منطقه ای به وضوح مشاهده می شود. در چنین شرایطی، فناوری دوقلوهای دیجیتال با قابلیت هایی مانند پیش بینی روندها، پایش لحظه ای کیفیت و کمیت منابع، بهینه سازی الگوهای مصرف و شبیه سازی سناریوهای پیچیده، می تواند به ابزاری کلیدی برای مدیریت علمی و هوشمندانه منابع آب تبدیل گردد. تجربه کشورهای پیشرو نشان داده است که این فناوری نه تنها کار آمدی و تاب آوری سیستم های آبی را بیشتر می کند، بلکه به کاهش هزینه های عملیاتی، صیانت از محیط زیست و پیشرفت شفافیت در مدیریت آب نیز کمک می نماید. در همین جهت، جمهوری اسلامی ایران در صورت سرمایه گذاری هدفمند، بومی سازی دانش فنی و سیاستگذاری هوشمندانه می تواند از دوقلوهای دیجیتال به عنوان ابزاری راهبردی برای عبور از بحران کم آبی استفاده کند و آینده ای پایدارتر، امن تر و با کیفیت تر برای نسل های بعدی رقم بزند.
به اجمال، ایران بعنوان کشوری واقع در کمربند خشک و نیمه خشک جهان، دهه هاست که با بحران کم آبی مزمن و کاهش محسوس بارش دست و پنجه نرم می کند. بعنوان نمونه، تجربه شهر روتردام در هلند نشان داده است که استفاده از این رویکرد توانسته سیاست های مواجهه با سیلاب را بشکل محسوسی تقویت کند. در کنار این نیاز فناورانه، تقویت همکاری میان نهادهای مختلف نیز اهمیت ویژه ای دارد؛ به جهت اینکه مدیریت آب تنها وظیفه وزارت نیرو نیست و باید با مشارکت وزارت جهاد کشاورزی، سازمان هواشناسی و مراکز پژوهشی صورت گیرد.

منبع: ramzeman.ir

1404/06/18

09:41:45

5.0 / 5

تگهای خبر: امنیت , انرژی , اینترنت , تكنولوژی

اگر مطلب را پسندیدید لایک کنید

(1)

(0)

تازه ترین مطالب مرتبط

نظرات بینندگان در مورد این مطلب

نظر شما در مورد این مطلب

نام:

ایمیل:

نظر:

سوال:

= ۷ بعلاوه ۳