ثوره تکنولوجیه فی قطاع المیاه فی إیران؛ من التنبؤ الذکی بالفیضانات بنماذج سویسریه إلى تحلیه المیاه بالنانو بکفاءه تصل لـ 93%

فی العصر الحالی، تتطلب المواجهه بین «أزمات المیاه القصوى» مثل الفیضانات المدمره و«النقص الحاد فی الموارد المائیه» حلولاً تتجاوز الأسالیب التقلیدیه. یؤمن مرکز رؤى المیاه دائماً بأن دمج التقنیات الناشئه مع المعرفه المحلیه هو المفتاح لحل المعضلات المعقده لحوکمه المیاه. فی هذا التقریر الشامل، نستعرض إنجازین علمیین کبیرین نُشرا مؤخراً فی وکاله مهر للأنباء. الخبر الأول بعنوان «التنبؤ بالفیضانات بتقنیه تعلم الآله؛ تنفیذ مشروع سویسری رائد فی إیران» بقلم شبنم درخشان، یتناول تعاوناً دولیاً ناجحاً لسد الفجوه البیاناتیه فی إداره الفیضانات. والخبر الثانی بعنوان «باحثون إیرانیون یرفعون کفاءه تحلیه المیاه بالطاقه الشمسیه إلى 93%» بقلم مهتاب جابوک، یروی تقدماً مذهلاً فی مجال إزاله الملوحه باستخدام الطاقه المتجدده. إن دمج هذین النهجین یقدم صوره واضحه لقدره المتخصصین فی قطاع المیاه على تعزیز الأمن المائی.

النقاط الرئیسیه والإنجازات المحوریه

• تصمیم النماذج الذکیه «سیاوش» و«فرهاد»: استخدام تعلم الآله (Machine Learning) للتنبؤ بالفیضانات فی المناطق التی تفتقر إلى البیانات الهیدرولوجیه.
• توطین المعاییر السویسریه: صیاغه مبادئ توجیهیه لخرائط مخاطر الفیضانات بناءً على التعاون بین جامعه خواجه نصیر الطوسی وجامعه العلوم التطبیقیه فی رابرزویل (OST).
• تحطیم الأرقام القیاسیه فی کفاءه التحلیه: تحقیق کفاءه بنسبه 93.5% فی محطات تحلیه المیاه الشمسیه عبر تعدیل أسطح الأغشیه البولیمریه.
• تکنولوجیا النانو فی خدمه المیاه: استخدام جسیمات الکربون النانویه وتغییر هیکل أغشیه PVDF لزیاده امتصاص الضوء ومقاومه التبلل.
• تشخیص أخطاء التخطیط الحضری: تحلیل دقیق لخرائط المخاطر فی منطقه “بلدختر” وإثبات وجود أخطاء فادحه فی تحدید مواقع المنشآت الحضریه مقابل الفیضانات.
• الاستدامه ضد الملوثات: إنتاج أغشیه ذات سطح “کاره لکل شیء” (Omniphobic) مقاومه للمواد الفعاله سطحیاً ولها عمر تشغیلی طویل.

الإداره الذکیه للفیضانات؛ سد الفجوه بین المعرفه والتنفیذ بنماذج سویسریه-إیرانیه

أحد التحدیات الجوهریه والمزمنه فی هیکلیه حوکمه المیاه، هو وجود فجوه عمیقه بین المعرفه الفنیه المنتجه فی الجامعات والعملیات التشغیلیه لرسم السیاسات وصنع القرار الحضری. أدى هذا الانفصال إلى بقاء الکثیر من الأبحاث القیمه مجرد توصیات نظریه حبیسه الأدراج. وفی هذا السیاق، تم تعریف صیاغه أدله محلیه لإعداد خرائط مخاطر الفیضانات کأحد المحاور الرئیسیه للتعاون الدولی، بهدف إدخال الخبره المتخصصه فی دوره صنع القرار فی البلدیات ومنظمات إداره الأزمات. محمد جواد أستاد میرزا تهرانی، مدیر مختبر أبحاث المیاه (Water Matters Laboratory) بجامعه خواجه نصیر الطوسی التکنولوجیه، أوضح فی حدیثه لوکاله مهر دوافع هذا المشروع، مشیراً إلى تجربته الشخصیه مع فیضانات عام 2019:

«الحقیقه هی أن دافعی الرئیسی للدخول الجدی فی موضوع خرائط مخاطر الفیضانات کان وقوع فیضانات عام 2019 فی آق قلا وبلدختر؛ وهی الفیضانات التی تزامنت مع عودتی إلى البلاد، حیث واجهنا تداعیاتها عن قرب.»

أظهرت التحلیلات الأولیه أن حاله خرائط الفیضانات کانت مقلقه للغایه. فمن بین أکثر من 72 ألف کیلومتر من الأنهار، کان هناک حوالی 2000 کیلومتر فقط تمتلک خرائط تقسیم مناطق. والأکثر أسفاً هو أن الخرائط الموجوده لم تُعد بشکل منهجی، مما جعلها غیر صالحه للتحول إلى خرائط مخاطر لإداره الأزمات. هذا الفراغ العلمی أدى إلى تشکیل مشروع استراتیجی مشترک مع جامعه (OST) فی زوریخ بسویسرا.

توطین المعاییر وتشخیص کارثه “بلدختر”

أظهر الفریق البحثی، باستخدام الأدله السویسریه المعتبره ومع مراعاه المقتضیات الإداریه والمحلیه، دلیلاً شاملاً لإعداد خرائط المخاطر. تم تنفیذ هذا الإطار بشکل تجریبی فی منطقتین مختلفتین تماماً: منطقه “آق قلا” السهلیه ومنطقه “بلدختر” الجبلیه. وأثبتت النتائج إمکانیه الانتقال من الوثائق النظریه إلى أدوات صنع القرار العملیاتیه. وصف أستاد میرزا تهرانی نتائج التحلیل فی مدینه بلدختر بأنها صادمه؛ حیث أظهرت التحلیلات أن المبانی والمنشآت الحیویه قد أقیمت بالضبط فی النقاط ذات المستوى الأعلى من مخاطر الفیضانات. وهذا یثبت کیف یؤدی غیاب الخرائط الملزمه إلى جعل التنمیه الحضریه عاملاً مشدداً للخسائر. وقد فاز هذا المشروع بلقب المشروع المختار من قبل مکتب التعاون العلمی السویسری (Swiss Leading House).

ظهور النماذج الذکیه «سیاوش» و«فرهاد»

أسفرت هذه الجهود عن تصمیم ونمذجه نظامین ذکیین هما «سیاوش» و«فرهاد»، یعتمدان على تعلم الآله (Machine Learning) والتعلم العمیق (Deep Learning)، مما یسمح بإنتاج خرائط مخاطر موثوقه حتى فی الأحواض التی تعانی من نقص حاد فی البیانات.

انقلاف فی تحلیه المیاه؛ کفاءه 93% بتقنیه النانو

فی جانب آخر من جبهه تکنولوجیا المیاه، نجح باحثون فی جامعه أصفهان للتکنولوجیا فی تسجیل رقم قیاسی جدید بکفاءه تحلیه المیاه بالطاقه الشمسیه. یعتمد هذا الإنجاز على تعدیل هیکل أغشیه (PVDF) وإضافه جسیمات الکربون النانویه، مما أدى إلى خلق سطح مسامی یمتص ضوء الشمس بفعالیه ویحوله إلى حراره لتبخیر المیاه. تعد هذه التقنیه، المعروفه باسم «التقطیر الغشائی الضوئی الحراری فی الفراغ» (PVMD)، مساراً متقدماً لتأمین المیاه العذبه بشکل مستدام. وتتمیز الأغشیه المطوره لیس فقط بکفاءتها العالیه، بل بقدرتها على الصمود أمام الملوثات الکیمیائیه لمده 540 دقیقه دون أی انخفاض فی الکفاءه. أظهرت النتائج المختبریه أنه کلما کان السطح أکثر خشونه ومسامیه، کان امتصاص الضوء وانتقال الجزیئات أفضل. فعلى سبیل المثال، سجل غشاء بمسامیه 32.6% کفاءه تبخیر مذهله بلغت 93.5%، مقارنه بالأغشیه العادیه التی لم تتجاوز کفاءتها 60.7%.

تحلیل خاص من فریق Water Insight Hub – مرکز رؤى المیاه لمنطقه MENA

إن دمج هذین الخبرین یحمل رساله واضحه لصناع القرار فی منطقه الشرق الأوسط وشمال أفریقیا (MENA): «الانتقال من الهیاکل الخرسانیه إلى الهیاکل القائمه على المعرفه». إن منطقه MENA تمر بنقطه تاریخیه لم تعد فیها الحلول التقلیدیه القائمه على بناء السدود فقط قادره على مواجهه أزمات المیاه المعقده. أظهر مشروع التنبؤ بالفیضانات أن المشکله فی منطقتنا لیست دائماً نقص البنیه التحتیه، بل غیاب «الرؤیه المعتمده على البیانات». إن استخدام الذکاء الاصطناعی ونماذج مثل “سیاوش” و”فرهاد” یبشر بعصر تکون فیه “البرمجیات” مقدمه على “الأجهزه”، مما یحول إداره الفیضانات من رد فعل بعد الکارثه إلى استباق ووقایه. من ناحیه أخرى، یعد إنجاز تحلیه المیاه بالنانو رداً مباشراً على تحدی الأمن المائی والغذائی فی دول المنطقه التی تعانی من ندره المیاه وتتمتع بوفره شمسیه. إن تحقیق کفاءه 93% باستخدام الطاقه الشمسیه یغیر معادله التکلفه والعائد لصالح البیئه والاقتصاد، ویسمح بـ «لامرکزیه» تأمین المیاه، بحیث یمکن تحویل المیاه المالحه إلى میاه شرب فی أی نقطه مشمسه بعیده دون الحاجه لشبکات نقل مکلفه. فی الختام، یرى مرکز رؤى المیاه أن توطین هذه التقنیات وتطویرها بما یتناسب مع مناخ وتحدیات منطقه الشرق الأوسط وشمال أفریقیا هو السبیل الوحید لإنقاذ المنطقه من “الإفلاس المائی” فی العقد القادم.