شبكة إمداد المياه

📅 آخر تحديث: ٢ أغسطس ٢٠٢٦
✍️ نُشر في: ٢ أغسطس ٢٠٢٦
📷 يحتوي على 6 صور
الموسوعة الحرة

شبكة إمداد المياه أو نظام إمداد المياه هو نظام يتكون من مكونات هيدرولوجية وهيدروليكية مصممة هندسيًا لتوفير إمدادات المياه . يتضمن نظام إمداد المياه عادةً ما يلي:

  1. حوض تصريف (انظر تنقية المياه - مصادر مياه الشرب )
  2. نقطة تجميع المياه الخام (فوق أو تحت الأرض) حيث تتجمع المياه، مثل البحيرة أو النهر أو المياه الجوفية من طبقة المياه الجوفية . ويمكن نقل المياه الخام باستخدام قنوات مائية مكشوفة على مستوى سطح الأرض، أو أنفاق مغطاة ، أو أنابيب تحت الأرض إلى محطات تنقية المياه.
  3. مرافق تنقية المياه . يتم نقل المياه المعالجة باستخدام أنابيب المياه (عادة تحت الأرض).
  4. تشمل مرافق تخزين المياه الخزانات ، وأحواض المياه ، وأبراج المياه . أما أنظمة المياه الأصغر حجماً، فقد تخزن المياه في صهاريج أو خزانات ضغط . وقد تحتاج المباني الشاهقة أيضاً إلى تخزين المياه محلياً في خزانات ضغط لكي تصل المياه إلى الطوابق العليا.
  5. قد يلزم وضع مكونات إضافية لضغط المياه مثل محطات الضخ عند مخرج الخزانات أو الصهاريج تحت الأرض أو فوقها (إذا كان التدفق بالجاذبية غير عملي).
  6. شبكة أنابيب لتوزيع المياه على المستهلكين (والذين قد يكونون منازل خاصة أو منشآت صناعية أو تجارية أو مؤسسية) ونقاط استخدام أخرى (مثل صنابير إطفاء الحرائق ).
  7. توجد وصلات الصرف الصحي (الأنابيب تحت الأرض، أو الخنادق فوق الأرض في بعض البلدان النامية) بشكل عام في اتجاه مجرى المياه من مستهلكي المياه، ولكن يعتبر نظام الصرف الصحي نظامًا منفصلاً، وليس جزءًا من نظام إمدادات المياه.

غالباً ما تتولى شركات المرافق العامة التابعة لقطاع المياه إدارة شبكات إمدادات المياه .

تاريخ

انظر تاريخ إمدادات المياه والصرف الصحي ، القناة المائية ، لولب أرخميدس ، القناة ، الشادوف ، دولاب الماء ، إلخ.

استخراج المياه ونقل المياه الخام

المياه الخام (غير المعالجة) تأتي من مصدر مياه سطحية (مثل مأخذ على بحيرة أو نهر ) أو من مصدر مياه جوفية (مثل بئر مياه يسحب من طبقة مياه جوفية ) داخل مستجمع المياه الذي يوفر مورد المياه .

يتم نقل المياه الخام إلى مرافق تنقية المياه باستخدام قنوات مائية مكشوفة أو أنفاق مغطاة أو أنابيب مياه تحت الأرض .

معالجة المياه

يتعين على جميع الأنظمة الكبيرة تقريبًا معالجة المياه، وهو أمر تخضع له لوائح صارمة من قبل وكالات عالمية ومحلية وفيدرالية، مثل منظمة الصحة العالمية ووكالة حماية البيئة الأمريكية . يجب أن تتم معالجة المياه قبل وصول المنتج إلى المستهلك وبعد ذلك (عند إعادة تصريفه). ​​عادةً ما تتم عملية تنقية المياه بالقرب من نقاط التوزيع النهائية لتقليل تكاليف الضخ واحتمالية تلوث المياه بعد المعالجة.

تتألف محطات معالجة المياه السطحية التقليدية عمومًا من ثلاث مراحل: الترسيب، والترشيح، والتطهير. يشير الترسيب إلى فصل الجزيئات (الأوساخ، والمواد العضوية، وما إلى ذلك) عن مجرى الماء. تعمل إضافة المواد الكيميائية (مثل الشب، وكلوريد الحديديك) على زعزعة استقرار شحنات الجزيئات وتهيئتها للترسيب إما عن طريق الترسيب أو الطفو خارج مجرى الماء. تعمل مرشحات الرمل، أو الأنثراسيت، أو الكربون المنشط على تنقية مجرى الماء، وإزالة الجزيئات الدقيقة. على الرغم من وجود طرق أخرى للتطهير، إلا أن الطريقة المُفضلة هي إضافة الكلور. يقضي الكلور بفعالية على البكتيريا ومعظم الفيروسات، ويحافظ على تركيز متبقٍ لحماية إمدادات المياه عبر شبكة التوزيع.

شبكة توزيع المياه

دورة المياه الحضرية النموذجية في الولايات المتحدة
قناة مشروع وسط أريزونا المائية تنقل المياه غير المعالجة
يتم توزيع معظم المياه (المعالجة) عبر أنابيب تحت الأرض تُعرف باسم أنابيب المياه الرئيسية.
يلزم ضغط الماء بين خزان المياه الصغير والمستخدم النهائي

يُطلق على المنتج، الذي يتم توصيله إلى نقطة الاستهلاك، اسم المياه الصالحة للشرب إذا كان يفي بمعايير جودة المياه المطلوبة للاستهلاك البشري.

يُحافظ على ضغط موجب في شبكة الإمداد لضمان وصول المياه إلى جميع أجزائها، وتوفير تدفق كافٍ عند كل نقطة توزيع، ومنع دخول المياه الجوفية غير المعالجة إلى الشبكة. ويتم ضغط المياه عادةً بضخها إلى خزانات تخزين تُبنى عند أعلى نقطة محلية في الشبكة. وقد تحتوي الشبكة الواحدة على عدة خزانات من هذا النوع .

في أنظمة المياه المنزلية الصغيرة، يمكن ضغط المياه بواسطة خزان ضغط أو حتى بواسطة خزان أرضي (مع العلم أن الأخير يحتاج إلى ضغط إضافي). وهذا يُغني عن الحاجة إلى برج مياه أو أي خزان مياه مرتفع آخر لتوفير ضغط المياه المطلوب.

عادةً ما تكون هذه الأنظمة مملوكة ومدارة من قبل الحكومات المحلية، كالمدن أو غيرها من الهيئات العامة، ولكنها تُدار أحيانًا من قبل شركات تجارية (انظر خصخصة المياه ). تُعدّ شبكات إمداد المياه جزءًا من التخطيط الرئيسي للمجتمعات والمقاطعات والبلديات. ويتطلب تخطيطها وتصميمها خبرة مخططي المدن والمهندسين المدنيين ، الذين يجب عليهم مراعاة عوامل عديدة، كالموقع، والطلب الحالي، والنمو المستقبلي، والتسرب، والضغط، وحجم الأنابيب، وفقدان الضغط، وتدفقات مكافحة الحرائق، وغيرها، وذلك باستخدام تحليل شبكات الأنابيب وأدوات أخرى.

أثناء مرور المياه عبر شبكة التوزيع، قد تتدهور جودتها نتيجة التفاعلات الكيميائية والعمليات البيولوجية. يؤدي تآكل أنابيب المياه المعدنية في شبكة التوزيع إلى تسرب المعادن إلى الماء، مما يُسبب آثارًا سلبية على الصحة والمظهر. فعلى سبيل المثال، قد يُشير تسرب الحديد من أنابيب الحديد غير المُبطنة إلى ظهور لون أحمر في مياه الصنبور. كما قد يُشير تسرب النحاس من أنابيب النحاس إلى ظهور لون أزرق في المياه و/أو طعم معدني. أما تسرب الرصاص ، فقد يحدث من اللحام المستخدم في وصل أنابيب النحاس أو من تجهيزات النحاس الأصفر . لذا، تُنظّم مستويات النحاس والرصاص في مياه الصنبور لحماية صحة المستهلك.

غالباً ما تقوم شركات المياه بتعديل التركيب الكيميائي للمياه قبل توزيعها لتقليل قابليتها للتآكل. أبسط هذه التعديلات هو التحكم في درجة الحموضة والقلوية لإنتاج مياه تُقلل من التآكل عن طريق ترسيب طبقة من كربونات الكالسيوم . كما تُضاف مثبطات التآكل عادةً للحد من إطلاق المعادن في الماء. ومن مثبطات التآكل الشائعة التي تُضاف إلى الماء الفوسفات والسيليكات .

يُعدّ الحفاظ على مياه شرب آمنة بيولوجيًا هدفًا آخر في توزيع المياه. عادةً، يُضاف مُطهّر قائم على الكلور ، مثل هيبوكلوريت الصوديوم أو أحادي كلورامين، إلى الماء عند خروجه من محطة المعالجة. ويمكن وضع محطات تقوية ضمن شبكة التوزيع لضمان حصول جميع مناطقها على مستويات كافية ومستدامة من التطهير .

الطوبولوجيا

على غرار خطوط نقل الطاقة الكهربائية والطرق وشبكات الراديو بالميكروويف، قد تتخذ أنظمة المياه بنية شبكية حلقية أو متفرعة ، أو مزيجًا من الاثنين. وتكون شبكات الأنابيب دائرية أو مستطيلة. وفي حال تعطل أي جزء من خط توزيع المياه الرئيسي أو حاجته للصيانة، يمكن عزل ذلك الجزء دون التأثير على جميع مستخدمي الشبكة.

تُقسّم معظم الأنظمة إلى مناطق. [ 1 ] تشمل العوامل التي تحدد نطاق أو حجم المنطقة: الأنظمة الهيدروليكية، وأنظمة القياس عن بُعد ، والتاريخ، والكثافة السكانية. أحيانًا تُصمّم الأنظمة لمنطقة محددة ثم تُعدّل لتلائم التطورات العمرانية. يؤثر التضاريس على الأنظمة الهيدروليكية وبعض أنواع القياس عن بُعد. مع أن كل منطقة قد تعمل كنظام مستقل، إلا أنه عادةً ما يكون هناك ترتيب ما لربط المناطق ببعضها لإدارة أعطال المعدات أو أعطال النظام.

صيانة شبكة المياه

تمثل شبكات إمداد المياه عادةً الجزء الأكبر من أصول شركة المياه. ويُعدّ التوثيق المنهجي لأعمال الصيانة باستخدام نظام إدارة الصيانة المحوسب (CMMS) عاملاً أساسياً لنجاح تشغيل شركة المياه.

إمدادات مياه حضرية مستدامة

حوض ماء باللونين الأسود والأبيض.
الماء النظيف للشرب ضروري لحياة الإنسان.

تشمل شبكة إمداد المياه الحضرية المستدامة جميع الأنشطة المتعلقة بتوفير مياه الشرب . وتكتسب التنمية المستدامة أهمية متزايدة في مجال إمداد المياه للمناطق الحضرية. ويساهم دمج تقنيات المياه المبتكرة في أنظمة إمداد المياه في تحسين إمدادات المياه من منظور الاستدامة. كما يوفر تطوير تقنيات المياه المبتكرة مرونةً لنظام إمداد المياه، مما يُولّد وسيلةً أساسيةً وفعّالةً للاستدامة، تستند إلى نهج متكامل للخيارات الحقيقية . [ 2 ]

الماء مورد طبيعي أساسي لوجود الإنسان. وهو ضروري في كل عملية صناعية وطبيعية، على سبيل المثال، يُستخدم في تكرير النفط ، وفي استخلاص السوائل في العمليات الهيدروميتالورجية، وفي التبريد، وفي عمليات التنظيف في صناعة الحديد والصلب، وفي العديد من العمليات في منشآت تصنيع الأغذية .

من الضروري تبني نهج جديد لتصميم شبكات إمدادات المياه الحضرية؛ فمن المتوقع حدوث نقص في المياه في العقود القادمة، كما أن اللوائح البيئية المتعلقة باستخدام المياه والتخلص من مياه الصرف الصحي تزداد صرامة.

لتحقيق شبكة إمداد مياه مستدامة، يلزم تطوير مصادر مياه جديدة، والحد من التلوث البيئي.

مع ارتفاع أسعار المياه، بات من الضروري ترشيد استهلاكها واتخاذ إجراءات لمنع تسرب المياه من الأنابيب. ولم يعد المستهلكون يتقبلون قطع إمدادات المياه لإصلاح التسريبات. لذا، يجب على شبكة إمداد المياه المستدامة مراقبة معدل استهلاك المياه العذبة ومعدل إنتاج مياه الصرف الصحي.

تواجه العديد من شبكات إمدادات المياه الحضرية في البلدان النامية مشاكل تتعلق بزيادة عدد السكان ، وندرة المياه ، والتلوث البيئي .

النمو السكاني

في عام 1900، لم تتجاوز نسبة سكان المدن في العالم 13%. وبحلول عام 2005، ارتفعت هذه النسبة إلى 49% . ومن المتوقع أن ترتفع إلى 60% بحلول عام 2030. [ 3 ] وتُعدّ محاولات الحكومات لتوسيع نطاق إمدادات المياه مكلفة وغير كافية في كثير من الأحيان. كما أن بناء مستوطنات عشوائية جديدة يُصعّب رسم خرائط لشبكات المياه وربطها بشبكة المياه، ويؤدي إلى سوء إدارة المياه. [ 4 ] وفي عام 2002، بلغ عدد الأشخاص الذين يعانون من نقص إمدادات المياه 158 مليون نسمة . [ 5 ] ويتزايد عدد السكان الذين يعيشون في الأحياء الفقيرة ، في ظروف صحية غير ملائمة، مما يجعلهم عرضة لخطر الإصابة بالأمراض .

ندرة المياه

لا يُوزَّع الماء الصالح للشرب بشكلٍ جيد في العالم. تُعزى 1.8 مليون حالة وفاة سنويًا إلى مصادر المياه غير الآمنة، وفقًا لمنظمة الصحة العالمية . [ 6 ] لا يحصل الكثير من الناس على أي مياه صالحة للشرب، أو لا يحصلون على مياه ذات جودة وكمية كافية، على الرغم من وفرة المياه نفسها. قد يعيش الفقراء في البلدان النامية بالقرب من الأنهار الرئيسية، أو في مناطق ذات معدلات هطول أمطار عالية، ومع ذلك لا يحصلون على مياه صالحة للشرب إطلاقًا. وهناك أيضًا من يعيشون في مناطق يتسبب فيها نقص المياه في ملايين الوفيات سنويًا.

في المناطق التي لا تصلها شبكة المياه، يلجأ السكان إلى استخدام المضخات اليدوية للوصول إلى الآبار الجوفية والأنهار والقنوات والمستنقعات وأي مصدر مائي آخر. وفي معظم الحالات ، تكون جودة المياه غير صالحة للاستهلاك البشري. والسبب الرئيسي لندرة المياه هو تزايد الطلب عليها، حيث تُنقل المياه من المناطق النائية لتلبية احتياجات المناطق الحضرية. ومن الأسباب الأخرى لندرة المياه تغير المناخ ، إذ تغيرت أنماط هطول الأمطار ، وانخفض تدفق الأنهار، وتجف البحيرات ، وتُستنزف طبقات المياه الجوفية .

القضايا الحكومية

في الدول النامية، تعاني العديد من الحكومات من الفساد والفقر، وتستجيب لهذه المشاكل بسياسات متغيرة باستمرار واتفاقيات غير واضحة. [ 7 ] يتجاوز الطلب على المياه العرض، وتُعطى الأولوية لإمدادات المياه المنزلية والصناعية على حساب الاستخدامات الأخرى، مما يؤدي إلى شحّ المياه . [ 8 ] للمياه الصالحة للشرب سعر في السوق؛ وغالبًا ما تتحول المياه إلى تجارة للشركات الخاصة، التي تربح من خلال رفع سعرها، مما يفرض عائقًا أمام ذوي الدخل المحدود. وتقترح أهداف التنمية للألفية التغييرات المطلوبة.

الهدف السادس من أهداف الأمم المتحدة للتنمية المستدامة هو "ضمان توافر المياه والصرف الصحي وإدارتهما بشكل مستدام للجميع". [ 9 ] ويأتي هذا اعترافاً بحق الإنسان في المياه والصرف الصحي، الذي أقرته الجمعية العامة للأمم المتحدة رسمياً عام 2010، حيث نصت على أن "مياه الشرب النظيفة والصرف الصحي أساسيان للاعتراف بجميع حقوق الإنسان". [ 10 ] ويشمل الإمداد المستدام بالمياه ضمان توافرها وسهولة الوصول إليها وتكلفتها المعقولة وجودتها لجميع الأفراد.

في الاقتصادات المتقدمة، تتمحور المشاكل حول تحسين شبكات الإمداد الحالية. وقد شهدت هذه الاقتصادات عادةً تطوراً مستمراً، مما مكّنها من بناء بنية تحتية لتوفير المياه للسكان. وقد وضع الاتحاد الأوروبي مجموعة من القواعد والسياسات للتغلب على المشاكل المتوقعة في المستقبل.

توجد العديد من الوثائق الدولية التي تتضمن أفكاراً مثيرة للاهتمام، ولكنها ليست محددة للغاية، ولذلك لا يتم تطبيقها عملياً. [ 11 ] وقد قدمت الأمم المتحدة توصيات في هذا الشأن ، مثل بيان دبلن بشأن المياه والتنمية المستدامة .

تحسين شبكة إمدادات المياه

يمكن قياس إنتاجية أي نظام إما بقيمته أو بعائده الصافي. بالنسبة لنظام إمداد المياه، تتمثل القيمة الحقيقية أو العائد الصافي في توفير خدمة إمداد مياه موثوقة بكمية كافية وجودة عالية. على سبيل المثال، إذا دعت الحاجة إلى توسيع شبكة إمداد المياه الحالية لمدينة ما لتشمل بلدية جديدة ، فيجب تصميم تأثير الفرع الجديد من الشبكة بما يلبي الاحتياجات الجديدة، مع الحفاظ على استمرارية الإمداد للشبكة القديمة.

التحسين أحادي الهدف

يخضع تصميم أي نظام لمعايير متعددة، من بينها التكلفة. فإذا كانت الفائدة ثابتة ، فإن التصميم الأقل تكلفة يحقق أقصى فائدة. مع ذلك، عادةً ما يؤدي هذا النهج إلى تقليل سعة شبكة إمداد المياه. يبحث نموذج التكلفة الدنيا عادةً عن الحل الأقل تكلفة (في أحجام الأنابيب)، مع مراعاة القيود الهيدروليكية مثل: ضغوط الخرج المطلوبة، ومعدل تدفق الأنابيب الأقصى، وسرعات تدفق المياه في الأنابيب. وبما أن التكلفة دالة لأقطار الأنابيب، فإن مسألة التحسين تتمثل في إيجاد حل بأقل تكلفة من خلال تحسين أحجام الأنابيب لتوفير الحد الأدنى المقبول من السعة.

التحسين متعدد الأهداف

مع ذلك، ووفقًا لمؤلفي الورقة البحثية المعنونة "طريقة لتحسين تصميم وإعادة تأهيل شبكات توزيع المياه"، فإن "أقل سعة ممكنة ليست حلاً مثاليًا لشبكة إمداد مياه مستدامة على المدى الطويل، نظرًا لعدم اليقين بشأن الطلب المستقبلي". [ 12 ] من الأفضل توفير سعة أنابيب إضافية لمواجهة النمو غير المتوقع في الطلب وانقطاعات المياه. يتحول الأمر من مسألة تحسين أحادية الهدف (تقليل التكلفة) إلى مسألة تحسين متعددة الأهداف (تقليل التكلفة وزيادة سعة التدفق).

طريقة المجموع المرجح

لحلّ مسألة تحسين متعددة الأهداف، من الضروري تحويل المسألة إلى مسألة تحسين أحادية الهدف، وذلك باستخدام تعديلات مثل المجموع المرجّح للأهداف ، أو طريقة قيد إبسيلون. تُعطي طريقة المجموع المرجّح وزنًا مُحددًا للأهداف المختلفة، ثم تُدمج هذه الأوزان لتكوين دالة هدف واحدة يُمكن حلّها باستخدام تحسين العامل الواحد. هذه الطريقة ليست مُرضية تمامًا، لأنّه لا يُمكن اختيار الأوزان بشكل صحيح، وبالتالي لا يُمكن لهذه الطريقة إيجاد الحل الأمثل لجميع الأهداف الأصلية.

طريقة التقييد

أما الطريقة الثانية (طريقة القيود)، فتختار إحدى دوال الهدف لتكون الهدف الوحيد، وتُعامل دوال الهدف الأخرى كقيود ذات قيمة محدودة. ومع ذلك، يعتمد الحل الأمثل على حدود القيود المحددة مسبقًا.

تحليل الحساسية

تتضمن مسائل التحسين متعددة الأهداف حساب المفاضلة بين التكاليف والفوائد، مما ينتج عنه مجموعة من الحلول التي يمكن استخدامها في تحليل الحساسية واختبارها في سيناريوهات مختلفة. ولكن لا يوجد حل أمثل واحد يحقق الأمثلية الشاملة لكلا الهدفين. ولأن كلا الهدفين متناقضان إلى حد ما، فليس من الممكن تحسين أحدهما دون التضحية بالآخر. لذا، من الضروري في بعض الحالات استخدام منهج مختلف (مثل تحليل باريتو ) لاختيار أفضل توليفة ممكنة.

القيود التشغيلية

بالعودة إلى دالة هدف التكلفة، لا يمكن أن تخالف أيًا من القيود التشغيلية. وعمومًا، تهيمن تكلفة الطاقة اللازمة للضخ على هذه التكلفة. "تشمل القيود التشغيلية معايير خدمة العملاء ، مثل: الحد الأدنى للضغط المُوَصَّل، بالإضافة إلى القيود الفيزيائية مثل الحد الأقصى والحد الأدنى لمستويات المياه في خزانات التخزين لمنع الفيضان والتفريغ على التوالي." [ 13 ]

من أجل تحسين الأداء التشغيلي لشبكة إمدادات المياه، وفي الوقت نفسه تقليل تكاليف الطاقة، من الضروري التنبؤ بعواقب إعدادات المضخات والصمامات المختلفة على سلوك الشبكة.

إلى جانب البرمجة الخطية وغير الخطية، توجد طرق وأساليب أخرى لتصميم وإدارة وتشغيل شبكة إمداد المياه لتحقيق الاستدامة، منها على سبيل المثال اعتماد التكنولوجيا المناسبة إلى جانب استراتيجيات فعّالة للتشغيل والصيانة. يجب أن تشمل هذه الاستراتيجيات نماذج إدارة فعّالة، ودعمًا فنيًا للأسر والقطاعات الصناعية، وآليات تمويل مستدامة، وتطوير سلاسل إمداد موثوقة . يجب أن تضمن جميع هذه التدابير ما يلي: العمر التشغيلي للنظام، ودورة الصيانة، واستمرارية التشغيل، ووقت التوقف لإجراء الإصلاحات، وإنتاجية المياه وجودتها.

التنمية المستدامة

في نظام غير مستدام، لا تحظى شبكات المياه بالصيانة الكافية، وخاصة في خطوط الأنابيب الرئيسية في المناطق الحضرية. ويتدهور النظام، ثم يحتاج إلى إعادة تأهيل أو تجديد.

التنمية المستدامة الكاملة في شبكة المياه الحضرية.
التنمية المستدامة في شبكة المياه الحضرية

بإمكان أصحاب المنازل ومحطات معالجة مياه الصرف الصحي على حد سواء جعل شبكات إمدادات المياه أكثر كفاءة واستدامة. ويتحقق تحسين كبير في الكفاءة البيئية من خلال الفصل المنهجي لمياه الأمطار ومياه الصرف الصحي. ويمكن استخدام تقنية الأغشية لإعادة تدوير مياه الصرف الصحي.

بإمكان الحكومة المحلية تطوير "نظام إعادة استخدام المياه البلدية"، وهو نهجٌ مُتبعٌ حاليًا لإدارة مياه الأمطار. يعتمد هذا النظام على إعادة استخدام مياه الصرف الصحي المُعالجة على نطاقٍ بلدي، لتوفير مياه غير صالحة للشرب للاستخدامات الصناعية والمنزلية والبلدية. وتتمثل هذه التقنية في فصل البول من مياه الصرف الصحي، وجمعه لإعادة تدوير العناصر الغذائية الموجودة فيه . [ 14 ] أما البراز والمياه الرمادية ، فيتم جمعها مع النفايات العضوية المنزلية، باستخدام نظام صرف صحي يعمل بالجاذبية ، ويُضخ فيه باستمرار مياه غير صالحة للشرب. تُعالج المياه لا هوائيًا، ويُستخدم الغاز الحيوي الناتج لإنتاج الطاقة .

إحدى الطرق الفعّالة لتحقيق إدارة مستدامة للمياه هي تحويل التركيز نحو مشاريع المياه اللامركزية، مثل نشر الري بالتنقيط في الهند. [ 15 ] يغطي هذا المشروع مساحات جغرافية واسعة مع الاعتماد على قرارات تبني التكنولوجيا الفردية، مما يوفر حلولاً قابلة للتطوير يمكنها التخفيف من ندرة المياه وتعزيز الإنتاجية الزراعية.

ثمة طريقة أخرى يمكن استخدامها، وهي تعزيز المشاركة المجتمعية ومقاومة مشاريع البنية التحتية المائية غير المستدامة. وتلعب الحركات الشعبية، كما لوحظ في الاحتجاجات المناهضة للسدود في مختلف البلدان، دورًا حاسمًا في تحدي الخطابات التنموية السائدة والدعوة إلى ممارسات إدارة مياه أكثر عدلًا من الناحيتين الاجتماعية والبيئية. [ 15 ]

ينبغي للبلديات وغيرها من أشكال الحكم المحلي الاستثمار في التقنيات المبتكرة، مثل تقنية الأغشية لإعادة تدوير مياه الصرف الصحي، ووضع أطر سياساتية تحفز الممارسات الصديقة للبيئة. وتُقدم أنظمة إعادة استخدام المياه البلدية، كما يتضح من تطبيقها، سبلًا واعدة لدمج معالجة مياه الصرف الصحي واستعادة الموارد في شبكات المياه الحضرية. [ 15 ]

يُعدّ نظام الإمداد المائي المستدام نظامًا متكاملًا يشمل سحب المياه، واستخدامها، وتصريف مياه الصرف الصحي ومعالجتها، وحماية البيئة المائية . ويتطلب هذا النظام ترشيد استهلاك المياه العذبة والجوفية في جميع قطاعات الاستهلاك. ويُعتبر تطوير أنظمة إمداد مائي مستدامة اتجاهًا متزايدًا، نظرًا لمساهمته في تحقيق مصالح الناس على المدى الطويل. [ 16 ] وهناك عدة طرق لإعادة استخدام المياه وتدويرها، بهدف تحقيق الاستدامة على المدى الطويل، منها:

  • إعادة استخدام المياه الرمادية ومعالجتها: المياه الرمادية هي مياه الصرف الصحي الناتجة عن أحواض الاستحمام ، والاستحمام ، والمغاسل، وأحواض الغسيل . عند معالجتها، يمكن استخدامها كمصدر للمياه لأغراض أخرى غير الشرب. وبحسب نوع المياه الرمادية ومستوى معالجتها، يمكن إعادة استخدامها في الريّ وشطف المراحيض. ووفقًا لدراسة أجراها مركز نيو ساوث ويلز الصحي في أستراليا عام 2000 حول تأثيرات إعادة استخدام المياه الرمادية المنزلية على الصحة العامة، فإن المياه الرمادية تحتوي على نسبة أقل من النيتروجين والكائنات الحية المسببة للأمراض البرازية مقارنةً بمياه الصرف الصحي ، كما أن محتواها العضوي يتحلل بسرعة أكبر.
  • تستهلك أنظمة المعالجة البيئية طاقة قليلة، ولها تطبيقات عديدة في إعادة استخدام المياه الرمادية، مثل أحواض القصب ، وأنظمة معالجة التربة، ومرشحات النباتات. تُعد هذه العملية مثالية لإعادة استخدام المياه الرمادية، نظرًا لسهولة صيانتها وارتفاع معدلات إزالة المواد العضوية والأمونيا والنيتروجين والفوسفور .

تشمل الأساليب الأخرى الممكنة لتحديد نطاق نماذج إمدادات المياه، والتي يمكن تطبيقها على أي منطقة حضرية، ما يلي:

  • نظام تصريف مستدام
  • استخراج الآبار
  • تدفق المياه الجوفية بين المجموعات
  • استخراج المياه من القنوات والأنهار
  • تخزين المياه الجوفية
  • استخدام أكثر سهولة للمياه داخل المنزل

يُعدّ بيان دبلن بشأن المياه والتنمية المستدامة مثالاً جيداً على التوجه الجديد نحو التغلب على مشاكل إمدادات المياه. وقد طرح هذا البيان، الذي اقترحته اقتصادات متقدمة، بعض المبادئ ذات الأهمية البالغة لإمدادات المياه في المدن، وهي:

  1. المياه العذبة مورد محدود وهش، وهي ضرورية لاستدامة الحياة والتنمية والبيئة.
  2. ينبغي أن يستند تطوير وإدارة المياه إلى نهج تشاركي، يشمل المستخدمين والمخططين وصناع السياسات على جميع المستويات.
  3. تضطلع المرأة بدور محوري في توفير المياه وإدارتها وحمايتها. وينبغي أن تعكس الترتيبات المؤسسية دور المرأة في توفير المياه وحمايتها.
  4. للماء قيمة اقتصادية في جميع استخداماته المتنافسة، وينبغي الاعتراف به كسلعة اقتصادية. [ 17 ]

انطلاقاً من هذه البيانات، التي وُضعت عام ١٩٩٢، تم ابتكار العديد من السياسات التي تُولي أهميةً للمياه وتُسهم في توجيه إدارة أنظمة المياه الحضرية نحو التنمية المستدامة. ويُعدّ التوجيه الإطاري للمياه الصادر عن المفوضية الأوروبية مثالاً جيداً على ما تم التوصل إليه من خلال السياسات السابقة.

النهج المستقبلي

ثمة حاجة ماسة إلى أنظمة إمداد مائي أكثر استدامة. ولتحقيق الاستدامة، لا بد من معالجة عدة عوامل في آن واحد: تغير المناخ، وارتفاع تكلفة الطاقة، وتزايد عدد السكان. كل هذه العوامل تُحفز التغيير وتُشكل ضغطاً على إدارة موارد المياه المتاحة. [ 18 ]

من بين العقبات التي تحول دون تطوير أنظمة إمداد المياه التقليدية، الوقت اللازم لإتمام عملية التطوير. وبشكل أدق، يجب أن تتولى الهيئات التشريعية البلدية تنفيذ عملية التطوير ، وهي بدورها تحتاج إلى حلول سريعة. ومن العقبات الأخرى التي تحول دون تحقيق الاستدامة في أنظمة إمداد المياه، قلة الخبرة العملية بالتقنيات المطلوبة، ونقص المعرفة اللازمة حول تنظيم عملية التحول.

تواجه البنية التحتية للمياه في المناطق الحضرية تحديات عديدة تُقوّض استدامتها وقدرتها على الصمود. ومن القضايا الحاسمة التي أبرزتها الأبحاث الحديثة هشاشة شبكات المياه أمام تقلبات المناخ والظواهر الجوية المتطرفة. ويُعدّ شحّ الأمطار الموسمية، كما لوحظ في حالة البنية التحتية لقناة بنما من حيث الأهوسة والسدود، مثالاً على كيفية تأثير نقص إمدادات المياه على البنية التحتية كثيفة الاستهلاك للمياه، مما يثير تساؤلات حول جدوى التصميم الهندسي وموثوقية أنظمة المياه. [ 19 ]

يُعدّ التفاوت في التنمية المصاحب لمشاريع البنية التحتية المائية واسعة النطاق، كالسدود والقنوات، تحديًا رئيسيًا آخر. فبينما تهدف هذه المشاريع إلى تعزيز النمو الاقتصادي، فإنها غالبًا ما تُكرّس التفاوتات الاجتماعية والاقتصادية من خلال تهجير المجتمعات الريفية وتهميش السكان الأصليين. [ 19 ] وتؤكد ظاهرة "التراكم عن طريق التجريد" هذه الحاجة إلى مناهج أكثر إنصافًا وشمولية في تطوير البنية التحتية المائية. [ 19 ]

من الطرق الممكنة لتحسين هذا الوضع محاكاة الشبكة، وتنفيذ مشاريع تجريبية ، والتعلم من التكاليف المتضمنة والفوائد المحققة.

انظر أيضاً

مراجع

  1. ↑ هيريرا، مانويل (2011). تحسين إدارة شبكة المياه من خلال التقسيم الفعال إلى مجموعات إمداد . ريونيت (أطروحة دكتوراه). أطروحة دكتوراه، جامعة فالنسيا التقنية. doi : 10.4995/Thesis/10251/11233 . hdl : 10251/11233 .
  2. ↑ تشانغ، ستيفن إكس، بابوفيتش، فلادان (2012). "نهج الخيارات الحقيقية لتصميم وهيكلة أنظمة إمداد المياه باستخدام تقنيات المياه المبتكرة في ظل عدم اليقين" . مجلة المعلوماتية المائية . 14 (1): 13-29 . doi : 10.2166/hydro.2011.078 .
  3. ↑ "آفاق التحضر العالمي: تنقيح عام 2005" . www.un.org . تاريخ الاطلاع: 26 فبراير 2018 .
  4. ↑ الماء : مسؤولية مشتركة . برنامج اليونسكو العالمي لتقييم المياه (الأمم المتحدة). باريس: منظمة الأمم المتحدة للتربية والعلم والثقافة (اليونسكو). 2006. ISBN  9231040065. OCLC 69021428 . {{cite book}}صيانة CS1: أخرى ( رابط )
  5. ↑ "التقارير | JMP" . washdata.org . تم الاطلاع عليه بتاريخ 26-02-2018 .
  6. ↑ "المياه والصرف الصحي والنظافة الصحية: صلتها بالصحة" . منظمة الصحة العالمية . تم الاطلاع عليه بتاريخ 26 فبراير 2018 .
  7. ^ إسكوليرو، أو. كراليش، S .؛ مارتينيز، SE؛ بيريفوتشيكوفا، م. (2016). "تشخيص وتحليل العوامل التي تؤثر على ضعف مصادر المياه الصالحة للشرب في مدينة المكسيك، المكسيك" . Boletín de la Sociedad Geológica Mexicana (بالإسبانية). 68 (3): 409-427 . دوى : 10.18268/BSGM2016v68n3a3 .
  8. ↑ فايراماورثي، كالا؛ غورانتوار، سونيل د.؛ باثيرانا، أسيلا (2008). "إدارة إمدادات المياه الحضرية في البلدان النامية - سيناريوهات تغير المناخ وندرة المياه". فيزياء وكيمياء الأرض، الأجزاء أ/ب/ج . 33 (5): 330-339 . Bibcode : 2008PCE....33..330V . doi : 10.1016/j.pce.2008.02.008 .
  9. ↑ "الهدف 6 | إدارة الشؤون الاقتصادية والاجتماعية" . sdgs.un.org . تاريخ الاسترجاع: 20 نوفمبر 2020 .
  10. ↑ سولون، بابلو (28 يوليو 2010). "حق الإنسان في المياه والصرف الصحي". الجمعية العامة للأمم المتحدة .
  11. ↑ فان دير ستين، بيتر. (2006). "الإدارة المتكاملة للمياه الحضرية: نحو الاستدامة". قسم الموارد البيئية. معهد اليونسكو-IHE لتعليم المياه. SWITCH.
  12. ↑ "طريقة لتحسين تصميم وإعادة تأهيل أنظمة توزيع المياه" . تشنغ واي وو، توماس إم والسكي، روبرت إف مانكوفسكي، جريج إيه هيرين، واين آر هارتيل، جوناثان ديكارلو. 2003-03-04.{{cite journal}}يتطلب Cite journal |journal=( مساعدة ) صيانة CS1: أخرى ( رابط )
  13. ^ مارتينيز، فرناندو. هيرنانديز، فيسنتي؛ ألونسو، خوسيه ميغيل؛ راو، تشنغفو؛ الفيسي ، ستيفانو (2007-01-01). "تحسين تشغيل شبكة توزيع المياه في فالنسيا" . مجلة المعلوماتية المائية . 9 (1): 65-78 . دوى : 10.2166/hydro.2006.018 . ردمك 1464-7141 . 
  14. ↑ شركة كرادوك للاستشارات الهندسية. "إعادة تدوير مياه الصرف الصحي البلدية المعالجة للاستخدام الصناعي". (2007).
  15. 1 2 3 بيركنهولتز، تريفور (2023). "جغرافيا البنية التحتية للمياه الكبيرة: رؤى معاصرة وفرص بحثية مستقبلية" . مجلة بوصلة الجغرافيا . 17 (8).
  16. ↑ تشيانغ، هي. لي تشاي جون، هوانغ. "تطبيق نظام المياه المستدام: عرض توضيحي في تشنغدو (الصين)". (2008).
  17. ↑ المؤتمر الدولي للمياه والبيئة. "بيان دبلن بشأن المياه والتنمية المستدامة - وثائق الأمم المتحدة: مجموعة من الاتفاقيات العالمية" . www.un-documents.net . تاريخ الاطلاع: 26 فبراير 2018 .
  18. ↑ أخيرًا، إيوان. ماكاي، راي. تطوير نموذج نطاق جديد للاستدامة الحضرية . (2007).
  19. 1 2 3 بيركنهولتز، تريفور (2023). "جغرافيا البنية التحتية للمياه الكبيرة: رؤى معاصرة وفرص بحثية مستقبلية" . مجلة بوصلة الجغرافيا . 17 (8).