روز جهانی آب که هر سال در ۲۲ مارس(۲ فروردین) گرامی داشته می‌شود، رویدادی است که توسط سازمان ملل متحد با هدف افزایش آگاهی عمومی در مورد اهمیت آب شیرین و مدیریت پایدار منابع آبی نام‌گذاری شده است. این روز فرصتی است برای تأکید بر نقش حیاتی آب در زندگی انسان‌ها، محیط زیست و توسعه پایدار. هر ساله این مناسبت با موضوعی ویژه برگزار می‌شود که بر چالش‌های جهانی مرتبط با آب، مانند کمبود منابع، آلودگی و تغییرات اقلیمی تمرکز دارد. روز جهانی آب به دولت‌ها، سازمان‌های غیردولتی و افراد فرصت می‌دهد تا اقدامات مؤثری برای حفظ و مدیریت بهتر این منبع ارزشمند انجام دهند.
اهمیت روز جهانی آب فراتر از یادآوری نقش حیاتی آب در زندگی روزمره است؛ این روز بستری برای جلب توجه جهانی به بحران آب و تأثیر آن بر جوامع آسیب‌پذیر فراهم می‌کند. در بسیاری از نقاط جهان، میلیون‌ها نفر هنوز به آب سالم و بهداشتی دسترسی ندارند و این مسئله تأثیر مستقیمی بر سلامت، آموزش و معیشت آنها دارد.
در نهایت، روز جهانی آب به ما یادآوری می‌کند که آب نه‌تنها منبعی حیاتی، بلکه عاملی کلیدی در تحقق توسعه اقتصادی، برقراری عدالت اجتماعی و حفظ محیط زیست است؛ بنابراین حفاظت و مدیریت مسئولانه آن وظیفه‌ای همگانی محسوب می‌شود.
در همین زمینه با مهدی قیصری، دانشیار گروه مهندسی آب دانشگاه صنعتی اصفهان به گفت‌وگو نشسته‌ایم که در ادامه حاصل این گفت‌وگو را می‌خوانید:
چه فناوری‌های نوینی در مدیریت و تصفیه آب معرفی شده‌اند که می‌توانند به کاهش بحران آب در ایران کمک کنند؟
با توجه به شرایط اقلیمی ایران و محدودیت‌های جدی در تأمین منابع آبی جدید، راهکارهای سنتی مانند تصفیه آب یا انتقال آب نمی‌توانند به‌طور کامل بحران آب را برطرف کنند. در این میان، تصفیه آب اگرچه فرایندی مؤثر در بهبود کیفیت آب است، اما نباید به‌عنوان منبعی برای تأمین آب در نظر گرفته شود. نقش اصلی این آب در ایران باید بر حفظ تعادل آبخوان‌های شهری و جلوگیری از پدیده‌هایی مانند فرونشست زمین و افت سطح آب‌های زیرزمینی متمرکز باشد.
در بسیاری از شهرهای ایران، که عمدتاً در مناطق خشک و نیمه‌خشک قرار دارند، تأمین آب برای فضای سبز شهری و پارک‌های جنگلی یکی از چالش‌های اساسی است. در این شرایط، آب مورد نیاز معمولاً از طریق چاه‌های حفر شده درون شهر تأمین می‌شود. برداشت مداوم آب از این چاه‌ها بدون جایگزینی مناسب، موجب کاهش سطح آب‌های زیرزمینی و در نهایت بروز مشکلات زیست‌محیطی نظیر فرونشست زمین خواهد شد، بنابراین پساب تصفیه‌شده باید مستقیماً به سفره‌های آب زیرزمینی تزریق شود یا در آبیاری فضای سبز شهری و پارک‌های جنگلی همان منطقه مصرف گردد. این رویکرد موجب می‌شود تعادل آبخوان‌های شهری حفظ شود و نیاز به برداشت اضافی از منابع آب زیرزمینی کاهش یابد. در مقابل، تخصیص پساب تصفیه‌شده برای صنایعی خارج از شهر یا برای برخی مصارف کشاورزی اقدامی نادرست است، زیرا این آب باید به چرخه طبیعی آبخوان‌های همان منطقه بازگردد.
یکی از رویکردهای نوین و مؤثر در مدیریت منابع آبی، استفاده از فناوری‌های هوشمندانه در سیستم‌های آبیاری است. این فناوری‌ها با بهره‌گیری از پردازش اطلاعات یکپارچه شامل آب، خاک، گیاه، اتمسفر و سیستم‌های آبیاری، امکان مدیریت بهینه منابع آب را فراهم می‌کنند. کشاورز می‌تواند بدون نیاز به سرمایه‌گذاری سنگین و صرفاً با استفاده از گوشی همراه یا رایانه، برنامه‌ریزی دقیقی برای آبیاری انجام دهد. این سیستم‌ها با ارائه زمان‌بندی صحیح آبیاری، از آبیاری بیش از حد یا کمتر از حد نیاز جلوگیری می‌کنند.
این فناوری چندین مزیت مهم دارد؛ نخست، از آبیاری بیش از حد جلوگیری می‌کند که این موضوع باعث کاهش هدررفت آب و جلوگیری از شست‌وشوی نیترات، سموم و کودهای شیمیایی می‌شود که می‌تواند منابع آب‌های زیرزمینی را آلوده کند. دوم، از آبیاری کمتر از حد نیاز نیز جلوگیری می‌کند که این امر تأمین رطوبت کافی برای گیاهان را تضمین کرده و از استرس رطوبتی گیاهان که می‌تواند رشد، تعرق و جذب مواد مغذی را کاهش دهد، پیشگیری می‌کند. سوم، این فناوری موجب افزایش تولید در واحد سطح می‌شود. مدیریت دقیق آبیاری موجب افزایش بازدهی در سطح زیر کشت موجود می‌شود و این افزایش تولید بدون نیاز به توسعه سطح زیر کشت و تنها با بهینه‌سازی مصرف آب رخ می‌دهد که موجب افزایش سودآوری برای کشاورزان می‌شود.
در شرایط بحرانی منابع آبی ایران، استفاده از فناوری‌های نوین در مدیریت بهره‌برداری از آب و افزایش بهره‌وری آن، مهم‌ترین و مؤثرترین راهکار برای مقابله با بحران آب است. تصفیه پساب باید صرفاً به‌عنوان ابزاری برای حفظ تعادل آبخوان‌های شهری و جلوگیری از فرونشست زمین در نظر گرفته شود و تخصیص آن برای مصارفی خارج از چرخه طبیعی آبخوان‌ها اقدامی نادرست است. در کنار آن، توسعه فناوری‌های مدیریت هوشمند آبیاری می‌تواند نقش مهمی در کاهش مصرف آب، افزایش تولید و ارتقای پایداری منابع آبی کشور داشته باشد.
چه راهکارهای فناورانه‌ای برای مدیریت بهتر منابع آب زیرزمینی در شرایط کم‌آبی پیشنهاد می‌کنید؟
در ایران، منابع آب‌های زیرزمینی تحت کنترل وزارت نیرو قرار دارند، اما متأسفانه مدیریت صحیح و علمی در تخصیص این منابع وجود ندارد. اگر تخصیص منابع آب زیرزمینی بر اساس الگوی کشت و نیاز آبی گیاه در مراحل مختلف رشد انجام شود، این روش می‌تواند در شرایط کم‌آبی به‌طور مؤثری موجب افزایش بهره‌وری آب، افزایش تولید و کاهش فشار بر منابع آبی کشور شود.
در حال حاضر، وزارت نیرو به کشاورزان منابع آبی را بدون توجه به نیاز واقعی گیاه و مراحل مختلف رشد آن تخصیص می‌دهد. این تخصیص بر اساس معادلات و روابط کلی و غیرعلمی انجام می‌شود. به‌عنوان مثال، وزارت نیرو تعیین می‌کند که برق چاه کشاورز در تاریخ پنجم فروردین وصل شده و بر اساس حقابه تعیین‌شده، کشاورز می‌تواند در طول سال مقدار معینی آب برداشت کند. در این روش، برای هر فصل و هر ماه سهمیه آبی مشخص شده است و کشاورز براساس همین برنامه در روزهای معین برداشت آب را انجام می‌دهد.
این شیوه تخصیص در صورتی که براساس اصول علمی و متناسب با نیاز گیاه انجام می‌شد، می‌توانست مؤثر باشد، اما در واقعیت، این تخصیص فاقد مبنای علمی است. برای مثال، در شرایطی که کشاورز محصولی مانند گندم کاشته باشد و در اسفند بارندگی کافی نداشته باشیم، گیاه در آغاز فصل رشد دچار استرس آبی می‌شود. در چنین شرایطی، وقتی وزارت نیرو در تاریخ پنجم فروردین برق چاه را وصل می‌کند و کشاورز شروع به آبیاری می‌کند، این آب نمی‌تواند کمبود رطوبت گیاه در اسفند را جبران کند. در نتیجه، گیاه رشد مطلوبی نخواهد داشت و عملکرد تولید کاهش می‌یابد.
علاوه بر این، کشاورز که نگران کمبود آب در روزهای گذشته است، شروع به آبیاری بیش از حد می‌کند. این آبیاری اضافی نیز نه‌تنها کمبود قبلی را جبران نمی‌کند، بلکه به دلیل نفوذ عمقی، آب از دسترس ریشه گیاه خارج شده و هدر می‌رود. در مراحل بعدی رشد گیاه نیز مشکلات مشابهی پیش می‌آید. به‌عنوان مثال، در مرداد که نیاز آبی گیاه افزایش پیدا می‌کند، وزارت نیرو به دلیل محدودیت برق، میزان ساعاتی که کشاورز مجاز به برداشت آب است را کاهش می‌دهد. در نتیجه، در مهم‌ترین مرحله رشد گیاه که به آب بیشتری نیاز دارد، آب کافی در اختیار کشاورز قرار نمی‌گیرد و تولید محصول کاهش می‌یابد.
این سیاست نه تنها بهره‌وری را کاهش می‌دهد، بلکه موجب می‌شود کشاورزان به برداشت بیشتر آب تمایل پیدا کنند تا خسارت‌های ناشی از کمبود تولید را جبران کنند. در نتیجه، فشار بر منابع آب‌های زیرزمینی افزایش می‌یابد و مدیریت منابع آبی بیش از پیش دشوار می‌شود.
در مقابل، اگر وزارت نیرو به جای این روش ناکارآمد، از فناوری‌های نوین برای تخصیص آب استفاده کند، بهره‌وری افزایش خواهد یافت. به‌عنوان نمونه، فناوری مدیریت هوشمندانه آبیاری که توسط یک شرکت توسعه یافته است، بر اساس پردازش یکپارچه اطلاعات آب، خاک، گیاه، اتمسفر و سیستم آبیاری، قادر است به‌طور دقیق مشخص کند که هر گیاه در هر مرحله از رشد خود چه مقدار آب نیاز دارد. با توجه به سطح زیر کشت و نیاز آبی گیاه، این فناوری می‌تواند مقدار برداشت آب از چاه را به‌طور دقیق تنظیم کند.
در صورت اتصال سیستم دیسپاچینگ وزارت نیرو به این سامانه هوشمند، وزارت نیرو می‌تواند زمان قطع و وصل برق چاه‌های کشاورزی را دقیقاً بر اساس نیاز واقعی گیاه مدیریت کند. این رویکرد موجب می‌شود کشاورز دقیقاً به اندازه سهمیه تعیین‌شده برداشت کند، اما در زمان‌بندی صحیح و متناسب با نیاز گیاه.
مزیت مهم این روش در افزایش تولید بدون مصرف آب اضافی است. برای مثال، در شرایطی که در سیستم سنتی کشاورز از یک هکتار زمین سه تا چهار تن گندم برداشت می‌کرد، با این فناوری می‌تواند تولید خود را به پنج تا شش تن افزایش دهد. در شرایطی که قبلاً پنج تا شش تن گندم تولید می‌شد، با این روش می‌توان آن را به هفت تا هشت تن ارتقا داد. این افزایش تولید تنها با مدیریت صحیح آب و بدون نیاز به برداشت آب اضافی اتفاق می‌افتد.
زمانی که کشاورز با همان میزان آبی که قبلاً در اختیار داشته، بتواند تولید خود را افزایش دهد، منافع اقتصادی او تأمین می‌شود و دیگر انگیزه‌ای برای برداشت بیش از حد آب نخواهد داشت. از سوی دیگر، کشور نیز در تأمین مواد غذایی خود موفق‌تر عمل خواهد کرد و نگرانی‌های دولت در خصوص تأمین امنیت غذایی کاهش می‌یابد.
در چنین شرایطی، دولت می‌تواند با اطمینان خاطر از بهبود بهره‌وری، میزان تخصیص آب به کشاورزان را کاهش دهد. برای مثال، اگر قبلاً کشاورزی ۱۰۰ هزار متر مکعب آب دریافت می‌کرد، با استفاده از این فناوری می‌توان این سهمیه را به ۹۰ هزار متر مکعب کاهش داد و در عین حال همان میزان تولید یا حتی بیشتر را تضمین کرد. این کاهش برداشت موجب می‌شود حجم بیشتری از آب در سفره‌های زیرزمینی باقی بماند و به تعادل منابع آبی کمک کند.
علاوه بر این، افزایش بهره‌وری در بخش کشاورزی موجب ارتقای ارزش افزوده سرمایه‌گذاری‌های انجام‌شده در این بخش می‌شود و در نهایت تأثیر مثبتی بر رشد تولید ناخالص داخلی (GDP) خواهد داشت، بنابراین اجرای فناوری‌های نوین مانند مدیریت هوشمندانه آبیاری که در شرکتی در اصفهان توسعه یافته‌اند، می‌تواند تأثیر چشمگیری در بهبود بهره‌وری منابع آب‌های زیرزمینی و کاهش بحران آب در کشور داشته باشد. این فناوری‌ها با تنظیم زمان و میزان برداشت آب بر اساس نیاز واقعی گیاه، موجب می‌شوند که هم کشاورز تولید مطلوبی داشته باشد و هم منابع آبی کشور حفظ شود. در این شرایط، وزارت نیرو به جای اعمال سیاست‌های کلی و نادرست، باید بر اساس فناوری‌های موجود، تخصیص آب را به‌صورت تقاضامحور و مطابق با نیاز گیاه مدیریت کند. این روش تنها راهکار علمی و عملی برای مدیریت بهتر منابع آبی در شرایط کم‌آبی ایران است.
چگونه می‌توان با استفاده از فناوری‌های نوین، هدررفت آب در شبکه‌های توزیع را کاهش داد؟
موضوع شبکه‌های توزیع آب، به‌ویژه در شرایط کم‌آبی، از مسائل مهم و پیچیده‌ای است که نیازمند بررسی دقیق زیرساخت‌ها و شیوه‌های مدیریت منابع است. شبکه‌های توزیع خود حوزه‌ای گسترده و تخصصی است و به دلیل پیچیدگی‌های فراوان، اجرای مدیریت صحیح در این بخش با چالش‌های متعددی مواجه است.
یکی از مسائل مهم در این حوزه، وضعیت زیرساخت‌های شبکه‌های توزیع است. در بسیاری از مناطق کشور، کانال‌های آبیاری که به‌عنوان بخشی از این شبکه‌های توزیع توسعه یافته‌اند، به گونه‌ای طراحی شده‌اند که تنها در شرایط آبیاری کامل و بدون محدودیت منابع آب، قابلیت مدیریت مؤثر دارند. این طراحی سبب می‌شود که در شرایط کم‌آبی، امکان مدیریت عادلانه و علمی توزیع آب در این شبکه‌ها وجود نداشته باشد. این موضوع یکی از محدودیت‌های مهم زیرساختی در کشور است، البته در مناطقی مانند خوزستان که منابع آبی غنی‌تری دارند و محدودیت منابع آب چندان محسوس نیست، امکان استفاده از فناوری‌های پیشرفته در توزیع آب وجود دارد. نمونه‌هایی از این فناوری‌ها در کشورهایی مانند استرالیا به کار گرفته شده‌اند. با این حال، اجرای این فناوری‌ها نیازمند تجهیز مناسب شبکه‌های توزیع به سیستم‌های کنترلی پیشرفته است تا بتوانند فرایند توزیع آب را به شکل دقیق مدیریت کنند.
در بحث مدیریت شبکه‌های آبیاری، نکته مهم این است که برخلاف تصور رایج، هدررفت آب در این شبکه‌ها چندان نگران‌کننده نیست. نگاه وزارت نیرو به موضوع آب براساس مدیریت حوضه‌های آبریز است. در این شیوه مدیریت، نشتی یا تلفات آب از شبکه‌ها در نهایت دوباره به زمین نفوذ کرده و وارد چرخه هیدرولوژیکی می‌شود و در آبخوان‌ها ذخیره می‌شود، بنابراین این تلفات چندان موجب نگرانی نیست، مگر در مواردی که بحث تبخیر از سطح کانال‌ها مطرح باشد. حتی در این مورد نیز میزان تبخیر در مقایسه با حجم کلی آبی که از کانال‌ها عبور می‌کند، چندان چشمگیر نیست که بتوان آن را به‌عنوان یک معضل جدی تلقی کرد.
در استان اصفهان چند طرح مؤثر در زمینه کنترل نشتی شبکه‌های آب شهری پیاده‌سازی شده است
علاوه‌بر این، در شبکه‌های تحت فشار که از لوله‌های انتقال آب استفاده می‌شود، معمولاً نگرانی در خصوص نشتی آب وجود ندارد، بنابراین در حوضه آب کشاورزی، موضوع نشتی در شبکه‌های توزیع چندان چالش‌برانگیز نیست، اما در مورد شبکه‌های توزیع آب شهری، شرایط کاملاً متفاوت است. شبکه‌های آب شهری به دلیل گستردگی و طولانی بودن مسیرهای انتقال، با چالش‌های بزرگ‌تری مواجه هستند. آب شهری، برخلاف آب کشاورزی، معمولاً تصفیه‌شده و با کیفیت بالاست. به همین دلیل، نشتی در شبکه‌های شهری می‌تواند منجر به هدررفت آب ارزشمند و گران‌بها شود.
در مناطق مرکزی ایران، به‌ویژه در فلات مرکزی که آب شیرین کمیاب و بسیار ارزشمند است، مدیریت صحیح شبکه‌های توزیع آب شهری اهمیت ویژه‌ای دارد. در این مناطق، برای کاهش هدررفت و بهبود بهره‌وری، پروژه‌های موفقی اجرا شده‌اند. به‌عنوان مثال، در استان اصفهان چند طرح مؤثر در زمینه کنترل نشتی شبکه‌های آب شهری پیاده‌سازی شده است.
این پروژه‌ها از فناوری‌های نوین مانند سیستم‌های هوشمند تنظیم فشار، کنترل بوستر پمپ‌ها، شیرهای فشارشکن و تجهیزات مشابه بهره می‌برند. این تجهیزات باعث می‌شوند فشار آب در شبکه‌های توزیع به‌طور دقیق مدیریت شده و از ترکیدگی لوله‌ها و آسیب‌های احتمالی جلوگیری شود.
از جمله مناطقی که این فناوری‌ها در آن اجرا شده‌اند می‌توان به شهرستان خوانسار اشاره کرد که شبکه آب شرب آن به سیستم‌های هوشمند مدیریت فشار مجهز شده است، همچنین در مناطقی مانند شهر کوشک یا تودشک (با توجه به اطلاعات موجود) نیز طرح‌های مشابهی پیاده‌سازی شده‌اند. این پروژه‌ها که در قالب مدیریت هوشمند شبکه‌های توزیع اجرا شده‌اند، نتایج مثبت و رضایت‌بخشی به همراه داشته‌اند و می‌توانند به‌عنوان الگویی موفق در سایر نقاط کشور توسعه یابند.
اگرچه شبکه‌های توزیع آب شهری پیچیدگی‌های بیشتری دارند و اجرای فناوری‌های نوین در این بخش هزینه‌برتر است، اما تجربه‌های موفق در کشور نشان داده‌اند که این فناوری‌ها به‌خوبی قادر به کنترل نشتی و افزایش بهره‌وری در شبکه‌های توزیع آب شهری هستند.
در مجموع، با وجود اینکه تخصص بنده مستقیماً در حوزه شبکه‌های توزیع نیست، اما تجربیات موفقی که در برخی مناطق کشور، به‌ویژه در استان اصفهان، اجرا شده‌اند نشان می‌دهند که با بهره‌گیری از فناوری‌های هوشمند و روش‌های علمی، می‌توان مدیریت بهتری بر شبکه‌های توزیع آب شهری و کشاورزی اعمال کرد و هدررفت منابع آبی را به میزان قابل توجهی کاهش داد.
آیا فناوری‌های مبتنی بر هوش مصنوعی و اینترنت اشیا (IoT) در مدیریت منابع آب ایران نقش قابل توجهی ایفا کرده‌اند؟
در پاسخ به این پرسش درباره مدیریت منابع آب در ایران، باید اشاره کنم که اطلاعات جامع و دقیقی در این زمینه در اختیار ندارم. این موضوع نیازمند بررسی توسط متخصصانی است که به‌طور مستقیم در حوزه مدیریت منابع آب فعالیت می‌کنند و می‌توانند اطلاعات کامل‌تر و دقیق‌تری ارائه دهند.
در بحث مدیریت آب در کشاورزی، فناوری‌های نوین نقش مهمی در بهینه‌سازی مصرف آب و افزایش بهره‌وری ایفا می‌کنند. یکی از این فناوری‌ها، اینترنت اشیا (IoT) است که در حوزه مدیریت آب کشاورزی به‌عنوان یک ابزار تسهیلگر عمل می‌کند. اینترنت اشیا به‌تنهایی نمی‌تواند اقدامات اجرایی انجام دهد، بلکه وظیفه اصلی آن انتقال داده‌ها از نقاط مختلف مزرعه و ارائه اطلاعات دقیق و لحظه‌ای از شرایط مزرعه است.
این فناوری به کشاورزان و مدیران کمک می‌کند تا به اطلاعات مهمی درباره وضعیت خاک، رطوبت، شرایط جوی و نیاز آبی گیاهان در نقاط مختلف مزرعه دسترسی داشته باشند، اما باید توجه داشت که اینترنت اشیا صرفاً نقش جمع‌آوری و انتقال داده را ایفا می‌کند و برای تحلیل و تصمیم‌گیری‌های پیچیده‌تر، نیاز به ابزارهای پیشرفته‌تری همچون فناوری‌های مبتنی‌بر هوش مصنوعی وجود دارد.
فناوری‌های مبتنی‌بر هوش مصنوعی در مدیریت آب کشاورزی قادرند حجم عظیمی از داده‌های پیچیده را تحلیل کرده و براساس آن، الگوهای مناسب برای آبیاری هوشمند و مدیریت بهینه منابع آب را ارائه دهند. این فناوری‌ها به کشاورزان کمک می‌کنند تا بتوانند در شرایط متغیر آب و هوایی و در زمین‌های با ویژگی‌های متفاوت، تصمیمات بهتری اتخاذ کنند و بهره‌وری را افزایش دهند.
یکی از نمونه‌های موفق در این زمینه، سامانه تجاری «بابا حیدر» است که به‌عنوان یک سامانه آبیاری هوشمند مبتنی‌بر پردازش یکپارچه اطلاعات آب، خاک، اتمسفر و سیستم آبیاری طراحی شده است. در این سامانه از فناوری‌های مبتنی‌بر هوش مصنوعی برای تحلیل داده‌ها در بخش‌های مختلف استفاده شده است. این سامانه یکی از نمونه‌های موفق و اجرایی در کشور است که توانسته نتایج قابل قبولی در مدیریت هوشمند آب در کشاورزی ارائه دهد.
علاوه بر سامانه بابا حیدر، فناوری‌های دیگری نیز در این حوزه توسعه یافته‌اند؛ با این حال، تا جایی که بنده اطلاع دارم، فناوری‌های دیگری که بتوانند به‌صورت عملی و اثربخش در مدیریت منابع آب در کشاورزی اجرا شده و نتایج مثبتی به همراه داشته باشند، به‌طور گسترده در کشور پیاده‌سازی نشده‌اند.
یکی از شرکت‌های پیشرو در این زمینه که با همکاری دانشگاه صنعتی اصفهان در توسعه و اجرای فناوری‌های نوین مدیریت آب فعالیت دارد از فناوری‌های پیشرفته‌ای بهره گرفته است که می‌تواند در مدیریت هوشمند آبیاری و بهینه‌سازی مصرف آب در کشاورزی بسیار مؤثر واقع شود.
دانشگاه صنعتی اصفهان چه پروژه‌های تحقیقاتی مهمی در حوزه فناوری‌های آب در دست اجرا دارد و چه نتایجی تاکنون به دست آمده است؟
دانشگاه صنعتی اصفهان، خوشبختانه به‌عنوان پیشگام در حوزه مدیریت آب در مزرعه و بخش کشاورزی، فناوری بسیار مهمی را با همکاری بخش خصوصی توسعه داده است. این فناوری به‌عنوان یک سیستم مدیریت هوشمندانه آبیاری مبتنی بر پردازش یکپارچه اطلاعات آب، خاک، گیاه، اتمسفر و سیستم آبیاری شناخته می‌شود. این فناوری ابتدا در دانشگاه صنعتی اصفهان و با حمایت معاونت علمی و فناوری ریاست جمهوری از ۱۳۹۷ شروع شد و در ۱۴۰۰ با حمایت دفتر مجری توسعه سامانه‌های نوین آبیاری وزارت جهاد کشاورزی، اولین طرح الگویی مدیریت هوشمندانه آبیاری در شهرستان سمیرم استان اصفهان پیاده‌سازی شد. این طرح به مدت دو سال مورد بررسی و ارزیابی قرار گرفت و سپس نتایج آن به‌طور گسترده در سراسر کشور منتشر شد.
فناوری «بابا حیدر» به‌گونه‌ای طراحی شده است که کشاورزان می‌توانند با استفاده از زیرساخت‌های موجود در مزرعه خود، مانند سیستم‌های آبیاری بارانی و قطره‌ای، از آن بهره‌برداری کنند. این سامانه با استفاده از یک نرم‌افزار و وب اپلیکیشن، شرایط واقعی مزرعه را به‌صورت برخط و در زمان واقعی بر روی گوشی کشاورز نمایش می‌دهد. این اطلاعات به کشاورز کمک می‌کند تا یک برنامه آبیاری هوشمندانه طراحی کند که موجب کاهش استرس آبی و استرس نیتروژن در گیاهان می‌شود. به این ترتیب، کشاورزان می‌توانند به پتانسیل تولید خود دست یابند و بهره‌وری را افزایش دهند. این افزایش بهره‌وری منجر به کاهش مصرف آب در مزرعه می‌شود.
یکی از ویژگی‌های برجسته این فناوری، نیاز نداشتن به سرمایه‌گذاری اولیه زیاد از سوی کشاورز است. بدین معنی که کشاورز نیازی به خرید تجهیزات جدید برای مزرعه خود ندارد. به‌این‌ترتیب، زمانی که تولید در مزرعه افزایش می‌یابد، هزینه تولید کاهش می‌یابد، چرا که کشاورز هیچ‌گونه سرمایه‌گذاری جدیدی انجام نداده است. این ویژگی باعث می‌شود که قیمت تمام‌شده محصول کاهش یابد و در عین حال که کشاورز سود بیشتری می‌برد، قیمت محصول برای مصرف‌کننده نیز بالا نمی‌رود. به‌عنوان مثال، اگر کشاورز به کمک این فناوری توانسته باشد تولید گوجه‌فرنگی خود را از ۷۰ تن به ۱۳۰ تن در هکتار افزایش دهد، این افزایش تولید به‌صرفه و بدون نیاز به سرمایه‌گذاری جدید رخ می‌دهد. در نتیجه، کشاورز بدون اینکه هزینه اضافی برای تجهیزات بپردازد، محصول خود را با هزینه کمتر تولید کرده و در عین حال مصرف‌کننده از افزایش قیمت محصولات جلوگیری می‌شود.
دیگر ویژگی مهم این فناوری این است که محدودیت جغرافیایی ندارد و می‌تواند در هر نقطه‌ای از ایران پیاده‌سازی شود. این فناوری برای انواع مختلف گیاهان و سیستم‌های آبیاری قابل‌اجرا است. برای مثال، این فناوری بر روی گیاهان مختلفی همچون سیب‌زمینی، گندم، جو، ذرت علوفه‌ای، لوبیا، کدو و گل‌رنگ پیاده‌سازی شده است. نتایج حاصل از این پیاده‌سازی‌ها نشان می‌دهد که بهره‌وری به‌طور متوسط بیش از ۳۵ درصد افزایش یافته است. به‌طور خاص، برای سیب‌زمینی این افزایش بهره‌وری حدود ۵۰ درصد، برای ذرت علوفه‌ای ۵۵ تا ۶۰ درصد، برای گندم حدود ۴۵ درصد و برای جو حدود ۴۰ درصد بوده است. این افزایش بهره‌وری نه‌تنها موجب سود بیشتر برای کشاورز شده، بلکه منجر به کاهش مصرف آب و افزایش تولید در واحد سطح شده است.
در نهایت، فناوری «بابا حیدر» به‌عنوان یک نوآوری مهم در بخش کشاورزی، توانسته است تا با استفاده از مدیریت هوشمند آبیاری، به کشاورزان کمک کند تا بهره‌وری خود را افزایش دهند و در عین حال، به‌طور مؤثر از منابع آبی محدود استفاده کنند. این سیستم به‌ویژه برای کشاورزان در مناطقی با منابع آب محدود، گزینه‌ای بسیار کارآمد و مؤثر به‌شمار می‌آید.
چه چالش‌هایی در مسیر تجاری‌سازی فناوری‌های حوضه آب در ایران وجود دارد؟
یکی از بزرگترین مشکلاتی که در حال حاضر با آن روبه‌رو هستیم، تعیین نکردن قیمت واقعی برای آب و نداشتن نگرانی عمومی نسبت به مصرف آن است. این مشکل باعث شده که افراد، به‌ویژه کشاورزان، بدون در نظر گرفتن اهمیت آب به مصرف بی‌رویه آن ادامه دهند. زمانی که آب وارد معادلات اقتصادی می‌شود، در هیچ سیستمی، حتی در بخش صنعت، قیمت واقعی آن در نظر گرفته نمی‌شود. به‌عنوان مثال، در کشاورزی، هزینه‌های مربوط به کود، بذر و اجاره زمین بیشتر از هزینه مصرف آب ارزیابی می‌شود. این در حالی است که اجاره زمین در واقع به نوعی اجاره آب است، اما این فرهنگ در کشاورزان جا نیفتاده است. در نهایت، کشاورز تنها هزینه آب را بر اساس قیمت‌های پرداختی به آب منطقه و هزینه‌های برق برای استحصال آب می‌سنجد و این باعث می‌شود که ارزش واقعی آب برای کشاورز نادیده گرفته شود. در چنین شرایطی، کشاورز بیشتر به خرید محصولات کشاورزی مانند ریزمغذی‌ها و بذرها توجه می‌کند تا به مصرف آب.
همین موضوع باعث می‌شود که آب به‌عنوان یک عنصر حیاتی در کشاورزی جدی گرفته نشود. در صنعت نیز، اگرچه قیمت آب نسبت به کشاورزی بیشتر است، اما با این حال در مقایسه با دیگر هزینه‌ها، اهمیت زیادی ندارد و مصرف آب به‌صورت اقتصادی و بهینه صورت نمی‌گیرد. این وضعیت مانع از توجه به فناوری‌های بهینه‌سازی مصرف آب می‌شود. وقتی که کارفرما یا مصرف‌کننده آب، آن را به‌عنوان یک هزینه کوچک می‌بیند که در تحلیل‌های اقتصادی هیچ تاثیری ندارد، این عنصر به‌راحتی هدر می‌رود. به همین دلیل، فناوری‌هایی که می‌توانند به بهینه‌سازی مصرف آب کمک کنند، رشد نمی‌کنند و به‌طور گسترده پیاده‌سازی نمی‌شوند.
یکی از راه‌حل‌ها برای حل این مشکل، واقعی کردن قیمت آب بر اساس بهره‌وری آن است. اگر قیمت آب بر اساس میزان بهره‌وری مصرف‌کننده تعیین شود، به‌گونه‌ای که هر کسی که بهره‌وری پایین‌تری دارد، آب را به‌صورت تصاعدی گران‌تر خریداری کند، می‌توان انتظار داشت که توجه به مصرف بهینه آب افزایش یابد و فناوری‌های حوضه آب در کشور رشد کنند. اگر قیمت آب به‌طور معقولی تنظیم شود، این امر باعث می‌شود که کشاورزانی که بهره‌وری پایینی دارند، برای جلوگیری از پرداخت هزینه‌های بیشتر، به دنبال راه‌های بهینه‌سازی مصرف آب باشند و به سمت استفاده از فناوری‌هایی که مصرف آب را کاهش می‌دهند، گرایش پیدا کنند.
نقش حمایتی دولت برای تجاری‌سازی فناوری‌های حوضه آب در ایران
در حال حاضر، قیمت آب کشاورزی به ازای هر متر مکعب کمتر از ۵۰۰ تومان است، که در مقایسه با قیمت آب شرب بسیار پایین است. در حالی که کشاورزی که بهره‌وری پایین‌تری دارد، برای تولید یک کیلوگرم سیب‌زمینی به ازای هر متر مکعب آب مصرفی، تنها چهار کیلوگرم تولید می‌کند، اما کشاورزی که بهره‌وری بالاتری دارد، می‌تواند ۹ کیلوگرم سیب‌زمینی تولید کند. در حال حاضر این دو کشاورز، با وجود تفاوت قابل توجه در بهره‌وری، همان قیمت آب را پرداخت می‌کنند، که این موضوع به‌هیچ‌وجه منطقی نیست. در شرایطی که کشاورز با بهره‌وری پایین، باید آب را با قیمت بالاتری خریداری کند، تا انگیزه‌ای برای بهینه‌سازی مصرف آب پیدا کند، کشاورزان با بهره‌وری بالا همچنان تشویق می‌شوند که آب را به‌صورت بهینه مصرف کنند، زیرا این تغییر در قیمت آب به نفع آنها خواهد بود.
به همین دلیل، در صورتی که دولت بتواند در این زمینه اقدامات لازم را انجام دهد و قیمت آب را با شاخص بهره‌وری تنظیم کند، به‌طور طبیعی کشاورزان و صنایع به سمت استفاده از فناوری‌های نوین برای کاهش مصرف آب خواهند رفت. در این راستا، دولت باید به حمایت از ترویج فناوری‌های نوین در حوضه آب بپردازد. برای مثال، می‌تواند در برخی از دشت‌ها و مناطق انتخابی، طرح‌های الگویی مدیریت هوشمندانه آبیاری را با همکاری وزارت نیرو و وزارت جهاد کشاورزی پیاده‌سازی کند. در این طرح‌ها، کشاورزان از سیستم‌های آبیاری هوشمندانه بهره‌برداری می‌کنند و می‌توانند اثرات این سیستم‌ها را بر میزان مصرف آب، تولید، بهره‌وری و سود خود مشاهده کنند، همچنین با مقایسه این مناطق با مناطق مشابه که از روش‌های سنتی استفاده می‌کنند، می‌توان نتایج قابل‌توجهی به دست آورد. این نتایج نشان می‌دهند که در این مناطق، مصرف آب، انرژی و کود به‌طور چشمگیری کاهش یافته، در حالی که تولید و بهره‌وری در واحد سطح افزایش یافته است. این داده‌ها می‌توانند به‌طور مؤثری به کشاورزان نشان دهند که استفاده از فناوری‌های بهینه‌سازی مصرف آب نه‌تنها به نفع محیط‌زیست است، بلکه سود اقتصادی آنها را نیز افزایش می‌دهد.
در نهایت، برای تجاری‌سازی فناوری‌های حوضه آب در ایران، لازم است که دولت نقش حمایتی ایفا کند. دولت می‌تواند از رسانه‌های جمعی مانند تلویزیون، رادیو و فضای مجازی برای فرهنگ‌سازی و ترویج استفاده بهینه از آب بهره‌برداری کند.
مشابه به فرهنگ‌سازی برای استفاده از کمربند ایمنی در خودروها، دولت باید به‌طور مستمر و با حمایت از فناوری‌های نوین، کشاورزان و صنایع را به سمت استفاده از روش‌های بهینه مصرف آب هدایت کند. تنها با چنین رویکردی می‌توان به نتیجه رسید و از این عنصر حیاتی، که اساس حیات کشور است، به‌درستی بهره‌برداری کرد.
فناوری‌های نوین چگونه می‌توانند به کاهش هزینه‌های مصرف‌کنندگان و کشاورزان کمک کنند؟
یکی از مسائل کلیدی در کشاورزی و صنعت، هزینه‌های تولید و مدیریت مصرف آب است. وقتی که تولید در واحد سطح افزایش می‌یابد، قیمت تمام شده محصول کاهش پیدا می‌کند. در چنین شرایطی، کشاورز می‌تواند سود منطقی خود را بدست آورد و در عین حال محصول را با قیمت مناسبی به بازار عرضه کند. این موضوع به صنعتگران نیز کمک می‌کند؛ اگر آنها بهره‌وری آب خود را افزایش دهند، می‌توانند محصول خود را با هزینه تمام شده کمتر تولید کنند و آن را با قیمت مناسب به فروش برسانند، به گونه‌ای که هم سود منطقی خود را بدست آورند و هم مصرف‌کنندگان محصول را با قیمت مناسب خریداری کنند، اما در مقابل، زمانی که بهره‌وری پایین می‌آید، تولید به ازای واحد آب یا انرژی کاهش پیدا می‌کند و در نتیجه هزینه تولید بالا می‌رود. برای مثال، اگر کشاورزی برای تولید ذرت علوفه‌ای از همان مقدار آب و زمین استفاده کند اما ۵۰ تن به‌جای ۸۰ تن برداشت کند، قیمت تمام شده محصول افزایش می‌یابد. در این وضعیت، کشاورز مجبور است محصول خود را گران‌تر بفروشد تا هزینه‌های تولید جبران شود، اما چون قیمت‌ها به‌طور کلی افزایش می‌یابد، قدرت خرید مصرف‌کنندگان کاهش می‌یابد و این باعث ایجاد فشار اقتصادی می‌شود.
برای مثال، اگر کشاورزی بخواهد ذرت علوفه‌ای را کیلویی ۲۰۰۰ تومان بفروشد و تنها ۵۰ تن در هکتار برداشت کند، با احتساب هزینه‌های اجاره زمین و دیگر هزینه‌ها، ممکن است هیچ سودی نداشته باشد. در این صورت، کشاورز مجبور است محصول خود را گران‌تر بفروشد، که باعث می‌شود مصرف‌کننده هم محصول را گران‌تر خریداری کند و در نهایت، قیمت کالاهای دیگری مانند شیر و پنیر نیز افزایش یابد، بنابراین فناوری‌هایی که به کاهش قیمت تمام شده محصول کمک می‌کنند، از اهمیت بالایی برخوردار هستند.
یکی از این فناوری‌ها، مدیریت هوشمندانه آبیاری است. این فناوری نیاز به سرمایه‌گذاری زیرساختی کمی دارد و می‌تواند بهره‌وری آب را به‌طور چشمگیری افزایش دهد. در این روش، کشاورز می‌تواند مصرف آب را بهینه‌سازی کند بدون اینکه نیازی به سرمایه‌گذاری‌های هنگفت داشته باشد. این فناوری می‌تواند به کشاورز کمک کند که با همان هزینه‌ها، محصول بیشتری تولید کند و قیمت تمام شده کمتری داشته باشد. در نتیجه، این فناوری هم به نفع کشاورز است که سود بیشتری ببرد، و هم به نفع مصرف‌کننده که محصول را با قیمت مناسب‌تری خریداری می‌کند.
در مقابل، اگر کشاورز بخواهد به سمت فناوری‌هایی مانند گلخانه‌ها برود، این فناوری‌ها نیاز به سرمایه‌گذاری‌های زیاد دارند. ساخت گلخانه، تأمین انرژی، برق، آب و گاز با تعرفه‌های غیرارزان، قیمت تمام شده محصول را افزایش می‌دهد. حتی اگر بهره‌وری آب در گلخانه افزایش یابد، هزینه‌های اولیه و جاری که بر دوش کشاورز و دولت قرار می‌گیرد، ممکن است اثرات منفی ایجاد کند. در چنین شرایطی، محصولاتی که در گلخانه‌ها تولید می‌شوند، ممکن است نیاز به یارانه‌های دولتی داشته باشند و این یارانه‌ها ممکن است در نهایت منجر به تورم و افزایش قیمت‌ها در سطح جامعه شود. علاوه بر این، بسیاری از محصولات تولیدی در گلخانه‌ها، مانند سبزیجات و صیفی‌جات، مصرف بالایی در داخل کشور ندارند یا بیشتر برای صادرات تولید می‌شوند، که باعث می‌شود تولید آنها از لحاظ اقتصادی بهینه نباشد، بنابراین در صورتی که به دنبال توسعه فناوری‌های نوین در کشاورزی هستیم، بهتر است روی فناوری‌هایی تمرکز کنیم که به زیرساخت‌های کمتری نیاز دارند و در عین حال هزینه‌های جاری پایین‌تری به همراه دارند. برای مثال، سامانه‌های نوین آبیاری که از انرژی خورشیدی بهره می‌برند، می‌توانند راه‌حل مناسبی باشند. این سیستم‌ها علاوه بر اینکه به سرمایه‌گذاری اولیه نیاز دارند، به دلیل استفاده از منابع طبیعی(مثل انرژی خورشیدی) در هزینه‌های جاری صرفه‌جویی می‌کنند.
به همین ترتیب، در صنعت نیز چالش‌های مشابهی وجود دارد. وقتی که فولاد، پتروشیمی‌ها و سایر صنایع مصرف انرژی بالایی دارند، این مصرف انرژی به هزینه‌های تولید افزوده می‌شود. این صنایع اگر از انرژی‌های نوین مانند برق خورشیدی یا سیستم‌های بهینه‌سازی مصرف انرژی استفاده کنند، می‌توانند هزینه‌های تولید را کاهش دهند و محصول را با قیمت پایین‌تری عرضه کنند. این تغییرات می‌تواند به کاهش هزینه‌های تمام شده و در نهایت به نفع مصرف‌کنندگان تمام شود.
در نهایت، به‌طور خاص در کشاورزی، اگر کشاورز بتواند با استفاده از فناوری‌های مدیریت هوشمند آبیاری، تولید بیشتری در واحد سطح داشته باشد، هزینه‌های تولید کاهش می‌یابد. این امر به این دلیل است که کشاورز نیازی به سرمایه‌گذاری جدید برای تولید بیشتر ندارد. تنها هزینه‌ای که پرداخت می‌کند، هزینه پیاده‌سازی سیستم هوشمند است که در مقایسه با سایر هزینه‌های تولید، مبلغ چندانی نیست. این فناوری باعث می‌شود که کشاورز سود بیشتری به‌دست آورد و درآمدش افزایش یابد.
به علاوه، این سود اضافی به مصرف‌کننده نیز کمک می‌کند که کالا را با قیمت پایین‌تری خریداری کند، زیرا قیمت تمام شده کاهش یافته است، بنابراین فناوری‌های هوشمند آبیاری می‌توانند به‌طور قابل توجهی هزینه‌های کشاورزان و مصرف‌کنندگان را کاهش دهند و در نهایت باعث بهبود بهره‌وری در کشاورزی و صنعت شوند. این فناوری‌ها هم از لحاظ اقتصادی به نفع کشاورز و صنعتگر هستند و هم به نفع مصرف‌کننده که محصول را با قیمت مناسب‌تری خریداری می‌کند.
انتهای پیام
نظرات