Table of Contents

تطور إدارة المياه الحضرية في عصر الانتقائية

إن التحضر السريع للسكان في العالم قد فرض ضغطا غير مسبوق على شبكات المياه البلدية، فالمدن لم تعد مجرد مستهلكين سلبيين لموارد المياه؛ وأصبحت شبكات نشطة وذكية قادرة على الاستشعار والاستجابة والتكيف مع الظروف المتغيرة، حيث أصبح هذا التحول في قلب نموذج المدن الذكية، حيث تقوم الهياكل الأساسية الرقمية وصنع القرار الذي تحركه البيانات بإعادة تشكيل الطريقة التي ندير بها الموارد الأساسية.

تقارب شبكة الإنترنت من الأشياء، والاستخبارات الاصطناعية، والمحللين المتقدمين، يتيح مستوى من الرعي في إدارة المياه، الذي كان لا يمكن تصوره منذ عقد فقط، ويمكن للبلديات الآن أن ترصد نوعية المياه في الوقت الحقيقي، وأن تكتشف التسربات على مستوى الأسرة، وأن تتنبأ بأنماط الطلب بدقة عالية، غير أن نشر هذه التكنولوجيات يثير أسئلة معقدة بشأن الخصوصية، والإنصاف، والحوكمة، والاستدامة في الأجل الطويل.

وبغية فهم ما تتجه إليه سياسة المياه، تساعد على النظر أولا في الأسس التكنولوجية التي تؤدي إلى التغيير، ثم استكشاف الأطر التنظيمية والاجتماعية التي يجب أن ترافقها، والطريق إلى الأمام ليس مجرد تركيب أنابيب ومقاييس أذكى؛ وإنما يتعلق ببناء عقد اجتماعي جديد حول المياه - وهو عقد يحشد البيانات من أجل الصالح العام ويحافظ على سوء الاستخدام.

العمود الخلفي التكنولوجي لنظم المياه الذكية

رصد الزمن الحقيقي وشبكة الإنترنت

وفي صميم أي نظام مائي ذكي، توجد شبكة مكثفة من أجهزة الاستشعار التي تقوم باستمرار بقياس بارامترات مثل معدل التدفق، والضغط، ودرجات الحرارة، ومستويات الصحة العامة، والوجود الملوث، وهذه الأجهزة تشكل النظام العصبي لشبكة المياه، وتحيل البيانات إلى منابر تحليلية مركزية يمكن معالجتها واتخاذ إجراءات بشأنها، وبالنسبة لمقرري السياسات، فإن الآثار لها أهمية: فالرصد في الوقت الحقيقي يتيح لنظم الإنذار المبكر بالنسبة للظواهر الملوثة.

غير أن انتشار أجهزة الاستشعار يستحدث أيضا أوجه ضعف، إذ أن كل جهاز متصل يمثل نقطة دخول محتملة للهجمات الإلكترونية، ويخلق الحجم الهائل للبيانات المولدة شواغل تتعلق بالخصوصية، لا سيما عندما يمكن ربط أنماط الاستهلاك بفرادى الأسر المعيشية، ويجب أن تعالج أطر السياسات هذه المخاطر مباشرة، وأن تضع معايير واضحة لتشفير البيانات، ومراقبة الدخول، والتسمية.

التحليلات الطبية والتعلم في مجال الآلات

فالبيانات وحدها ليست كافية؛ فالقيمة الحقيقية تأتي من القدرة على تحليلها وتلقي أفكار قابلة للتنفيذ، ويمكن أن تحدد خوارزميات التعلم الآلات الأنماط في استخدام المياه التي قد يفتقدها المشغلون البشريون، مما يتيح الصيانة المتوقعة التي تحول دون حدوث الفشل، فعلى سبيل المثال، يمكن أن تشير التغيرات الخفيفة في الضغط أو التدفق إلى أنبوب الوشيك، مما يتيح للمرافق أن تصلح نماذج استهلاكية استباقية بدلا من الاستجابة لحالات الطوارئ.

وبالنسبة للسياسة المائية، يفتح المحللون التنبؤيون الباب أمام التنظيم القائم على الأداء، وبدلا من وضع تكنولوجيات محددة أو ممارسات تشغيلية، يمكن للنظم أن تضع أهدافا قائمة على النتائج لمقاييس مثل خفض المياه غير العائد، أو أوقات الاستجابة لتوقف الخدمات، أو الامتثال لنوعية المياه، ومن ثم تكون المرافق مرنة لاختيار أكثر الحلول التكنولوجية فعالية من حيث التكلفة لتحقيق تلك الأهداف، ولكن هذا النهج يتطلب في الوقت الراهن توفير قدرات تنظيمية متطورة.

المراقبة الآلية والهياكل الأساسية التكيفية

إن نظم المياه الذكية ليست مجرد شبكات استشعار سلبية؛ بل يمكن أن تعمل أيضا بشكل مستقل، ويمكن أن تستجيب الصمامات الآلية والمضخات وضوابط العلاج للظروف المتغيرة في الوقت الحقيقي، وأن تُفضي إلى التوزيع الأمثل دون تدخل بشري، وقد يؤدي النظام الذكي، على سبيل المثال، إلى تعديل مناطق الضغط تلقائيا لضمان العرض العادل في جميع أنحاء المدينة، وفي حالة حدوث حدث تلوث، يمكن أن تُحدث الصمامات العزلة من بعد.

ويثير هذا المستوى من التشغيل الآلي مسائل هامة تتعلق بالإدارة، ومن المسؤول إذا تسبب قرار آلي ضررا؟ وكيف نكفل ألا تكون النظم الآلية عبئا غير متناسب على المجتمعات المنخفضة الدخل؟ وهذه ليست مسائل تقنية بحتة؛ وهي مسائل سياسية وأخلاقية عميقة؛ ويجب على واضعي السياسات أن يتعاملوا مع المجتمع المدني، وعلماء أخلاقيات، وممثلي المجتمعات المحلية لوضع مبادئ توجيهية للنشر المسؤول لنظم إدارة المياه الآلية.

التحديات التنظيمية والحاجة إلى سياسة التكيف

خصوصية البيانات والأمن والمالك

ومن أكثر التحديات إلحاحاً في مجال سياسة المياه الذكية إدارة البيانات، ويمكن أن تكشف بيانات استهلاك المياه عن تفاصيل دقيقة عن سلوك الأسر المعيشية: عندما يستيقظ الناس، عندما يطبخون، عندما يغرقون، عندما يهزون الحدائق، ويمكن استخدام هذه البيانات، إجمالاً، لتحسين تقديم الخدمات وتخطيط الاستثمارات في الهياكل الأساسية، ولكن على المستوى الفردي، تمثل تدخلاً في خصوصية العديد من المواطنين قد يجدون غير مقبولين، ويلزم وضع قواعد واضحة بشأن من يمتلكون البيانات التي يمكن استخدامها.

وقد بدأت بعض الولايات القضائية في معالجة هذه القضايا من خلال التشريعات، حيث أن لائحة الاتحاد الأوروبي العامة لحماية البيانات توفر إطاراً قوياً لحماية البيانات ينطبق على التطبيقات الذكية في المدن، بما في ذلك إدارة المياه، وفي الولايات المتحدة، قامت عدة ولايات بوضع مشاريع قوانين تتناول خصوصية البيانات الذكية، ولكن تركيب الأنظمة يخلق عدم يقين لمقدمي التكنولوجيا والمرافق التي تعمل في مختلف الولايات القضائية، وربما يكون اتباع نهج أكثر اتساقاً، من خلال تشريعات نموذجية أو اتفاقات حماية مشتركة.

أما أمن الفضاء الإلكتروني فهو شاغل بالغ الأهمية، حيث أن شبكات المياه أصبحت أكثر ارتباطاً، فإنها تصبح أكثر عرضة للهجمات الإلكترونية، أما محاولة عام 2021 لتسميم إمدادات المياه في كُلدمار، فلوريدا، من خلال اختراق نظام الوصول عن بعد في محطة المعالجة، فهي دعوة إلى صناعة ما، ويجب على واضعي السياسات أن يكلفوا بالحد الأدنى من معايير الأمن الإلكتروني لمرافق المياه، وأن يُجريوا عمليات مراجعة أمنية منتظمة، وأن يضعوا بروتوكولات لاستجابة للهياكل البنية التحتية وتبادل المعلومات.

الإنصاف والقدرة على تحمل التكاليف

ويمكن أن تؤدي تكنولوجيات المياه الذكية إلى تحسين نوعية الخدمات وتخفيض التكاليف، ولكن هناك خطر بأن تعود الفوائد بصورة غير متناسبة إلى المجتمعات الأكثر ثراء، وأن يكون الاستثمار المباشر المطلوب للمعدات الذكية والمجسات ومنابر التحليل كبيرا، وقد تغري المرافق بتحديد أولويات المنشآت في المناطق ذات الدخل المرتفع، مما قد يؤدي إلى تفاقم أوجه عدم التكافؤ القائمة في الحصول على المياه والقدرة على تحمل التكاليف، مما يترك هياكل أساسية منخفضة الدخل ومهمشة.

ولمنع هذه النتيجة، يجب أن تعالج سياسة المياه الإنصاف بشكل صريح، وقد يتخذ ذلك أشكالا عديدة: مطالبة المرافق بأن تثبت أن عمليات نشر التكنولوجيا الذكية تعود بالفائدة على جميع قطاعات العملاء، وإنشاء هياكل للمعدلات تحمي الأسر المعيشية ذات الدخل المنخفض من الزيادات في التكاليف، وتقديم إعانات أو قروض منخفضة الفائدة لتحسين الهياكل الأساسية في المناطق التي لا تحظى بخدمات كافية، وأن يكون لدى السكان صوت في القرارات بشأن التكنولوجيات التي يتم نشرها في أحيائهم، وكيفية جمع البيانات المتعلقة باستخدامهم للمياه واستخدامها في المدن.

قابلية التشغيل البيني والمعايير

ولا يزال سوق المياه الذكية مجزأة نسبيا، حيث يقدم العديد من البائعين حلولاً للمعدات والبرامجيات التي تملكها، وهذا الافتقار إلى التشغيل المتبادل يخلق مخاطر على المرافق ويجعل من الصعب إدماج النظم عبر الولايات القضائية أو مع سائر مجالات المدن الذكية، مثل الطاقة أو النقل، ويمكن لصانعي السياسات أن يساعدوا من خلال تعزيز المعايير المفتوحة وتشجيع اعتماد أشكال موحدة للبيانات وبروتوكولات الاتصالات.

وقد عملت منظمات اتحادات الصناعة والمعايير بالفعل على هذا التحدي، وقد وضع الاتحاد الجغرافي المكاني المفتوح معايير لتقاسم البيانات المائية، ونشرت اللجنة الدولية للكهرباء معايير لنظم إدارة المياه الذكية، وينبغي لصانعي السياسات أن يدعموا هذه الجهود بنشاط وأن ينظروا في الالتزام بالمعايير ذات الصلة كشرط لتلقي التمويل العام لمشاريع المياه الذكية.

فرص التحول

إدارة الطلب والتغيير السلوكي

ومن أكثر الفرص واعدة في إدارة المياه الذكية القدرة على إشراك المستهلكين مباشرة في جهود الحفظ، ويمكن أن توفر أجهزة قياس الذكاء ذات العيادات المنزلية أو الأجهزة المحمولة للأسر المعيشية التغذية المرتدة في الوقت الحقيقي عن استهلاكها من المياه، وتساعدها على تحديد العادات المهدرة وتكييف سلوكها، وقد أظهرت الدراسات أن الأسر المعيشية التي لديها إمكانية الحصول على بيانات الاستخدام في الوقت الحقيقي تقلل من استهلاكها من المياه بنسبة تتراوح بين 5 و 15 في المائة في المتوسط، مع تحقيق أكبر قدر من الوفورات عند الجمع بين التغذية المرتدة.

ويمكن لسياسة المياه أن تعجل بهذا الاتجاه من خلال اشتراط حصول العملاء على بيانات استهلاكهم في شكل سهل الاستعمال، ومن خلال دعم حملات التثقيف العام التي تشجع سلوكيات توفير المياه.() كما أن نماذج التسعير الديناميكي، مثل المعدلات الموسمية أو التسعير المقيد الذي يزيد من الاستهلاك، يمكن أن تحفز الحفظ، ولكن يجب تصميمها بعناية لتجنب وضع عبء غير عادل على الأسر المعيشية ذات الدخل المنخفض.() وقد نجحت بعض المرافق في تنفيذ وفورات مموَّلة من مصادر مائية.

Resilience in the Face of Climate Change

ويزيد تغير المناخ من شح المياه ومن مخاطر الفيضانات، مما يجعل القدرة على التكيف شاغلاً رئيسياً لسياسة المياه الحضرية، ويمكن لتكنولوجيات الذكاء أن تساعد المدن على التكيف مع هذه التحديات بطرق عدة، ويمكن أن تؤدي نماذج التنبؤ بالطقس المتقدمة، مقرونة ببيانات هيدرولوجية آنية، إلى تحسين نظم الإنذار بالفيضانات وتمكين الإدارة الاستباقية للهياكل الأساسية للمياه العواصف، وفي حالات الجفاف، يمكن لنظم الري الذكية أن تُفض إلى استخدام المياه في الحد من الحد الأدنى من الحد من الحد من المياه في الحد من المياه في الحد من المك من المياه في الحد من النفايات.

ولعل أهمها أن نظم المياه الذكية يمكن أن تدعم إدماج مصادر المياه البديلة، مثل جمع مياه الأمطار، وإعادة تدوير المياه الرمادية، وإزالة المياه، ويمكن للمرافق، عن طريق رصد نوعية المياه والطلب عليها في الوقت الحقيقي، أن تخلط المياه من مصادر متعددة من أجل تطابق النوعية مع الاستخدام المقصود، وأن تقلل من الطلب على مياه الشرب العالية المعالجة من أجل التطبيقات غير القابلة للاحتمال، وينبغي أن تشجع أطر السياسات هذه النهج من خلال وضع معايير واضحة لنوعية المياه لمختلف فئات المعالجة، وأن تبسط العمليات اللامركزية، وأن توفر حوافز مالية.

دال - الاستثمار في الهياكل الأساسية

وتشهد الجمعية الأمريكية للمهندسين المدنيين أن الولايات المتحدة وحدها تحتاج إلى استثمار أكثر من 100 بليون دولار في البنية الأساسية للمياه والمياه المستعملة خلال العقد القادم، ويمكن أن تساعد نظم المياه الذكية على ترتيب أولويات هذه الاستثمارات بتوفير صورة مفصلة لحالة الأنابيب والمضخات ومرافق العلاج، بدلا من الاعتماد على الإصلاحات التفاعلية أو جداول الاستبدال القائمة على العمر، يمكن للمرافق أن تستخدم القدرة على رصد البيانات في تحديد الأهداف.

ويمكن أن تدعم السياسة هذا التحول من خلال مطالبة المرافق بوضع خطط لإدارة الأصول استنادا إلى تقييمات الظروف القائمة على البيانات، ومن خلال ربط الأهلية لتمويل الهياكل الأساسية الحكومية أو الاتحادية باعتماد هذه الممارسات، وتوفر U.S. The Environmental Protection Agency's Water Infrastructure and Resilience initiatives نموذجا لكيفية تشجيع الوكالات الاتحادية على اتخاذ القرارات على الصعيد المحلي.

توصيات السياسات الاستراتيجية من أجل مستقبل الاقتصاد في المياه

وضع إطار شامل لإدارة البيانات

وينبغي لصانعي السياسات أن يسنوا تشريعات تحدد بوضوح ملكية البيانات وحقوق الوصول والقيود المفروضة على استخدام البيانات المتعلقة باستهلاك المياه، وينبغي أن يكون هذا الإطار متسقاً مع قوانين أوسع نطاقاً لحماية البيانات، وأن يكون مصمماً حسب الخصائص المحددة لنظم المياه، وينبغي أن يتضمن أحكاماً بشأن تحديد هوية البيانات، والموافقة على المستهلكين، والشفافية بشأن كيفية استخدام البيانات، ويمكن لآليات الرقابة المستقلة، مثل لجنة بيانات المياه أو مجلس استشاري، أن تساعد على ضمان الامتثال وبناء الثقة العامة.

معايير أمن الفضاء الإلكتروني والإبلاغ عن الحوادث

وينبغي أن تكون مرافق المياه لازمة للوفاء بمعايير خط الأساس لأمن الفضاء الإلكتروني، وإجراء تقييمات منتظمة للمخاطر، وإبلاغ السلطات المركزية بالحوادث الأمنية السيبرانية، وينبغي أن تتلقى المرافق الصغيرة والمتوسطة الحجم، التي تفتقر في كثير من الأحيان إلى الموارد اللازمة لتنفيذ برامج أمنية قوية، المساعدة التقنية والدعم المالي، ويمكن لبرنامج وطني أو إقليمي لإصدار شهادات أمن الفضاء الإلكتروني لتكنولوجيات قطاع المياه أن يساعد المرافق على اتخاذ قرارات مستنيرة بشأن المشتريات.

الاستثمار في الشراكات بين القطاعين العام والخاص ومهجع الابتكار

ويجري تطوير العديد من تكنولوجيات المياه الذكية الواعدة من خلال بدء تشغيل الشركات الصغيرة التي تفتقر إلى الموارد اللازمة لتوسيع نطاق حلولها، ويمكن للحكومات أن تعجل الابتكار بإنشاء شراكات بين القطاعين العام والخاص توفر التمويل، ومرافق الاختبار، والمسارات اللازمة للتسويق، ويمكن أن تجمع مراكز الابتكار في مجال المياه، على غرار المراكز التي تعمل بالفعل في مدن مثل ميلواكي وسنغافورة، الباحثين، وأصحاب المشاريع، والمرافق، والجهات التنظيمية، من أجل تحقيق المساواة في وضع الحلول الجديدة.

إدماج سياسة المياه مع تخطيط المدن في برودر

ولا توجد إدارة المياه في عزلة، فهي ترتبط ارتباطا وثيقا بالطاقة والنقل واستخدام الأراضي والصحة العامة، وينبغي أن تعامل مبادرات المدن الذكية المياه باعتبارها عنصرا أساسيا من عناصر النظم الحضرية، وليس مجالا محاطا، ويمكن أن يكشف التخطيط المتكامل عن أوجه التآزر التي تفتقدها عندما يعمل كل قطاع على حدة، وعلى سبيل المثال، يمكن للهياكل الأساسية الخضراء لإدارة المياه العواصف أن توفر أيضا حيزا استجماميا، وتحسين نوعية الهواء، والحد من آثار السياسات في المناطق الحضرية.

تعزيز المشاركة المجتمعية والتعلم الرقمي

ولكي تصل نظم المياه الذكية إلى إمكاناتها الكاملة، يتعين على المواطنين فهمها والثقة بها، ويمكن لحملات التعليم العام أن تزيل فساد التكنولوجيات الذكية وتشرح فوائدها للمقيمين: مشاريع القوانين الأقل، وتقلّص الخدمات، والمياه الأنظف، والبيئة الأكثر صحة، ويمكن أن تعطي المجالس الاستشارية المجتمعية للسكان دورا مباشرا في تشكيل سياسات نشر التكنولوجيا وإدارة البيانات، ويمكن أن تساعد برامج محو الأمية الرقمية على ضمان وصول جميع شرائح السكان إلى خدمات المياه الذكية والاستفادة منها.

نظام استخدام النتائج وتحديد الأداء

وبدلاً من فرض تكنولوجيات أو ممارسات محددة، ينبغي أن يحدد المنظمون أهداف الأداء بالنسبة للنتائج الرئيسية مثل الحد من فقدان المياه، وكفاءة الطاقة، والترضية، والمساواة في الخدمة، ويمكن أن تُكافأ المنافع التي تتجاوز الأهداف بحوافز الأسعار أو بالاعتراف العام، في حين أن تلك التي تُتخذ إجراءات تصحيحية قصيرة الوجه، ويمكن لبرامج تحديد خصائصها التي تقارن أداء المرافق عبر المناطق أن تخلق منافسة صحية وتنشر أفضل الممارسات.

تشحن الطريق إلى الأمام

إن تحول إدارة المياه في المدن الذكية ليس سيناريو بعيد المنال؛ بل يحدث الآن في المدن من جميع الأحجام في جميع أنحاء العالم، ومع ذلك فإن الإمكانات الكاملة لهذه التكنولوجيات لن تتحقق إلا إذا ظلت السياسة تواكب الابتكار، فالتحديات حقيقية - أي خصوصية البيانات وأمن الفضاء الإلكتروني والإنصاف والقابلية للتشغيل المتبادل - ولكنها غير قابلة للتلف، وبتنظيم مدروس، والاستثمار الاستراتيجي، والمشاركة المجتمعية الحقيقية، يمكن لسياسة المياه أن تسخر قوة التكنولوجيات الأذكى من أجل خلقها.

ويتطلب المسار إلى الأمام التعاون بين مختلف التخصصات والقطاعات، ويجب على المهندسين وعلماء البيانات العمل جنبا إلى جنب مع المخططين الحضريين والأخصائيين الاجتماعيين ومنظمي المجتمعات المحلية، ويجب أن تشارك المرافق العامة مع مقدمي التكنولوجيا الخاصة والباحثين الأكاديميين ومنظمات المجتمع المدني، ويجب على الحكومات الوطنية أن توفر التمويل والمعايير، في حين يجب على الحكومات المحلية أن تكيف تلك الأطر مع سياقاتها الفريدة، وفي مركزها جميعا، يجب تمكين المواطنين من المشاركة النشطة في إدارة مواردهم المائية.

فالماء هو أهم ما في الموارد الحضرية، إذ إن القرارات التي نتخذها اليوم بشأن كيفية إدارة المياه - وعن من سيشارك في هذه القرارات - ستشكل مدن الغد، وبإبراز مستقبل تكون فيه سياسة المياه مسترشدة بالبيانات وشاملة ومكيفة، يمكننا أن نبني بيئات حضرية لا تنجو من تحديات القرن الحادي والعشرين فحسب، بل تزدهر على الرغم من تلك التحديات.