افراد در کشورهای توسعه یافته شیر و آب آشامیدنی سالم را به نمایش می گذارند و یک مزیت سلامت جسمی دارند که به نظر می رسد مورد توجه قرار گرفته است. این خوشبختی در سال گذشته به شدت مختل شد، زمانی که کودکان در فلینت، میشیگان، مسمومیت با سرب مثبت را شروع کردند و منبع به آب شیرین رسید. اما Flint نباید کسی را با تعجب گرفته باشد؛ در حقیقت، متخصصان صنعت آب سال ها هشدار می دهند. بخش عمده ای از زیرساخت های آب در جهان توسعه یافته ساخته شده است 70 به 100 سال پیش و نزدیک به پایان عمر مفید آن است. انجمن صنایع آب و برق آمریکا می گوید ما وارد "عصر جایگزینی" هستیم، که در آن ما باید "سیستم های آب و فاضلاب که نسل های پیشین ما را به آنها واگذار کرده اند، بازسازی کنیم". اکثر لوله ها، بسته به مواد و محیط آنها که در آن ساکن هستند، دارای طول عمر 60 به 95 سال است. اجزای مکانیکی و الکتریکی گیاهان درمان می توانند از 15 به 25 سال استفاده کنند. بدون پیشرفت سریع، ما احتمالا کیفیت آب رو به زوال را شاهد خواهیم بود، با حوادث بیشتری از مسمومیت سرب و آرسنیک و آلودگی باکتری و ویروسی، و افزایش تعداد نشت ها باعث اختلال در خدمات آب و انجام تعمیرات گران قیمت می شود.

در انجمن 2013 انجمن مهندسان عمران آمریکا سیستم آب آشامیدنی ایالات متحده درجه D را داد. در سراسر ایالات متحده، شبکه آب 240,000 یک سال یا حدود یکبار در هر دو دقیقه پشت سر گذاشت. هر سال بیش از 32 میلیارد متر مکعب (41 میلیارد متر مکعب) آب درمان شده برای نشت در سراسر جهان از دست داده - آب کافی برای خدمت به تقریبا 400 میلیون نفر، با توجه به بانک جهانی. و اگرچه آب آشامیدنی در ایالات متحده به طور کلی کاملا ایمن باقی می ماند، آلودگی با باکتری ها یا ویروس ها به طور مرتب بیمار می شود. در 2011-2012، کشور دیدم شیوع بیماری های مرتبط با آب آشامیدنی 32، باعث بیماری 431 و مرگ و میر 14، با توجه به مراکز کنترل و پیشگیری از بیماری ها.

ارتقاء بیش از 1 میلیون کیلومتر (1.6 میلیون کیلومتر) لوله های آب آشامیدنی در ایالات متحده - همراه با دیگر زیرساخت های آب - و گسترش سیستم ها برای برآوردن نیازهای جمعیت رو به رشد پیش بینی می شود هزینه بیش از US $ 1 تریلیون در طول آینده سال 25، طبق AWWA. اگرچه سرمایه گذاری های لازم ضروری به نظر می رسد، ارتقاء می تواند به معنای کاهش کیفیت آب های نابود شده از لوله های نشتی یا تاسیسات درمان دائمی، وقفه های خدمات و حتی هزینه های بالاتر باشد: برای جلوگیری از نشتی نسبت به تصفیه آب، جاده های بادی

برای انجام تریاژ هدفمند، فناوری های جدید - سنسورها، مترهای هوشمند و سیستم های مدیریت اطلاعات - به مدیران آب کمک می کند تصمیمات آگاهانه درباره نحوه تخصیص بودجه گرانبها و جلوگیری از مشکلات فراهم شود.

"ما موعظه مدیریت دارایی. نه فقط جایگزین کنید x تامی هولمز، مدیر اجرایی AWWA، می گوید: "انجام تجزیه و تحلیل سیستم شما و انتخاب کنید که درصد 2 لوله ها باید جایگزین شوند، نه تنها تمرکز بر یک منطقه جغرافیایی. شما ابتدا می بایست لوله ها را در آستانه شکست قرار دهید. "

آرسنال فنی

کمک به ایجاد این تصمیمات استراتژیک، مترهای آب است که پیشرفته هستند. شهرهای اندازه گیری مصرف آب را در خانه های مشتریان و شرکت های تجاری شروع می کنند. از آنجا که زیرساخت متر پیشرفته (شناخته شده در کسب و کار به عنوان AMI) می تواند اطلاعات مربوط به آب مصرف شده از طریق فن آوری بی سیم را به دفاتر مرکزی در زمان واقعی انتقال دهد، این می تواند "شما را بیش از مصرف آب بگوید"، کن تامسون، معاون مدیر هوشمند راه حل های آب برای CH2Mیک شرکت مهندسی جهانی واقع در کلرادو است که به شهرداری ها کمک می کند تا ارتقاء به زیرساخت های آب را برنامه ریزی کنند، فناوری را انتخاب کنند و تجهیزات را به یک سیستم مدیریت واحد متصل کنند. تامپسون می گوید AMI متر می تواند نشتی را بر روی مالکیت مشتری پیدا کند، با ردیابی الگوهای استفاده غیر معمول. آنها همچنین می توانند در خیابان ها صفر را تخریب کنند که باعث ایجاد مکش و آب کردن خانه های ساکنان می شود. تامپسون می گوید: "اگر شما یک خوشه را با یک مشکل برگشت برگشت ببینید، احتمالا یک خط لوله در این خیابان وجود دارد." با استفاده از این داده ها، مدیران می توانند محل وقفه را محاسبه کرده و آن را بلافاصله قبل از آسیب رساندن به خانه ها و جاده های اطراف آسیب برسانند.

سنسورها یکی دیگر از مولفه های کلیدی زیرساخت آب مدرن هستند که برای شناسایی هر دو نشت و آلودگی استفاده می شود. آب به طور مستقیم بر روی سنسور عبور می کند، که برای اندازه گیری ویژگی های شیمیایی خاص آب طراحی شده است. این سنسور در یک جعبه استوانه ای، معمولا از فلز یا پلاستیک ساخته شده و 8 به 12 اینچ طول می کشد، که می تواند به طور مستقیم به یک لوله متصل شود. سیلندر حاوی الکترونیک برای جمع آوری اطلاعات و ارتباطات است. تامپسون می گوید: برای سیستم های مدیریت آب آن، CH2M معمولا از سه نوع سنسور استفاده می کند. آب آشامیدنی دارای مشخصات شیمیایی استاندارد است، بنابراین سنسورها برای تعیین انحرافات طراحی شده اند، نه برای آزمایش آلودگی های فردی. اگر سنسورها یک انحراف را پرچم نمایند، مدیران آب را به آزمایش آب برای تعیین علت تغییر و اینکه آیا آن را برای سلامت عمومی مضر است، هشدار می دهد.

تامپسون می گوید: "صدها هزار ترکیب وجود دارد." "شما نمی توانید به همه چیز نگاه کنید."

تامپسون میگوید سنسورهایی که مشتریان CH2M از آنها استفاده میکنند به طور معمول هزینه چند هزار دلار را دارند. او می گوید، یک ابزار بزرگتر مانند آن که در دالاس تگزاس زندگی می کند، ممکن است از 10 به سنسورهای 20 استفاده کند، در حالی که یک کمی کوچک که چند هزار نفر را خدمت می کند، ممکن است با یک یا دو نفر کنار بیایند. "

محققان در دانشگاه McMaster در همیلتون، انتاریو، در حال کار بر روی یک روش دیگر برای فن آوری سنسور آب - که بسیار ارزان تر است. Gay Yuyitung، مدیر اجرایی دفتر ارتباطات صنعت McMaster، می گوید که محققان دانشگاه در حال کار بر روی تولید سنسورهایی هستند که در حدود 10 آمریکا هزینه می کنند.

Rکاوشگران با کاهش دادن سنسورها (به اندازه دانه دانه کنجد) و استفاده از مواد کم هزینه و روش های تولید، به کاهش این قیمت چشمگیر دست می یابند. "این است مانند تولید سنسورها با استفاده از چاپگر جوهر افشان در مقابل تولید بسیار تخصصی، "Yuyitung می گوید. "آنها اجزاء را کاهش می دهند تا بتوانند کم هزینه تولید شوند."

استاد مهندسی مکماستر جمال دین و تیمش، از جمله اعضای هیئت علمی مهندس مهندس رجواهوش و راوی سلوآگاناتپاتی، توسعه یافته اند سنسورهای شیمیایی که می توانند کلر و pH را شناسایی کنند در آب آشامیدنی. در بالای مواد اولیه، آنها می توانند رابط های شیمیایی مختلفی را اعمال کنند تا حسگرها بتوانند برای انواع مسائل مربوط به آلودگی آزمایش کنند. در آینده، این نوآوری در سنسورها ممکن است این فناوری ها را آسان تر کند، مخصوصا برای آب و برق کم آب. در ایالات متحده، 84.5 درصد از سیستم های آب و هوایی جامعه کمتر از 3,300 مردم را خدمت می کنند.

از آنجا که سنسورها ارزان هستند و می توانند بی سیم را با هم ارتباط دهند، می توان آنها را برای کمک به اطمینان از آب آشامیدنی سالم در جوامع کوچک و دور افتاده که هنوز به یک سیستم تصفیه آب شهری متصل نیستند، از قبیل جوامع اولیه ملل در روستاهای شمال یا روستاهای کانادا در هند. زیرساخت های جدید آب برای پاسخگویی به نیازهای جمعیت های رو به رشد در سراسر جهان مورد نیاز است، اما حتی قبل از آن، جوامع می توانند از فن آوری هایی استفاده کنند که کیفیت آب آنها را اندازه گیری می کند. افرادی که در شبکه آب زندگی می کنند ممکن است از سنسورها برای آزمایش دریاچه خود، جریان یا خوبی برای تعیین اینکه آیا، آرسنیک به طور طبیعی در آب عرضه می شود یا گاوها دارای یک بار شستشوی حمام اخیر بالادست استفاده می کنند.

مدیریت سیستم

نرم افزار ابزار دیگری را برای اولویت بندی ارتقاء به زیرساخت های تامین آب شهری ارائه می دهد. دو بازیکن بزرگ هستند مایکروسافت CityNext و شهرهای هوشمند IBM، که تجزیه و تحلیل داده ها از دستگاه های هوشمند، سنسورها و دیگر منابع برای مشخص شدن نشت و آلودگی در حال ظهور است.

سیستم پارک های میامی-دائید، که بیش از 300 میلیون گالن (1.14 میلیارد لیتر) آب سالانه استفاده می کند، با استفاده از پلت فرم آی بی ام برای تشخیص بی نظمی در مصرف آب و ارسال مدیران پارک برای بررسی آن ها است. جک کاردی، مدیر شهرستان میامی داد، پارک، تفریحی و اداره فضایی باز، می گوید: "ما صرفه جویی صرفا ماه ها در یافتن و واکنش به آن تعمیرات مورد نیاز است." این بخش پیش بینی 7 را برای صرفه جویی در هزینه 12 با مبلغ سالانه US $ 4 میلیون لایحۀ آب پیش بینی می کند.

تامپسون می گوید: CH2M همچنین خدمات آب را با یک پلت فرم مدیریت سیستم فراهم می کند که اپراتورها در حل مشکلات مشکلی دارند و نه واکنش پذیری. در 2013، با کمک صندوق آژانس حفاظت از محیط زیست ایالات متحده، CH2M نصب سیستم نظارت و پاسخ در فیلادلفیا، نیویورک، دالاس و سان فرانسیسکو. تامپسون می گوید، اگر چه سیستم ها برای حفاظت از آب آشامیدنی از بازی ناپاک طراحی شده اند، اما شهرها از آنها برای مدیریت کیفیت آب استفاده می کنند. او می گوید، CH2M حدود ده سیستم بزرگ آب در ایالات متحده و هزاران سیستم های مختلف در سراسر جهان را تکمیل کرده است.

قدرت واقعی سیستم های اطلاعاتی در یک مکان مختلف جریان اطلاعات را جمع آوری می کند - جریان جریان آب، وضعیت زیربنایی، کیفیت آب - که قبلا سرخ شده است.

مایکل سولیوان، مدیر فروش IBM مدیریت دقیق آب، می گوید چنین سیستمی می تواند خطر سرقت Flint را سریعتر شناسایی کند. او می گوید: "بخشی از مشکل با Flint هیچ دیداری واقعی نبود." "اطلاعات جغرافیایی وجود دارد، اما این مسئله تا حدی در این خط قرار نگرفته است."

به عنوان سالیوان آن را "درمان شهروندان مانند سنسور"، در کشورهای در حال توسعه بسیار محبوب است.سیستم های اطلاعاتی مثل IBM و CH2M می توانند سایر اطلاعات برجسته را نیز شامل شوند، از قبیل مواد و سن لوله ها در یک منطقه مشخص و امید به زندگی آنها در محیط های محلی. آنها همچنین می توانند مشکلات را در نزدیکی زمان واقعی پرتاب کنند، زمانی که مشتری در مورد نشت یا تغییر کیفیت آب در یک منطقه خاص از آستانه پایه عبور می کند.

تکیه بر چشم مشتریان بر روی زمین جدید نیست. 1993 کریپتوسپوریدیوم پاروم تامپسون می گوید که مایکروویو در بیمارستان "میلونوکی" درگذشت.

بازخورد انسان به ویژه برای سیستم هایی که هنوز دستگاه های هوشمند یا حسگر ندارند بسیار مهم است. به عنوان سالیوان آن را "درمان شهروندان مانند سنسور"، در کشورهای در حال توسعه بسیار محبوب است. در آفریقای جنوبی، مردم یک برنامه تحت حمایت IBM را به نام "آزمایش" مورد آزمایش قرار دادند WaterWatchers سوليوان می گويد که آنها را قادر به گزارش مسائل مانند نشت، آلودگی یا مانع جریان از طریق تلفن های همراه خود می کنند.

سوال مالی

در حالی که فناوری هوشمند می تواند کمک به آب و برق را به تصمیم گیری معقولانه در مورد جایی که سرمایه سرمایه گذاری دلار، که به طور بالقوه می تواند به صرفه جویی در هزینه به طور کلی، هنوز هم سوال در مورد چگونگی دریافت $ 1 تریلیون AWWA پیش بینی می کند که ما نیاز به رفع نابینای زیرساخت آب آشامیدنی در ایالات متحده در طول سه ماهه آخر قرن.

در ایالات متحده، دولت های فدرال، ایالتی و محلی صرف شده اند US $ 109 میلیارد دلار در زیربنای آب با توجه به دفتر بودجه کنگره، در 2014 (از جمله تاسیسات آبرسانی و فاضلاب و نیز درمان و تحویل آب آشامیدنی). فقط یک سوم از آن - حدود میلیارد دلار آمریکا - برای سرمایه گذاری های سرمایه ای مانند لوله های جدید یا تاسیسات تصفیه آب به روز شده بود.

این دلارها عمدتا از هزینه های آب محلی، اوراق قرضه شهری معاف از مالیات و صندوق تعهد دولت ایالات متحده EPA است که اختصاص داده شده $ 863 میلیون دلاری به دولت برای امکانات آب آشامیدنی در سال مالی 2016. کنگره برنامه جدید وام کم بهره را در 2014 ایجاد کرد اما هنوز برای آن پولی را اختصاص نداده است.

این استخرهای پول کافی نیستند برای رسیدن به سرمایه گذاری در تریلیون دلار 1، ایالات متحده باید سالانه به طور متوسط ​​میلیارد دلاری میلیارد دلار صرف کند. میلیارد دلار برای سرمایه گذاری های میلیارد دلاری 400 به مراتب کوتاه است.

در نهایت، مشتریان به احتمال زیاد مجبور به پرداخت بیشتر برای آب می شوند، بنابراین آب و برق به نوبه خود منابع مالی لازم برای جایگزینی زیرساخت های پیری را دارد. سرمایه گذاری خصوصی از طریق مشارکت دولتی و خصوصی، یک مسیر احتمالی برای مبارزه با شهرداری ها است، به گفته شرکت خدمات حرفه ای چند ملیتی EY، علی رغم دو مانع مهم. بنگاه ها به طور معمول از سرمایه گذاری های زیربنایی آب دور می شوند، زیرا بخش آب به شدت تنظیم و محافظه کارانه در مورد تغییر است، زیرا سلامت مردم در معرض خطر است. فعالان حقوق بشر مدتهاست نگران هستند که شرکت هایی که در تحویل آب دخیل هستند، به قیمت های بالا برای مردم فقیر منجر شوند، وضعیت غیرقابل قبول زمانی که آب برای حیات حیاتی است. با این وجود، روند به سمت سرمایه گذاری خصوصی در تحویل آب، قدم به جلو بود. ماه مارس 22، روز جهانی آب، هنگامی که اجلاس آب در کاخ سفید اعلام کرد بیش از شرکت های 150 مبلغ $ 4 میلیارد دلار به سرمایه خصوصی برای بهبود زیرساخت های آب در ایالات متحده اختصاص داده است.

در نهایت، مشتریان احتمالا باید داشته باشند برای آب بیشتر بپردازید بنابراین آب و برق به نوبه خود منابع مالی لازم برای جایگزینی زیرساخت های پیری را دارد. بر طبق AWWA، اکثر آمریکایی ها برای هر گالن 3.75 آب که به شیپور خاموشی آنها منتقل می شود، کمتر از 1,000 $ می پردازند. تامی هولمز، مدیر اجرایی AWWA، می گوید که آب آشامیدنی سالم بسیار کم است. او می گوید: "مردم این ایده را دارند چون آب چیزی طبیعی است که از آسمان می افتد، باید گران باشد". "اما مادر طبیعت آب را جمع آوری نمی کند، آن را درمان می کند و آن را از طریق لوله ها تحویل می دهد. مردم این کار را می کنند و باید پرداخت شوند. "