به گزارش سرویس ترجمه خبرگزاری ایمنا، شهرها در عصر حاضر با چالش‌های جدی ناشی از تغییرات اقلیمی و افزایش بارش‌های شدید و سیلاب‌های ناگهانی مواجه هستند و به همین دلیل، مدیریت هوشمند آب و توسعه زیرساخت‌های مقاوم در برابر سیلاب به یکی از موضوعات حیاتی و پیشرفته در برنامه‌ریزی شهری تبدیل شده است. بسیاری از شهرهای پیشرو جهان، با بهره‌گیری از فناوری‌های نوین، زیرساخت‌های سبز و راهکارهای بر پایه طبیعت، رویکردی جامع برای مدیریت آب‌های بارشی و کاهش ریسک سیلاب در پیش گرفته‌اند که در ادامه به تفصیل به آن می‌پردازیم.
مفهوم شهر اسفنجی و نقش زیرساخت‌های سبز در چین
چین نه‌تنها زیرساخت‌های سبز کلاسیک مثل بام‌های سبز، روسازی نفوذپذیر و تالاب‌های مصنوعی را گسترش داده است، بلکه به‌طور فزاینده‌ای از فناوری‌های هوش مصنوعی برای مدیریت آب شهری استفاده می‌کند. سیستم‌های بر پایه هوش مصنوعی، با تحلیل داده‌های زمان واقعی (از سنسورهای خاک، گیاهان و جریان آب) و پردازش تصاویر ماهواره‌ای یا درون‌پروازی، بهینه‌سازی طراحی زیرساخت‌ها را تسهیل کرده‌اند و تخمین دقیق‌تری از ظرفیت ذخیره‌سازی و جذب آب فراهم کرده‌اند.
علاوه بر این، مطالعات اخیر نشان می‌دهند که مدل‌های هوش مصنوعی در پیش‌بینی فشار هیدرولیکی و نقاط ضعف زیرساخت‌های آب شهری (مثل نشت لوله‌ها یا محل‌های بیش از حد اشباع) به کار گرفته شده‌اند، که این کار هزینه نگهداری را کاهش می‌دهد و تاب‌آوری شهر را در برابر تغییرات شدید بارش بیشتر می‌کند. بعضی مدل‌ها با سنسورهای محدود، وضعیت یک شبکه فاضلاب یا زهکشی را مدل‌سازی کرده‌اند و با پیش‌بینی نقاط بحرانی، مداخلات پیشگیرانه را ممکن می‌سازند. برای مثال، یک تحقیق اخیر توانسته است با ترکیب داده‌های فشار جریان و مدل گراف هیدرولیکی، نواحی پرخطر نشت را با دقت بالایی شناسایی کند.
شهرهایی مثل شنژن در راستای سیاست «شهر هوشمند» (smart city) تأکید بیشتری بر زیرساخت‌های سبز کرده‌اند. پژوهشی در سال ۲۰۲۵ نشان می‌دهد که پوشش سبز عمودی (دیواره‌های گیاهی روی آسمان‌خراش‌ها) و بام‌های سبز در این شهر به شکلی جدی گسترش یافته‌اند به‌طوری که الزاماتی وضع شده برای ساختمان‌های جدید باید درصد مشخصی (مثلاً ۴۰ درصد) از سطحشان به فضای سبز اختصاص یابد. این گیاهان عمودی کمک می‌کنند تا دمای سطح شهر در هسته‌های متراکم شهری کاهش یابد و در عین حال بارش را به‌صورت محلی جذب کنند.
شهر لینگانگ (نزدیک شانگهای) نمونه‌ای برجسته از شهر اسفنجی است که زیرساخت‌هایی مثل پیاده‌روهای نفوذپذیر، بام سبز، تالاب و مخازن آب دست‌ساز دارد تا بارش باران را ذخیره و مدیریت کند. این شهر آزمایشی بخشی از برنامه بزرگ‌تری است که هدف آن نفوذ حداقل ۸۰ درصد بارش به داخل زمین به جای هدایت سریع آن به سیستم فاضلاب تا سال ۲۰۳۰ است.
مهندسی پیشرفته و طراحی چندمنظوره؛ تجربه روتردام در سال ۲۰۲۵
روتردام در سال‌های اخیر به یکی از الهام‌بخش‌ترین نمونه‌های جهان در پیوند مهندسی پیشرفته، طراحی شهری و تاب‌آوری اقلیمی بدل شده است؛ شهری که به‌جای اتکا بر سازه‌های سخت و پرهزینه، از فضاهای عمومی چندمنظوره بهره می‌گیرد تا هم زیست‌پذیری را افزایش دهد و هم توان مقابله با بارش‌های شدید و سیلابی را بالا ببرد.
در کنار این میدان‌ها، روتردام در طراحی شبکه‌ای گسترده از زیرساخت‌های آبی-سبز نیز پیشرو بوده است؛ شبکه‌ای که از باغ‌های بارانی، دیوارهای گیاهی، فضاهای سبز نفوذپذیر و چشم‌اندازهایی بر پایه طبیعت تشکیل شده است و به مدیریت بارش‌های ناگهانی و کاهش فشار بر سیستم فاضلاب کمک می‌کند. یکی از برجسته‌ترین نمونه‌ها، میدان آب در روتردام جنوب است که آب باران جمع‌آوری‌شده از سقف‌ها را پس از عبور از سامانه‌های تصفیه طبیعی ذخیره می‌کند. این مجموعه ظرفیت نگهداری تا حدود ۲۰ میلیون لیتر آب را دارد و بدون نیاز به شبکه فاضلاب سنتی عمل می‌کند. آب تصفیه‌شده سپس در فواره‌ها و المان‌های آبی میدان مورد استفاده قرار می‌گیرد. طراحی این فضا نه‌تنها از منظر فنی چشمگیر است، بلکه با بهره‌گیری از سنگ‌های طبیعی، فرم‌های ارگانیک و اضافه‌کردن عناصر هنری و متنی، جلوه‌ای فرهنگی و زیبایی‌شناسانه به محیط می‌بخشد.
در همین راستا، پشت‌بام‌های روتردام نیز به بخشی از معماری سازگار با اقلیم تبدیل شده‌اند. سیستم‌های «سقف‌های آبی‌سبز» که از سال‌های اخیر گسترش یافته‌اند، آب باران را ذخیره و در زمان نیاز برای کاهش دمای محیط، حمایت از پوشش گیاهی یا حتی تولید انرژی مورد استفاده قرار می‌دهند. پروژه‌هایی مانند «داک‌آکر»، یکی از بزرگ‌ترین مزارع پشت‌بامی اروپا، با بهره‌گیری از حسگرهای هوشمند، ظرفیت سقف را مطابق پیش‌بینی بارش تنظیم می‌کنند تا در زمان باران، بیشترین توان ذخیره‌سازی حفظ شود. این نوع بام‌ها علاوه بر کاهش اثر جزیره گرمایی، به افزایش تنوع زیستی و بهبود کیفیت هوا نیز کمک می‌کنند و به‌تدریج بخشی از الگوی شهرسازی آینده‌نگر روتردام شده‌اند.
اجرای چنین پروژه‌هایی تنها به اثرات زیست‌محیطی محدود نمی‌شود، بلکه مزایای اقتصادی و اجتماعی قابل توجهی نیز به همراه دارد. استفاده از فضاهای عمومی برای مدیریت آب، هزینه‌های توسعه شبکه‌های فاضلاب سنتی را به‌طور چشمگیری کاهش داده و در عین حال، کیفیت فضاهای شهری را ارتقا داده است. مشارکت فعال ساکنان محلی در طراحی و شکل‌گیری میدان‌ها و بام‌ها، موجب شده این زیرساخت‌ها نه صرفاً پروژه‌ای مهندسی، بلکه بخشی از هویت محله‌ها و سوژه‌ای برای تعامل اجتماعی و شکل‌گیری حس تعلق شوند.
در چشم‌انداز ۲۰۲۵، روتردام اجرای برنامه «شهر مقاوم اقلیم» را با هدف افزایش تاب‌آوری، گسترش زیرساخت‌های طبیعت‌پایه و استفاده حداکثری از ظرفیت ۱۸ کیلومترمربع پشت‌بام‌های شهر ادامه می‌دهد. تکمیل پروژه‌های جدید میدان‌های آب و توسعه سقف‌های هوشمند، جایگاه روتردام را به‌عنوان الگویی بین‌المللی برای مدیریت آب شهری تثبیت کرده است؛ الگویی که نشان می‌دهد چگونه می‌توان عملکرد فنی و زیبایی‌شناسی را در هم آمیخت و شهرهایی ساخت که علاوه بر مقاومت در برابر تغییرات اقلیمی، برای زیستن نیز جذاب‌تر و پویاتر باشند.
مقابله با سیلاب‌ها در کپنهاگ با برنامه‌ریزی هوشمند
کپنهاگ به‌عنوان شهری با بارش‌های شدید و ناگهانی، برنامه مهندسی-طبیعی بسیار گسترده‌ای را اجرا کرده است که شامل خیابان‌های ویژه‌ای می‌شود که آب را به پارک‌ها و فضاهای سبز هدایت می‌کنند تا به‌عنوان مخازن موقت عمل کنند. همچنین تونل‌ها و مخازن زیرزمینی بزرگ، آب اضافی را ذخیره کرده و به مرور زمان تخلیه می‌کنند.
این طرح‌ها در کنار حفظ عملکرد مهندسی، به ایجاد فضاهای تفریحی و افزایش کیفیت زندگی شهری نیز کمک کرده‌اند، به‌عنوان مثال، مناطق نگهداری آب به پارک، زمین اسکیت و بوستان‌های عمومی تبدیل شده‌اند. این رویکرد برنامه‌ریزی جامع شهری، تلفیق منافع زیست محیطی و اجتماعی را در دل مدیریت سیلاب به همراه دارد.
فناوری دیجیتال و پیش‌بینی بلادرنگ در مدیریت آب شهری: پروژه‌های سنگاپور و سئول
سنگاپور با توسعه پلتفرم «سنگاپور مجازی» که شبیه‌سازی دیجیتال سه‌بعدی شهر است، از داده‌های دقیق لایدار (LiDAR)، حسگرهای IoT و داده‌های رطوبتی برای پیش‌بینی سیلاب‌ها در سطح خیابان‌ها استفاده می‌کند. این سامانه قادر است در چند دقیقه وقوع سیلاب را پیش‌بینی می‌کند و اجازه می‌دهد اقدامات پیشگیرانه مانند بستن راه‌ها و فعال‌سازی پمپ‌ها انجام شود. مشارکت مردمی در ثبت لحظه‌ای نواحی سیلابی نیز به افزایش دقت مدل‌های پیش‌بینی کمک می‌کند.
سئول نیز با شبکه حسگرهای هوشمند سطح بارش و آب رودخانه‌ها را به صورت ۲۴ ساعته رصد می‌کند و در صورت خطر سیلاب، دروازه‌های کنترل آب به‌طور خودکار باز و پمپ‌ها فعال می‌شوند. این سیستم توسط مرکز فرماندهی یکپارچه مدیریت می‌شود تا پاسخ به موقع دهند و از بحران سیلاب جلوگیری کنند، همچنین مسیرهای رودخانه بازسازی و پارک‌های رودخانه‌ای ایجاد شده‌اند تا جریان آب اضافی را جذب کنند.
شهرهای پیشرو در آمریکا و آفریقا؛ هوشمندسازی فاضلاب و زهکشی
در ایالات متحده، کانزاس‌سیتی طی سال‌های اخیر به یکی از پیشگامان بهره‌گیری از فناوری‌های هوشمند در مدیریت فاضلاب و روان‌آب بدل شده است. این شهر با اجرای برنامه جامع «اسمارت سیور» وارد مرحله‌ای تازه از نوسازی زیرساخت‌های شهری شده؛ برنامه‌ای بلندمدت و چند میلیارد دلاری که هدف اصلی آن کاهش سرریز فاضلاب در دوره بارش‌های شدید و حفاظت از محیط‌زیست شهری است. شبکه‌ای گسترده از حسگرهای جریان، سطح آب و فشار در منهول‌ها و لوله‌های اصلی نصب شده تا رفتار سیستم در زمان واقعی پایش شود. داده‌های حاصل از این شبکه توسط سامانه‌های هوش مصنوعی و مدل‌های یادگیری ماشین تحلیل می‌شوند و سیستم، با اتکا به پیش‌بینی‌های دقیق هواشناسی، توان پیش‌بینی ظرفیت شبکه و نقاط بحرانی را دارد. این تحلیل‌های هوشمند به تصمیم‌گیری سریع‌تر، بهینه‌سازی ذخیره‌سازی و مدیریت جریان و کاهش چشمگیر ریسک سرریز فاضلاب کمک کرده است.
کانزاس‌سیتی علاوه بر فناوری‌های دیجیتال، از رویکردهای طبیعت‌محور نیز بهره می‌گیرد. ایجاد باغ‌های بارانی، سطوح نفوذپذیر، مخازن زیرزمینی و تغییر کاربری بخشی از زهکش‌ها و کانال‌های قدیمی به سیستم‌های کنترل سیلاب، فشار وارده بر شبکه فاضلاب را کاهش داده و ظرفیت مدیریت بارش را بالا برده است. در برخی محله‌ها نیز لوله‌های فاضلاب ترکیبی جای خود را به شبکه‌های جداگانه داده‌اند تا آب باران بدون ورود به سیستم فاضلاب شهری هدایت شود. مجموعه این اقدامات سبب شده شهر نه‌تنها از نظر تاب‌آوری اقلیمی تقویت شود، بلکه با کاهش هزینه‌های نگهداری و تعمیرات، صرفه‌جویی اقتصادی قابل‌توجهی نیز به دست آید و سرریزهای فاضلاب که زمانی معضل دائمی بود، به‌طور محسوسی کاهش پیدا کند.
در آن سوی جهان، موگادیشو، پایتخت سومالی، در شرایطی متفاوت اما با انگیزه‌ای مشابه، تلاش برای هوشمندسازی سیستم زهکشی را آغاز کرده است. این شهر که سال‌ها با کمبود منابع مالی و ضعف زیرساخت‌های پایه‌ای مواجه بوده، در سال ۲۰۲۵ گامی نوآورانه برداشت و سامانه‌ای مبتنی بر اینترنت اشیا برای مدیریت سیلاب‌ها طراحی کرد. در این سامانه، حسگرهای اولتراسونیک برای اندازه‌گیری سطح آب و جریان در کانال‌های زهکشی نصب شده و داده‌ها به‌طور پیوسته به فضای ابری منتقل می‌شوند. یک داشبورد تحت وب، امکان مشاهده لحظه‌ای وضعیت شبکه را فراهم می‌کند و با رسیدن سطح آب به آستانه خطر، هشدارهای فوری صادر می‌شود. پمپ‌های خودکار نیز در مواقع ضروری فعال می‌شوند و آب مازاد را از مسیر لوله‌کشی به سمت اقیانوس هدایت می‌کنند تا از آب‌گرفتگی گسترده جلوگیری شود.
با وجود این پیشرفت‌ها، موگادیشو هنوز با چالش‌های جدی روبه‌روست. بارش‌های شدید سال ۲۰۲۵ بار دیگر نشان داد که زیرساخت‌های فرسوده و شبکه محدود زهکشی نمی‌تواند به‌تنهایی پاسخگوی حجم آب‌گرفتگی باشد. با این حال، اجرای سامانه هوشمند جدید گامی مهم در مسیر افزایش تاب‌آوری شهری به‌شمار می‌رود و الگوی ارزشمندی برای شهرهای کم‌برخوردار در قاره آفریقا محسوب می‌شود.
تجربه کانزاس‌سیتی و موگادیشو نشان می‌دهد که هوشمندسازی فاضلاب و زهکشی می‌تواند از مرز امکانات اقتصادی عبور کند و به ابزاری برای اداره بهتر شهر، مقابله با سیلاب‌های فزاینده و حفاظت از کیفیت زندگی شهروندان تبدیل شود. از فناوری‌های پیشرفته هوش مصنوعی تا سامانه‌های ساده و کم‌هزینه مبتنی بر حسگر، شهرهای جهان در حال حرکت به سوی آینده‌ای هستند که در آن مدیریت آب شهری بیش از هر زمان دیگر هوشمند، پیش‌نگر و تاب‌آور خواهد بود.
مدیریت یکپارچه آب شهری؛ نمونه‌های آمریکای لاتین و اروپا
بوینس آیرس در آرژانتین، رویکردی جامع در مدیریت آب به کار گرفته که هم آب‌رسانی، هم فاضلاب و هم آب‌های سطحی را در یک سیستم هماهنگ مدیریت می‌کند. این اقدام باعث افزایش بهره‌وری و کاهش خطر سیلاب از طریق بازسازی جریان‌های طبیعی و بهبود زیرساخت‌های بهداشت و فاضلاب شده است.
مدئین در کلمبیا نیز با اجرای راهکارهای مهندسی اکوسیستم، مسیرهای رودخانه را احیا کرده و فضاهای سبز را به عنوان مناطق ذخیره آب ایجاد کرده است. در آمستردام، پروژه «رزلیو» با توسعه پشت‌بام‌های آبی‌سبز که دارای لایه‌های گیاهی و مخازن ذخیره آب است و با استفاده از شیرهای هوشمند، آب باران را مدیریت می‌کند، نقش مهمی در کاهش سیلاب، افزایش تنوع زیستی و خنک‌کنندگی ساختمان‌ها ایفا می‌کند.
با وجود پیشرفت‌های قابل‌توجه، اجرای این زیرساخت‌ها با هزینه‌های بالا، نیاز به نگهداری مستمر و چالش‌های مربوط به توزیع عادلانه منابع روبه‌رو است، همچنین تغییر الگوهای بارش و افزایش نقطه‌نظرهای اقلیمی باعث می‌شود نیاز به به‌روزرسانی مداوم و سازگاری بیشتر با شرایط جدید باشد.
