تقنيات ذكية متطورة لتأمين خزانجيانغكوك شريان المياه الرئيسي في الصين

تعتمد الصين على شبكة متكاملة تضم الذكاء الاصطناعي، والزوارق المسيرة، والطائرات بدون طيار، ومحطات المراقبة الآلية، والاستشعار عن بعد عبر الأقمار الصناعية؛ وذلك لحماية جودة المياه في خزانجيانغكوك، الذي يُعد مصدراً حيوياً لمشروع تحويل المياه الضخم من الجنوب إلى الشمال. يقع الخزان بصورة رئيسية في مقاطعة هوبي بوسط الصين، ويوفر نصيباً كبيراً من مياه الشرب لبكين عبر المسار الأوسط للمشروع. تنتقل المياه لأكثر من 1,200 كيلومتر شمالاً من خزانجيانغكوك لتصل إلى المدن والمجتمعات في المناطق الشمالية، مما يجعل المراقبة المستمرة للخزان أمراً أساسياً لأمن إمدادات المياه.

ووفقاً لمسؤولي لجنة موارد المياه في نهر اليانغتسي، فقد تم إنشاء 23 محطة آلية لمراقبة جودة المياه حول منطقة خزانجيانغكوك وعلى طول 16 نهراً رئيسياً رافداً. وتوفر هذه المحطات معاً مراقبة مستمرة بدلاً من الاعتماد فقط على أخذ العينات التقليدية المعتمدة على النقاط. وفي محطة مراقبة بالقرب من رأس قناة تاوتشا، نقطة بداية المسار الأوسط، تقيس المعدات الآلية باستمرار 19 مؤشراً لجودة المياه، تشمل الأمونيا النيتروجينية، والبرمنغنات، والفوسفور الكلي، والنيتروجين الكلي، والمعادن الثقيلة، إلى جانب ستة بارامترات أرصاد جوية. وتقوم مضخات المياه بجمع العينات تلقائياً كل أربع ساعات، مما ينتج ست مجموعات من بيانات المراقبة كل يوم.

ويتم نقل المعلومات إلى نظام خلفي في الوقت الفعلي، مما يسمح للمسؤوليين بتحديد التغيرات غير العادية بسرعة. وعند اكتشاف قراءة غير طبيعية، تستطيع المحطة حفظ عينة تلقائياً لمدة 24 ساعة لكي يتمكن موظفو المختبر من استرجاعها لإجراء اختبارات إضافية. كما يستخدم نظام المراقبة نظاماً ذكياً لرصد العوالق للكشف عن تفشي الطحالب المحتمل. وتمرر عينات المياه عبر أنابيب إلى مجهر آلي يلتقط صوراً ويستخدم خوارزميات لتحديد أنواع العوالق وقياس كثافة الطحالب. وتهدف التقنية إلى توفير إنذار مبكر ضد تكاثر الطحالب الضارة محتملة.

وتأتي طبقة أخرى من الحماية عبر المراقبة البيولوجية؛ حيث تُحفظ أسماك المياه العذبة الصغيرة في أحواض شفافة بمرافق المراقبة، وتتولى أجهزة الاستشعار تتبع تردد سباحتها وأنماط حركتها. ويمكن للتغيرات في سلوكها أو حالتها الفسيولوجية أن توفر مؤشراً مبكراً على وجود آثار للسموم أو تغيرات أخرى في جودة المياه. وعلى الخزان نفسه، تقوم الزوارق السطحية المسيرة والمجهزة بمجاهر ذكية ومعدات مراقبة ذاتية القيادة بدوريات في مناطق مختارة، حيث يمكن لهذه الزوارق جمع بيانات تشمل درجة حرارة المياه، ومستويات الأس الهيدروجيني، والأكسجين المذاب، مما يساعد السلطات على مراقبة الظروف عبر مساحة أوسع بكثير مما تستطيع المحطات الثابتة وحدها تغطيته.

وتضيف الطائرات بدون طيار وأقمار الاستشعار الصناعي طبقة أخرى من المراقبة من الأعلى، حيث يمكن للمراقبة فائقة الطيف لجودة المياه جمع المعلومات بسرعة عبر امتدادات واسعة من الخزان، مما يحسن القدرة على اكتشاف التلوث والتغيرات المرتبطة بنمو الطحالب التي قد يفوتها أخذ العينات التقليدي. وفي مركز النظام، توجد منصة توأم رقمي تجمع بين البيانات الواردة من تقنيات المراقبة المختلفة، وتدعم المنصة دوريات الروتين، وتحليل البيانات، وقرارات الإدارة مع توفير قدرات التنبؤ، والإنذار المبكر، والمحاكاة، والاستجابة للطوارئ.

وتكتسب هذه التكنولوجيا أهمية خاصة بسبب المساحة الشاسعة لسطح الخزان وطول شواطئه؛ إذ تقول السلطات إن المراقبة التقليدية المعتمدة على النقاط وحدها غير كافية لتحقيق رقابة شاملة، بينما يوفر الجمع بين المستشعرات الثابتة، والزوارق ذاتية القيادة، والمراقبة الجوية، والأقمار الصناعية صورة أكثر شمولاً لتغير ظروف المياه. ويُعد خزانجيانغكوك مكوناً رئيسياً في مشروع تحويل المياه من الجنوب إلى الشمال في الصين، والذي ينقل المياه من مناطق الجنوب الغنية بالمياه نسبياً نحو الشمال، ويحتوي المشروع على ثلاثة مسارات تمتد عبر أحواض أنهار اليانغتسي، وهوايخه، والنهر الأصفر، وهايهخه، ويؤدي المسار الأوسط دوراً بارزاً بشكل خاص لأنه يزويد بكين بالمياه.

وأكد المسؤولون أن المسار الأوسط حافظ باستمرار على جودة المياه السطحية عند الفئة الثانية أو أفضل في السنوات الأخيرة. كما تم الاستشهاد بوجود قناديل البحر في مياه العذبة بخزانجيانغكوك كمؤشر على الظروف المائية الملائمة، نظراً لحساسية هذا النوع العالية لتغيرات جودة المياه. وتؤكد السلطات أنها ستواصل الجمع بين التدابير التكنولوجية والهندسية والإدارية لحماية الخزان والحفاظ على سلامة نظام تحويل المياه، بهدف ضمان إمدادات مستقرة من المياه النظيفة إلى شمال الصين.