Naoko Tochibayashi, Mizuho Ota

تعدُّ أنظمة المياه والصرف الصحي بنية تحتية أساسية مرتبطة بشكل مباشر بالصحة العامة وحماية البيئة وجودة الحياة. ويجب تركيب هذه الأنظمة وإدارتها وصيانتها بشكل صحيح من أجل مجتمع صحي ومستدام.

في اليابان، تم تطوير البنية التحتية الاجتماعية الأساسية، بما في ذلك الطرق والأنفاق وأنظمة المياه والصرف الصحي، على نطاق واسع خلال النمو الاقتصادي السريع الذي أعقب الحرب العالمية الثانية، من الخمسينيات إلى السبعينيات.

في حين أن معدل تدهورها يختلف تبعًا للموقع وظروف الصيانة، فإن المرافق التي كانت موجودة لمدة 50 عامًا أو أكثر تعدُّ عمومًا “أصولًا متقادمة”.

وفقًا لوزارة الأراضي والبنية التحتية والنقل والسياحة “MLIT”، كان لدى اليابان ما يقرب من 490.000 كيلومتر من أنظمة الصرف الصحي في عام 2023. وبحلول عام 2030، سيكون حوالي 16% منها على الأقل 50 عامًا، وترتفع إلى 34% بحلول عام 2040. يشير هذا إلى زيادة حادة في البنية التحتية المتقادمة في السنوات المقبلة.

مع تدهور أنابيب المياه بمرور الوقت أو نتيجة الكوارث الطبيعية، يمكن أن تؤثر مشاكل مثل التلف والتسربات وتآكل الخرسانة بشكل كبير في حياة السكان.

البنية التحتية المتقادمة والموارد المتضائلة

للتخفيف من هذه المخاطر، تجري وزارة الأراضي والبنية التحتية والنقل والسياحة عمليات تفتيش لأنظمة المياه والصرف الصحي عالية الخطورة كل خمس سنوات. ومع ذلك، لا تزال الحوادث تقع، حيث تم الإبلاغ عما يقرب من 2600 حفرة انهيار ناتجة عن أعطال في خطوط أنابيب الصرف الصحي في عام 2023 وحده.

على سبيل المثال، في يناير 2025، تسببت حفرة انهيار كبيرة نتجت عن تآكل أنابيب الصرف الصحي في محافظة سايتاما، المجاورة لطوكيو، في إغلاق الطرق وفرض قيود على تصريف مياه الصرف الصحي في 12 مدينة وبلدة، مما أدى إلى تعطيل الحياة اليومية.
بالإضافة إلى ذلك، تشكل التسربات من أنابيب الصرف الصحي المتآكلة وتحويلات مياه الصرف الصحي أثناء الإصلاحات مخاطر بيئية.

تتم إدارة أنظمة المياه والصرف الصحي في اليابان على مستوى البلديات أو المحافظات. ومع ذلك، كما تزداد الحاجة إلى الصيانة المناسبة، تواجه البلديات انخفاضًا في الإيرادات، مما يؤدي إلى تخفيضات في الميزانية المخصصة لإدارة الصرف الصحي.

يزداد الوضع تعقيدًا بسبب انخفاض عدد موظفي البلديات المشاركين في إدارة الصرف الصحي بنسبة 40% عن المستويات القصوى في العديد من البلديات. استجابة لذلك، تسعى الحكومات المحلية إلى تحسين الكفاءة ودمج التقنيات المتقدمة لضمان الإدارة الفعالة لنظام الصرف الصحي.

بيانات الأقمار الصناعية لإجراء مسوحات فعالة لأنابيب الصرف الصحي

في اجتماع الإصلاح الإداري والمالي الرقمي في فبراير 2025، أصدر رئيس الوزراء، شيجيرو إيشيبا، تعليمات للمسؤولين بتسريع اعتماد التقنيات الرقمية، بما في ذلك الكشف عن التسربات القائم على الأقمار الصناعية والطائرات بدون طيار لأنظمة المياه والصرف الصحي، مع استهداف التنفيذ الكامل في غضون ثلاث سنوات.

أحد أكبر التحديات في إدارة أنابيب المياه والصرف الصحي هو وضعها تحت الأرض، مما يجعل فحص التسربات والمشكلات الأخرى أمرًا صعبًا. ولمعالجة ذلك، طورت شركة Tenchijin الناشئة التي تتخذ من طوكيو مقرًا لها خدمة مراقبة أنابيب المياه.

يدمج هذا النظام بيانات درجة حرارة السطح وحركة القشرة الأرضية المشتقة من الأقمار الصناعية مع بيانات الإدارة البلدية وتاريخ التسرب لتقييم خطر التسربات.

يتم تقسيم المنطقة الخاضعة للمراقبة إلى شبكات بطول 100 متر، مع تصنيف كل قسم على مقياس مخاطر من خمس نقاط. من خلال إعطاء الأولوية لعمليات التفتيش في المناطق عالية الخطورة، يهدف هذا النهج إلى تعزيز الكفاءة.

أظهرت التجارب أنه يمكن أن يقلل من تكاليف التفتيش بنسبة تصل إلى 65% ويقلل من فترة التحقيق بنسبة 85%. منذ إطلاقه في عام 2023، اعتمدت أكثر من 20 بلدية هذه الخدمة بحلول مارس 2025.

تعزيز عمليات فحص الصرف الصحي باستخدام الطائرات بدون طيار والذكاء الاصطناعي

تعتمد عمليات فحص الصرف الصحي التقليدية على العمال أو المركبات الصغيرة المجهزة بكاميرات تلفزيونية للتنقل داخل الأنابيب. ومع ذلك، يمكن أن تكون هذه الطرق صعبة وخطيرة، خاصة عند التعامل مع المياه المتدفقة أو الغازات السامة. كما أن ضمان سلامة العمال يضيف وقتًا وتعقيدًا إلى العملية.

في السنوات الأخيرة، ظهرت الطائرات بدون طيار كحل عملي لهذه التحديات. فالطائرات بدون طيار التي يتم تشغيلها عن بُعد من خارج الأنابيب تسمح بإجراء عمليات التفتيش دون عوائق، حتى في وجود تدفق المياه أو الغازات الخطرة، مما يلغي الحاجة إلى احتياطات السلامة المكثفة.

بالإضافة إلى ذلك، يمكن الوصول إلى الأنابيب الضيقة التي يتعذر على العمال الوصول إليها بخلاف ذلك، مما يتيح إجراء مسوحات أكثر شمولاً.

اعتمدت البلديات، بما في ذلك مدينة يوكوهاما في محافظة كاناغاوا، ومدينة ساكاي في محافظة أوساكا، ومدينة توياما في محافظة توياما، وساكاي ماتشي في محافظة إيباراكي، طائرات بدون طيار لعمليات فحص الصرف الصحي.

والذكاء الاصطناعي مهم أيضًا بشكل متزايد في إدارة الصرف الصحي. ففي مدينة يوكوهاما، على سبيل المثال، يتم استخدام كاميرات الفوهة أثناء تنظيف الصرف الصحي لالتقاط لقطات فيديو، والتي يحللها الذكاء الاصطناعي بعد ذلك للكشف عن التشوهات الطفيفة التي قد يتجاهلها المفتشون البشريون.

بالإضافة إلى ذلك، يتعلم نظام الذكاء الاصطناعي من سجلات الصرف الصحي الحالية والبيانات البيئية للتنبؤ بتدهور الأنابيب ومستويات المياه، مما يحسن كفاءة الصيانة والإدارة الاستباقية.

القدرة المجتمعية على الصمود من خلال الإدارة السليمة للصرف الصحي

مع تقادم أنظمة الصرف الصحي والبنية التحتية الأخرى، يصبح تبني التقنيات الجديدة ضروريًا للصيانة والإدارة الفعالة، والحفاظ على سبل العيش وحماية البيئة.

تسلط رؤى الذكاء الاستراتيجي للمنتدى الاقتصادي العالمي حول مرونة البنية التحتية، الضوء على أن البنية التحتية المستدامة والمرنة توفر فوائد مجتمعية واسعة.

لذلك، فإن تحسين البنية التحتية لمياه الصرف الصحي من خلال الكفاءة والتقنيات الحديثة لا يعزِّز جودة حياة الأفراد فحسب، بل يعزِّز أيضًا القدرة المجتمعية على الصمود والاستدامة على المدى الطويل.

إعداد: وحدة الترجمات بمركز سمت للدراسات
المصدر: World Economic Forum