نگاهی به چند ایده استارتاپی برای حل چالش آب در ایران. فناوری چگونه به کمک ما می‌آید؟ 

ایران امروز در یکی از پیچیده‌ترین دوره‌های مدیریت آب قرار گرفته است. با وجود آنکه برآوردها نشان می‌دهد کشور همچنان سالانه حدود ۱۲۰ میلیارد مترمکعب منابع آب تجدیدپذیر در اختیار دارد، بخش عظیمی از این ذخایر به دلیل تبخیر بالا، نفوذ بی‌برنامه، آلودگی و مدیریت نامناسب رواناب‌ها از چرخه بهره‌برداری خارج می‌شود (۱). این فاصله میان «وجود منابع طبیعی قابل توجه» و «ناتوانی در بهره‌برداری پایدار»، در کنار تشدید آثار تغییرات اقلیمی، ایران را به یکی از کانون‌های بحران آب در منطقه تبدیل کرده است؛ جایی که افزایش دما، بی‌نظمی بارش‌ها و خشکسالی‌ های متوالی فشار مضاعفی بر سامانه‌های آبی وارد کرده‌اند (۲).

جنوب سیستان و بلوچستان نمونه‌ای روشن از این چالش ملی است. تصاویر ثبت‌شده از سیلاب‌های مونسونی در بنت، چاهان و زیرحوضه‌های ملوران نشان می‌دهد که حجم بزرگی از رواناب در مدت‌زمانی کوتاه وارد دشت مکران می‌شود، اما ظرف چند هفته تبخیر شده یا به دریای عمان می‌ریزد. در سال‌های اخیر، طرح‌های «مهار و ذخیره‌سازی سیلاب با استفاده از مخازن طبیعی سطحی» در محدوده نیکشهر، چاهان و زیرحوضه‌های ملوران تلاش کرده‌اند این تهدید را به فرصت تبدیل کنند. ساختارهای زمین‌شناسی مانند ناودیس پتن‌پیس از جمله مخازن طبیعی هستند که توان ذخیره‌سازی بالایی دارند و هدایت ثقلی رواناب به درون آن‌ها می‌تواند بخش بزرگی از آب‌های سیلابی را حفظ کند.

با این حال، حتی در صورت ذخیره‌سازی، تبخیر شدید موجب اتلاف دوباره آب می‌شود. مکمل‌سازی این طرح‌ها با فناوری‌های کاهش تبخیر، مانند پوشش‌های سبک یا سایه‌بان‌های شناور، و نیز سامانه‌های بازیابی رطوبت تبخیرشده می‌تواند کارایی آن‌ها را افزایش دهد. فناوری‌های جذب و میعان کم‌انرژی، از جمله سامانه‌های مبتنی بر جاذب‌ها و میعان خورشیدی، این امکان را فراهم می‌کنند که بخشی از بخار تبخیرشده دوباره به آب قابل شرب تبدیل شود. اقلیم جنوب سیستان، با تابش بسیار زیاد و رطوبت شبانه قابل توجه، بستر مناسبی برای چنین فناوری‌هایی است. تجربه سامانه‌های SOURCE Hydropanel نشان می‌دهد (شکل ۱) که بازیابی رطوبت هوا در اقلیم‌های خشک نه‌تنها ممکن است، بلکه در مقیاس بزرگ نیز کارایی بالایی دارد؛ بنابراین مدل‌های مشابه می‌توانند نقطه اتصال میان مدیریت تبخیر و فناوری‌های نوین تولید آب باشند(3).

تجربه جهانی SOURCE Global نشان می‌دهد که بازیابی رطوبت از هوا نه یک ایده نظری، بلکه فناوری‌ای اثبات‌شده است. سامانه‌های SOURCE Hydropanel بدون نیاز به برق شبکه و تنها با نور خورشید و رطوبت هوا، آب شرب تولید می‌کنند. نمونه برجسته آن «مزرعه آب» دانشگاه ایالتی آریزونا است که سالانه حدود ۱٫۵ میلیون لیتر آب آشامیدنی تولید می‌کند و کارایی بالای این فناوری در اقلیم‌های خشک را نشان داده است(4). اجراهای مشابه در بیابان‌های امارات نیز بیانگر آن است که این فناوری حتی در مناطق با رطوبت پایین نیز قابل اتکاست. پرسش کلیدی این است که آیا چنین ایده‌ای برای سیستان قابل بومی‌سازی است؟ این منطقه از نظر ترکیب اقلیمی به‌گونه‌ای است که خود یک «آزمایشگاه طبیعی» برای توسعه نسخه‌های ساده‌سازی‌شده و کم‌هزینه‌تر فناوری‌های آب‌گیری از هوا محسوب می‌شود. وجود مخازن فصلی پرتبخیر، رطوبت شبانه بالا در اطراف این مخازن، سیلاب‌های کوتاه‌مدت و تابش شدید خورشیدی، همگی شرایطی هستند که امکان توسعه سامانه‌های جذب و میعان کم‌مصرف را فراهم می‌کنند.

در سال‌های اخیر، تشدید بحران آب در مناطق خشک باعث ظهور نسل تازه‌ای از فناوری‌های تولید و مدیریت آب شده است. در کنار سامانه‌هایی مانند SOURCE Hydropanel، دو فناوری مهم دیگر یعنی Watergen و سامانه‌های Hybrid Solar Desalination / AQUAWARE جایگاه ویژه‌ای پیدا کرده‌اند. هر دو، با رویکردهایی متفاوت اما مکمل، نشان می‌دهند که کمبود آب را می‌توان با بهره‌گیری از رطوبت هوا یا افزایش بازده نمک‌زدایی خورشیدی تا حد زیادی جبران کرد؛ به‌ویژه در کشورهایی مانند ایران که ظرفیت تابش و تبخیر بسیار بالاست. Watergen یک فناوری پیشرفته تولید آب از هوا است که از مبدل حرارتی اختصاصی با راندمان بالا استفاده می‌کند. این طراحی مصرف انرژی را کاهش داده و امکان تولید آب حتی در رطوبت‌های پایین ۲۰ تا ۳۰ درصد را فراهم می‌سازد. این سیستم در مقیاس‌های خانگی (حدود ۳۰ لیتر در روز)، محلی (چندصد لیتر) و شهری (چند هزار لیتر) توسعه یافته و در کشورهای خشک خاورمیانه و آفریقا به‌طور گسترده مورد استفاده قرار گرفته است.

فناوری Hybrid Solar Desalination / AQUAWARE نسل جدیدی از نمک‌زدایی خورشیدی تقویت‌شده است که در امارات و شرق آفریقا به‌صورت پایلوت اجرا شده است. این سامانه از تبخیر خورشیدی چندمرحله‌ای، جذب بخار با سوربنت‌های پیشرفته و بازیافت حرارت استفاده می‌کند و بازده آن تا چهار برابر بیش از آب‌شیرین‌کن‌های خورشیدی قدیمی گزارش شده است(5). مزیت مهم این فناوری آن است که علاوه بر شیرین‌سازی آب شور، می‌تواند بخار تبخیری مخازن طبیعی را نیز بازیابی کند؛ قابلیتی که آن را برای مناطقی با تبخیر بسیار بالا، مانند سیستان و بلوچستان، ایده‌آل می‌سازد. این دو فناوری نشان می‌دهند که ترکیب انرژی خورشیدی، جذب رطوبت و نمک‌زدایی کم‌مصرف می‌تواند پایه شکل‌گیری راه‌حل‌های بومی در ایران باشد؛ از واحدهای کوچک روستایی تا سامانه‌های منطقه‌ای برای تأمین پایدار آب شرب.

چگونگی بومی سازی ایده در سه مقیاس عملیاتی

در روستاهای پراکنده و فاقد آب شرب مطمئن، نصب یک یا دو واحد کوچک تولید آب از هوا می‌تواند نیاز روزانه خانوار را تأمین کند. استفاده از سوربنت‌های بومی و طراحی ساده، هزینه اولیه را کاهش داده و امکان تولید انبوه این سامانه‌ها را در داخل کشور فراهم می‌سازد. در نقاطی مانند ناودیس پتن‌پیس که رطوبت شبانه بیشتر است، ایجاد «مزارع آب» ۳۰ تا ۵۰ واحدی می‌تواند آب مدارس، مراکز درمانی یا چندین خانوار را تأمین کند. این سامانه‌ها مستقل از زیرساخت آبرسانی بوده و تنها با انرژی خورشیدی کار می‌کنند. در شهرهای پرتبخیر مانند چابهار، کنارک یا بنت، ترکیب مخازن طبیعی ذخیره سیلاب با مزارع بزرگ‌تر تولید آب از هوا می‌تواند به‌عنوان یک منبع پایدار و اضطراری آب شرب عمل کند. سامانه‌های میعان خورشیدی و طراحی‌های ماژولار نیز امکان تولید آب در مقیاس چند ده مترمکعب در روز را با هزینه پایین فراهم می‌سازند.

سامانه ملی « خروج کنترل شده از کشاورزی » بستری در حوزه فناوری برای مدیریت گذار معیشتی و امنیت آب در ایران

بحران آب در ایران مدت‌هاست از یک چالش زیست‌محیطی فراتر رفته و به مسئله‌ای با پیامدهای مستقیم اجتماعی و معیشتی تبدیل شده است. طبق تحلیل‌های گزارش پایه، کشور ناچار است در سال‌های آینده سطح زیرکشت آبی را به‌طور جدی کاهش دهد؛ در برخی سناریوها حتی تا ۴۰ درصد. چنین تغییری، اگر بدون برنامه‌ریزی عادلانه انجام شود، می‌تواند به فقر، مهاجرت و نارضایتی گسترده در میان حدود چهار میلیون کشاورز، که عمدتاً فاقد مهارت‌های معیشتی جایگزین هستند، منجر شود (۶). به همین دلیل، سناریوهای سازگاری نشان می‌دهند که تداوم وضعیت موجود نه‌تنها از نظر منابع آب غیرقابل دوام است، بلکه از منظر اقتصادی نیز به‌مراتب پرهزینه‌تر از اجرای برنامه‌های سازگاری خواهد بود؛ موضوعی که در نمودار زیر به‌خوبی نمایش داده شده است.

بحران آب در ایران اکنون به مرحله‌ای رسیده است که کاهش جدی سطح زیرکشت آبی نه یک انتخاب، بلکه ضرورتی برای بقا و امنیت اجتماعی به شمار می‌آید. برای درک روشن‌تر این وضعیت، شکل ۲ بخشی از یافته‌های مسگران و همکاران در سال ۲۰۱۶ را نشان می‌دهد (۷)؛ مطالعه‌ای جامع که بیانگر آن است که بخش غالب سرزمین ایران اساساً ظرفیت طبیعی لازم برای کشاورزی پایدار را ندارد. این نقشه نشان می‌دهد بخش عمده‌ای از سرزمین ایران، از نظر خاک، توپوگرافی و بارش، برای کشاورزی مناسب نیست و هشداری جدی پیشِ روی سیاست‌گذار قرار می‌دهد که «همه‌جا مزرعه نیست». توزیع پهنه‌ها حاکی از آن است که اراضی با کیفیت متوسط تا بسیار خوب تنها بخش کوچکی از کشور را تشکیل می‌دهند، در حالی که زمین‌های نامناسب و بسیار ضعیف تقریباً سراسر مناطق مرکزی، شرقی و جنوبی را پوشانده‌اند. این وضعیت بدان معناست که تداوم کشاورزی گسترده در بسیاری از این مناطق صرفاً مصرف آب را افزایش می‌دهد، بی‌آنکه بازده واقعی متناسبی داشته باشد. همین تصویر، عملاً ضرورت برنامه‌ریزی برای کاهش هدفمند سطح زیرکشت و گذار به الگوهای معیشتی پایدارتر را روشن می‌سازد.

ضرورت یک پلتفرم ملی

اینجاست که ایده‌های استارتاپی مدیریت خروج از کشاورزی، با عناوینی مانند «Plat AgriExit Form»، به‌عنوان یک راه‌حل فناورانه و اجتماعی معنا پیدا می‌کند. این سامانه می‌تواند به‌جای حذف ناگهانی کشاورزی، فرآیند خروج را به‌صورت مرحله‌به‌مرحله، هدفمند و مبتنی بر داده‌های واقعی مدیریت کند. هسته اصلی پلتفرم، «موتور شناسایی زمین‌های غیرقابل دوام» است؛ جایی که ترکیب داده‌های تنش آبی، وضعیت آبخوان‌ها، تناسب خاک و الگوهای مصرف آب مشخص می‌کند کدام مزارع دیگر امکان ادامه بهره‌برداری پایدار ندارند. بر اساس داده‌های گزارش‌ها، بخش قابل‌توجهی از اراضی کشور در وضعیت «تنش بحرانی» قرار گرفته‌اند و تداوم کشاورزی در آن‌ها عملاً به بهای نابودی سفره‌های آب زیرزمینی تمام می‌شود. این موتور تشخیص، نخستین گام برای طراحی یک خروج هدفمند، عادلانه و قابل مدیریت از کشاورزی ناپایدار است.

غرامت عادلانه و اقتصاد جایگزین

پلتفرم باید دارای یک «ماشین‌حساب غرامت» باشد که با استفاده از مدل‌های اقتصادی ارائه‌شده در گزارش ـ از جمله محاسبه بخشی از هزینه فرصت ـ مبلغی منطقی و قابل‌قبول برای توقف یا کاهش فعالیت کشاورزی محاسبه کند. این غرامت، برخلاف یارانه‌های پراکنده فعلی، هدفمند، شفاف و متناسب با واقعیت هر زمین و هر کشاورز خواهد بود. در گام بعد، سامانه یک «مرکز توانمندسازی شغلی» ارائه می‌دهد که بر اساس ویژگی‌های اقلیمی منطقه و نیازهای بازار، گزینه‌های شغلی جایگزین را پیشنهاد می‌کند؛ از جمله توسعه انرژی خورشیدی، کشت گیاهان دارویی کم‌آب‌بر، تعمیر و نگهداری تجهیزات مرتبط با آب، یا گردشگری بومی. این بخش مهم‌ترین مانع اجتماعی خروج از کشاورزی، یعنی «ترس از بی‌درآمدی»، را هدف قرار داده و کاهش می‌دهد.

نسخه سازمانی سامانه نیز شامل یک داشبورد مدیریتی است که به وزارت جهاد کشاورزی، سازمان برنامه و بودجه و استانداری‌ها امکان می‌دهد مسیر کاهش سطح زیرکشت را بر اساس شاخص‌های دقیق اجتماعی و محیط‌زیستی پایش و مدیریت کنند. بدون چنین ابزاری، هرگونه برنامه خروج از کشاورزی صرفاً به یک اقدام اداریِ کور و کم‌اثر محدود خواهد شد.

چرا این استارتاپ حیاتی است؟

زیرا اگر فرآیند خروج از کشاورزی مدیریت نشود، بحران آب بلافاصله به بحران‌های امنیتی، بیکاری، مهاجرت و نابرابری اجتماعی تبدیل خواهد شد. اما همین فرآیند، اگر به‌صورت علمی، تدریجی و همراه با جبران معیشتی اجرا شود، نه‌تنها می‌تواند منابع آبی را نجات دهد، بلکه مسیر توسعه پایدار و تثبیت اجتماعی کشور را نیز هموار می‌سازد.

منابع:

1. Fanack Water. (2024). Water Resources and Quality in Iran. Available at:
   https://water.fanack.com/iran-in-resources-water/iran

2. Barati, A. A., Pour Dehghani, M., & Sardooei Adeli, M. (2023). Water crisis in Iran: A system dynamics approach on the water–energy–food–land–climate nexus (WEFLC). Science of the Total Environment, 882, 163549.
   https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2023.163549

3. SOURCE Global. (2022). Hydropanel Technology Reports. Available at:
   https://www.source.co/projects

4. Friesen, C. (2022). Renewable Drinking Water Systems: SOURCE Global Technology. Available at:
   https://www.source.co/technology

5. Afarid Engineering Group. (2024). Flood Storage Using Natural Basins in the Makran Region. Available at:
   https://www.abafarid.ir/sdgsdg/item-portfolio/

6. Mesgaran, M. B., Azadi Pooya, A. (2018). A National Adaptation Plan for Water Scarcity in Iran. Stanford University, Iran Project 2040, Working Paper, August 2018.

7. Mesgaran, M., Madani, K., Hashemi, H., & Azadi, P. (2016). Evaluation of Land and Precipitation for Agriculture in Iran. Stanford University, Iran Project 2040, Working Paper, December 2016.
   https://purl.stanford.edu/vf990qz0340

نویسنده: دکترمسعود براتی

پژوهشگر حوزه توسعه پایدار

شماره سوم فصلنامه پیشرو / با حمایت پلتفرم پاکار