شهرها برای مدیریت آب چه کردند؟

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.

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.

راه‌اندازی نخستین شبکه هوشمند آب در فرانسه برای مدیریت پایدار منابع

سازمان خدمات آب و فاضلاب «او دازور» وابسته به کلانشهر نیس کوت دازور از آغاز پروژه‌ای خبر داده است که آن را نخستین شبکه هوشمند آب در فرانسه می‌دانند؛ پروژه‌ای که با هدف پاسخ به چالش‌های جدی همچون خشکسالی‌های پی‌درپی و هدررفت گسترده آب در لوله‌ها طراحی شده است. این طرح با همکاری شرکت تخصصی راه‌حل‌های آبی «زایلم» و دانشگاه کوت دازور توسعه می‌یابد و ۴ میلیون یورو از بودجه آن نیز توسط آژانس محیط‌زیست فرانسه (ADEME) در قالب برنامه ملی ۲۰۳۰ تأمین می‌شود.

طرح «اقدام و نوآوری برای آب» طی سه سال آینده ۳ هزار کیلومتر از شبکه آب‌رسانی منطقه را هوشمند و نوسازی خواهد کرد. هدف‌های اصلی پروژه شامل کاهش نشت‌ها، بهینه‌سازی مصرف انرژی، افزایش سرعت واکنش در برابر اختلال‌ها و تضمین تداوم خدمات برای بیش از ۵۰۰ هزار ساکن منطقه است. در شرایطی که بعضی نقاط منطقه با تا ۵۰ درصد هدررفت آب از لوله‌های فرسوده مواجه‌اند، این پروژه می‌تواند الگویی ملی برای مدیریت هوشمند و پایدار آب باشد.

در مرکز این شبکه، یک سامانه دیجیتال مدیریت آب با نام «Xylem Vue» قرار دارد؛ پلتفرمی ماژولار و قابل تعامل که هزاران نقطه‌داده حاصل از حسگرها و کنتورهای هوشمند را به صورت یکپارچه تحلیل می‌کند. این سامانه امکان پایش لحظه‌ای سراسر شبکه را برای بهره‌برداران فراهم می‌کند و با شناسایی سریع نشت‌ها، پیش‌بینی اختلال‌ها، تشخیص زودهنگام خرابی تجهیزات و مدیریت جهش‌های ناگهانی مصرف، سطح تازه‌ای از کارایی عملیاتی را رقم می‌زند. برای ساکنان نیز پیامدهایی همچون قطعی کمتر، تعمیرات سریع‌تر و هشدارهای هوشمند مدیریت مصرف در دوره‌های کم‌آبی به همراه خواهد داشت.

جایمه باربا، مدیرعامل Zylem Vue، با اشاره به اینکه برای نخستین‌بار امکان رصد لحظه‌ای تقریباً ۳ هزار کیلومتر از شبکه فراهم شده، این طرح را نمونه‌ای از نقش تحول‌آفرین فناوری دیجیتال در تقویت تاب‌آوری جوامع در برابر بحران‌های آبی آینده دانست. پژوهش مشترک زایلم و Global Water Intelligence نشان می‌دهد که به‌کارگیری سیستم‌های هوشمند آب می‌تواند هزینه‌های مقابله با خشکسالی را تا ۲۰ درصد کاهش دهد و با به‌کارگیری فناوری‌هایی مانند تشخیص لحظه‌ای نشت و نگهداشت پیش‌بینانه، میزان هدررفت آب را نیز تا ۳۰ درصد پایین بیاورد. این پروژه همچنین هدف کاهش ۲۰ درصدی مصرف انرژی را دنبال می‌کند که در راستای اهداف اقلیمی فرانسه است.

ژانیک بریسوالتر، رئیس دانشگاه کوت دازور، اهمیت این طرح را در شناخت دقیق منابع و استفاده از داده برای مدیریت بلندمدت آنها می‌داند و معتقد است همکاری میان نهادهای منطقه‌ای مسیر ارائه راه‌حل‌های پایدارتر را هموار می‌کند. در همین راستا، قرار است کاربردهای هوش مصنوعی در این سامانه، پیش‌بینی تقاضا و منابع آب، بهینه‌سازی برداشت و فرآوری و تصمیم‌گیری سریع‌تر و داده‌محور را ممکن سازد. افزوده شدن یک رابط چت‌بات نیز به اپراتورها اجازه می‌دهد بدون نیاز به پیچیدگی‌های فنی، از داده‌های پیشرفته به شکل کاربردی بهره ببرند.

مطالعات نیز نشان می‌دهد که استفاده از هوش مصنوعی در خدمات آب‌رسانی جهانی به دلیل توان آن در تشخیص نشت‌ها، بهبود فرآیندها و اتوماسیون خدمات، رو به افزایش است. شبکه هوشمند آب در جنوب فرانسه اکنون یکی از نمونه‌های پیشرو در اروپا و جهان محسوب می‌شود؛ نمونه‌ای که می‌تواند مسیر آینده مدیریت هوشمند منابع حیاتی را ترسیم کند.

ژاپن چگونه با فناوری، بحران آب را به فرصت تبدیل کرد؟

انقلاب فناورانه ژاپن برای تولید غذا، نه‌تنها امکان کاهش چشمگیر مصرف زمین، آب و نیروی انسانی را فراهم کرده، بلکه فرصت‌های تازه‌ای برای کشاورزان کوچک و گروه‌هایی مانند زنان روستایی ایجاد کرده است؛ گروه‌هایی که معمولاً در ساختارهای سنتی کشاورزی کم‌تر دیده شده‌اند. در استان کیوتو، مزرعه پیشرفته «تکنو فارم کی‌هانا» نمونه‌ای برجسته از این تحول است. در این مجموعه، روزانه حدود ۳۰ هزار کاهو تقریباً بدون دخالت مستقیم نیروی انسانی تولید می‌شود. تاتسویا ماتسومورا، مدیر کارخانه، تأکید می‌کند که پشت این پایداری تولید، سال‌ها آزمون‌وخطا از ۲۰۱۸ تاکنون نهفته است؛ تجربه‌ای که اکنون به نقطه قوت مزرعه تبدیل شده است. اما این تنها نمونه نیست: در استان شیزوئوکا، «تکنو فارم فوکوروئی» به‌عنوان یکی از بزرگ‌ترین مزارع گیاهی با نور مصنوعی در جهان، در سال ۲۰۲۵ به تولید روزانه ۱۰ تن کاهو رسیده و به دلیل طراحی پایدار و کارآمد خود حتی جایزه «بهترین طراحی» را دریافت کرده است. کاهش حدود ۵۰ درصدی نیاز به نیروی انسانی در فرایندهای کاشت تا برداشت، یکی از نتایج مستقیم خودکارسازی در این نوع مزارع است. شرکت‌های روباتیک و فناوری مانند Yaskawa نیز طی سال ۲۰۲۵ راه‌حل‌های جدیدی عرضه کرده‌اند که کنترل محیط رشد، داده‌محوری و روباتیک را به سطحی بسیار دقیق‌تر می‌رساند و امکان مدیریت پویا و خودکار نور، رطوبت، CO2 و مواد مغذی را فراهم می‌کند.

در همین فضا، فناوری کشت بدون خاک نیز دستاوردهای مهمی داشته است. شرکت Mebiol با توسعه فیلم نازکی به نام IMEC، روشی ارائه کرده که به‌جای خاک، گیاهان روی بستری از هیدروژل رشد می‌کنند. منافذ نانومتری این فیلم اجازه می‌دهد آب و مواد مغذی منتقل شوند، اما مانع نفوذ میکروب‌ها می‌شود. این روش ضمن کاهش مصرف آب به حدود یک‌چهارم شیوه‌های متداول، موجب افزایش کیفیت و شیرینی محصولاتی مانند گوجه‌فرنگی نیز می‌شود؛ زیرا گیاه در معرض «استرس آبی کنترل‌شده» قرار می‌گیرد و ترکیبات ارزشمند بیشتری تولید می‌کند. ثبت این فناوری در برنامه ترویج فناوری‌های پایدار سازمان توسعه صنعتی ملل متحد طی سال ۲۰۲۵ نشان‌دهنده آن است که قابلیت به‌کارگیری‌اش در کشورهای در حال توسعه نیز جدی تلقی می‌شود.

در استان هیگو نیز مزرعه QUON که از فناوری کشت غشایی ژاپنی IMEC برای تولید گوجه‌فرنگی‌های بسیار شیرین استفاده می‌کند، به نمونه‌ای از تلفیق نوآوری با توانمندسازی اجتماعی تبدیل شده است. شیزوکا فوجیموتو، مدیر این مزرعه، علاوه بر تولید محصول با کیفیت بالا، زنان محلی را در این حوزه آموزش داده و به کار گرفته است؛ اقدامی که نشان می‌دهد فناوری می‌تواند ابزاری برای گسترش مشارکت و عدالت اجتماعی نیز باشد، نه فقط افزایش تولید.

با وجود این پیشرفت‌ها، چالش‌هایی نیز وجود دارد. هزینه انرژی در مزارع عمودی همچنان بالاست و اتکا به سیستم‌های نور مصنوعی و کنترل محیط نیازمند مدیریت دقیق و فناوری‌های بهینه‌سازی انرژی است. در کشورهایی که به دنبال انتقال فناوری‌هایی نظیر IMEC هستند، کمبود زیرساخت‌هایی مانند سامانه‌های تغذیه گیاهی یا مهارت‌های فنی کشاورزان می‌تواند مانع گسترش سریع شود. با این حال، توانایی نصب این فیلم‌ها روی بتن یا زمین‌های نامساعد و استقلال نسبی آن‌ها از شرایط محیطی، فرصت ارزشمندی برای مناطقی با خاک فقیر یا کمبود آب ایجاد می‌کند.

تمام این فعالیت‌ها نشان می‌دهد که ژاپن در مسیر تبدیل‌شدن به پیشگام جهانی «کشاورزی آینده» قرار دارد. ترکیب خودکارسازی، فناوری فیلم‌فارمینگ و مدل‌های تجاری انعطاف‌پذیر، الگویی نوین از تولید غذا ارائه می‌کند که مصرف منابع را کاهش داده، کیفیت محصول را افزایش می‌دهد و می‌تواند شکل کشاورزی در دهه‌های آینده را به‌طور اساسی دگرگون کند. این نوآوری‌ها نه‌تنها پاسخ به چالش‌های داخلی ژاپن هستند، بلکه پاسخی جهانی به بحران غذا، کمبود آب، و فشارهای جمعیتی محسوب می‌شوند؛ پاسخی که به‌نظر می‌رسد در سال‌های پیش رو اهمیت بیشتری پیدا خواهد کرد.

شهرهای پیشرو در مدیریت هوشمند آب

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.