پروفسور عزت‌الله رئیسی اردکانی، پدر علم هیدروژئولوژی ایران با نگاهی علمی و تجربی به بحران آب کشور هشدار می‌دهد که مشکل کم‌آبی در ایران فراتر از تغییر اقلیم است و ریشه در ضعف مدیریت و عدم پذیرش «خشکسالی فرهنگی» دارد؛ مسأله‌ای که باعث شده جامعه نتواند خود را با واقعیت‌های طبیعی وفق دهد و راه‌حل‌های علمی و فناوری موجود را به کار گیرد.

ترکیب هوش مصنوعی و مهندسی منابع آب دیگر آینده‌ای دور نیست؛ بلکه همین حالا نیز در جریان است. اما آنچه در آینده پیش‌رو داریم، حتی دگرگون‌کننده‌تر خواهد بود. در اینجا به چند مورد از روش‌هایی اشاره می‌شود که هوش مصنوعی طی دهه آینده رشته ما را متحول خواهد کرد:

بر اساس پیش‌بینی‌های انجام‌شده، احتمال بروز بحران آب در شهر تهران از نیمه دوم شهریور ماه به بعد افزایش می‌یابد. این پیش‌بینی‌ها بر پایه روندهای فعلی و داده‌های حاصل از تحلیل سری‌های زمانی جریان ورودی و خروجی مخازن آبی صورت گرفته است. در این گزارش، نمودارهای پیش‌بینی حجم مخازن سه سد اصلی تأمین‌کننده آب تهران شامل سدهای کرج، لتیان و ماملو ارائه شده‌اند. این سدها نقش محوری در تأمین آب شرب و مصارف شهری پایتخت دارند. در مقابل، سدهای لار و طالقان به دلیل نقش کمتر در تأمین مستقیم آب تهران در این مرحله از تحلیل مورد بررسی قرار نگرفته‌اند.

به گزارش خبرنگار شبکه خبری آب ایران، نخستین جلسه کارگروه دستورالعمل جامع کاربرد هوش مصنوعی در صنعت آب با حضور جمعی از مدیران حوزه آب کشور برگزار شد. مجتبی نوری، مدیرکل دفتر تحقیق، توسعه و فناوری اطلاعات شرکت مدیریت منابع آب ایران، در این جلسه ضمن تبریک آغاز این فرایند، از آن به عنوان رویدادی اثرگذار یاد کرد که می‌تواند مسیر آینده صنعت آب را به‌کلی دگرگون کند. وی با اشاره به تجربه شخصی‌اش در زمینه پایان‌نامه دانشگاهی در حوزه هوش مصنوعی، گفت: ۲۰ سال پیش، وقتی از هوش مصنوعی صحبت می‌کردیم، آن را بی‌ربط به مهندسی آب می‌دانستند؛ حتی استفاده ما از چت جی‌پی‌تی بیشتر در عرصه مدل‌سازی بود اما امروز می‌خواهیم هوش مصنوعی را به عنوان نیروی محرکه در تصمیم‌سازی‌ها، برنامه‌ریزی‌ها و عملیات فنی وارد صنعت آب کنیم.

یکی از ویژگی‌های انسانی که باعث می‌شود مهندسی آب به‌طور کامل به هوش مصنوعی واگذار نشود، توانایی استفاده از قضاوت تجربی و تصمیم‌گیری در شرایط عدم قطعیت است. در حوزه مهندسی آب، با چالش‌های متعددی نظیر تغییرات اقلیمی، عدم قطعیت‌های موجود در داده‌های هیدرولوژیکی و پیچیدگی‌های مربوط به سیستم‌های زیست‌محیطی روبه‌رو هستیم. در چنین شرایطی، تجربه و بینش انسانی – که شامل خلاقیت، هوش هیجانی و درک عمیق از شرایط محلی و زمینه‌ای می‌شود – نقش حیاتی در تفسیر داده‌ها و انتخاب راهکارهای بهینه دارد.

هوش مصنوعی قادر به تهیه محتوا است، این توانایی از طریق پردازش های بسیار پیچیده بر زبان های طبیعی و ایجاد مدل های تئوری از آنها انجام می شود؛ بنابراین هوش مصنوعی قادر به تشخیص متن های تولید شده توسط انسان از ماشین نیز هست. در یک بررسی برای یک مقاله نشان داده شده است که چطور ربات QuillBot قادر بوده تا به دقت متن های تولید شده توسط هوش مصنوعی را در چهار دسته به صورت زیر تشخیص دهد:

انتقال آلودگی‌های نفتی و فلزات سنگین در رودخانه‌ها به عوامل مختلفی بستگی دارد و می‌تواند تا ده‌ها یا حتی صدها کیلومتر ادامه یابد، در حالی که همچنان اثرات مخربی بر محیط زیست و سلامت انسان داشته باشد. آلودگی‌های نفتی معمولاً به دلیل چگالی کمتر از آب، روی سطح آن حرکت کرده و بسته به دبی و سرعت جریان رودخانه، در مدت کوتاهی می‌توانند به مناطق دوردست منتقل شوند. این آلودگی‌ها حتی پس از تبخیر بخش‌های سبک‌تر، ترکیبات سنگین و سمی مانند هیدروکربن‌های آروماتیک چندحلقه‌ای (PAHs) را در آب باقی می‌گذارند که برای اکوسیستم‌های آبی و انسان خطرناک هستند.

انتخاب روش مناسب بستگی به نوع داده‌ها، هدف مدل‌سازی و پیچیدگی مسئله دارد. همچنین، استفاده از نرم‌افزارهایی مانند MATLAB می‌تواند در پیاده‌سازی این مدل‌ها مفید باشد. در حوزه هیدرولوژی، استفاده از روش‌های یادگیری ماشین به‌طور گسترده‌ای برای مدل‌سازی و پیش‌بینی پدیده‌های مختلف به‌کار می‌رود. برخی از روش‌های شناخته‌شده و مؤثر در این زمینه عبارت‌اند از:

هوش مصنوعی می‌تواند ابزاری مکمل و مفید برای تحقیق، ایده‌پردازی و اصلاح مقالات باشد، اما کیفیت یک مقاله خوب همچنان به تخصص، درک موضوع و قضاوت انسانی نیاز دارد. تلفیق هوش مصنوعی و دانش انسانی بهترین نتیجه را ارائه می‌دهد. استفاده از هوش مصنوعی برای نوشتن یا بهبود مقالات می‌تواند ابزار بسیار مفیدی باشد، اما به دلایل زیر تضمین‌کننده کیفیت یک مقاله خوب نیست:

در یک پروژه در یک منطقه نزدیک به ناحیه عسلویه در جنوب کشور ایران، چالش اصلی که ماندگاری جریانات ناشی از بارش های سیلابی در مجموعه ای از انبارها و مخازن ساخت یافته بود، مورد بررسی قرار گرفت. ماندگاری جریان به صورت دریاچه های کوچک سطحی با توزیع متفاوت از منظر شکل گیری در هر بارش بود. پرسش اصلی در این پروژه بعد از آن شکل گرفته بود که زهکش ها و کانال های تعبیه شده در این ناحیه که آب را به سمت دریافت منتقل می کرد، بعد از یک بارش شدید، به صورت آنچه پیشتر تصور شده بود، قادر به خروج آب از ناحیه نبود. بنابراین طرح بازنگری و اصلاح شبکه جمع آوری آب های سطحی این منطقه مورد پرسش قرار گرفته بود.

زمینه‌هایی که نیازمند همدلی، خلاقیت اصیل و درک انسانی هستند، کمترین شانس را برای جایگزینی توسط AI دارند. بر همین اساس، افرادی که در این حوزه‌ها تخصص دارند، در آینده مزیت بیشتری خواهند داشت. ترتیب زمینه‌هایی که هوش مصنوعی در آن‌ها شانس کمتری برای پیشرفت دارد، با توجه به ضعف‌های ذاتی AI (مانند عدم خلاقیت اصیل، ناتوانی در همدلی و درک انسانی) به شرح زیر است:

در زمینه مهندسی آب، هیدرولوژی و هیدرولیک، چندین مجله علمی معتبر و مشهور وجود دارد که به انتشار تحقیقات پیشرفته در این حوزه‌ها می‌پردازند. در ادامه لیستی از این مجلات آورده شده است. این مجلات از طریق پایگاه‌هایی مانند Scopus، Web of Science و Google Scholar قابل دسترسی هستند. برای انتشار مقالات در این مجلات، رعایت دستورالعمل‌های آن‌ها بسیار حائز اهمیت است:

در زمینه مهندسی آب، رساله‌ها و پایان‌نامه‌های معتبری در دانشگاه‌های برتر جهان نگاشته می‌شوند. برخی از این پژوهش‌ها به‌دلیل کیفیت علمی بالا و نتایج کاربردی گسترده در مقیاس جهانی مورد توجه قرار می‌گیرند. در زیر به برخی موضوعات کلیدی و محتوای متداول در این زمینه اشاره می‌شود:

اعتبار پایان‌نامه‌ها برای کاربرد در صنعت و کشاورزی بسته به کشور، نوع دانشگاه، ارتباطات دانشگاه با صنعت و نحوه‌ی سرمایه‌گذاری روی تحقیق و توسعه متفاوت است. کشورهایی که روی ارتباط مستقیم بین دانشگاه و صنعت تاکید دارند، معمولاً پایان‌نامه‌ها و رساله‌های دانشجویی را در زمینه‌های کاربردی با سرمایه‌گذاری و حمایت بیشتر به مرحله اجرا می‌رسانند. در ادامه، چند نمونه از کشورهایی که پایان‌نامه‌های دانشگاهی در آن‌ها بیشترین تأثیر و اعتبار در صنعت و کشاورزی دارند، آمده است:

پایان‌نامه و رساله در رشته مهندسی منابع آب باید دارای ویژگی‌های خاصی باشد که آن را از سایر مقالات و گزارش‌های علمی متمایز کند. داشتن این ویژگی‌ها به یک پایان‌نامه یا رساله کارشناسی ارشد یا دکتری در رشته مهندسی منابع آب اعتبار و کیفیت بیشتری می‌بخشد و می‌تواند در ارزیابی نهایی تأثیر مثبت بگذارد. برخی از این ویژگی‌ها عبارتند از:

نمودار چرخه بیلان آب نقش بسیار مهمی در مدیریت منابع آب کشور ایفا می‌کند و به دلایل زیر اهمیت ویژه‌ای دارد. در کل، نمودار چرخه بیلان آب به عنوان یک ابزار کلیدی برای مدیریت پایدار منابع آبی کشور، جلوگیری از کمبودها و کاهش اثرات منفی تغییرات اقلیمی ضروری است.

آورد کل رودخانه‌های حوضه آبریز هیرمند که از کشور افغانستان سرچشمه می‌گیرند حدود 10 الی 17 میلیارد متر مکعب در سال برآورد شده است؛ که از این میان سهم رودخانه هیرمند (در محل سد کجکی) حدود 6 میلیارد متر مکعب در سال برآورد شده است. شکل این اسلاید، برخی از مهم‌ترین سدها و سازه‌های آبی در حال بهره‌برداری و همچنین در حال احداث را در حوضه آبریز هیرمند در افغانستان نشان می‌دهد. طبق مطالعات صورت گرفته تاکنون، بیش از 19 طرح سازه‌ای و بهره‌برداری شامل سد، بند انحرافی و کانال انتقال آب و... در حوضه آبریز هیرمند احداث شده است که در حال بهره‌برداری هستند. 

نوشتن و نگارش یک مقاله علمی در زمینه مهندسی آب (یا هر رشته‌ی دیگر) نیازمند رعایت مجموعه‌ای از معیارها و استانداردهای علمی است. این معیارها به کمک می‌آیند تا مقاله دارای ساختار، محتوا، و نگارشی مناسب باشد و بتواند به درستی اطلاعات را به مخاطب منتقل کند. در زیر به برخی از مهم‌ترین معیارها برای نگارش مقاله علمی در زمینه مهندسی آب اشاره شده است:

همگرایی نهادی از مهم ترین ملزومات تنظیم گر مدیریت منابع آب بوده و یکی از شاخص های حکمرانی خوب آب است که کاربست صحیح آن می تواند به پایداری یا ناپایداری آب منتج شوند. در این نوشتار سعی شده تا با رویکردی توصیفی- تحلیلی به ارزیابی همگرایی در سیاستگذاری و قانونگذاری آب بین دولت و مجلس شورای اسلامی به مثابه دو نهاد اصلی کشور پرداخته شود. برای ارزیابی این شرایط به بررسی اهم دیدگاه ها و دغدغه های مدنظر دو نهاد اصلی دولت و مجلس،