Проблема воды в Казахстане. Эксперт рассказал, как технологии могут помочь нашей стране

Дефицит воды становится более ощутимым во многих регионах мира, включая Казахстан. Зависимость нашей страны от трансграничных рек (44% речного стока формируется за рубежом) создает дополнительные вызовы. К 2030 году прогнозируется дефицит воды около 15%, а надежные и возобновляемые водные ресурсы могут сократиться на 40%. Потери при транспортировке (до 50% в сельском хозяйстве), высокое водопотребление в быту и низкие тарифы усугубляют ситуацию.

Несмотря на существующие государственные программы («Питьевая вода», «Ақ бұлақ»), проблема требует более активных действий, включая широкое внедрение водосберегающих технологий. В колонке для Digital Business эксперт с 10-летним опытом работы в сфере управления водными ресурсами и инфраструктурными проектами Асхат Майлин порассуждал, как ИТ-решения могут помочь нашей стране справиться с нарастающей проблемой дефицита пресной воды.

Умные счетчики позволяют экономить до 40% воды

Инновационные технологии позволяют оптимизировать водопользование, снижая потери и повышая эффективность орошения и очистки сточных вод. Перспективное направление – умные водосчетчики и системы мониторинга, позволяющие отслеживать потребление, выявлять утечки и автоматизировать сбор показаний.

В качестве примера можно привести пилотный проект Beeline Казахстан и «Алматы Су»: в 2023-м году в одном из жилых домой Алматы 24 квартиры оснастили умными счетчиками с NB-IoT (Narrowband Internet of Things). Такая технология позволяет автоматически передавать данные о потреблении воды через сотовую сеть и отслеживать расход в режиме реального времени. Благодаря этому удалось обнаружить утечки и оптимизировать потребление воды.

Похожий кейс был в Астане. Там в рамках проекта «Умный район» оснастили умными счетчиками 103 квартиры. В результате это привело к снижению водопотребления на 40%. Аналогичные технологии применили и в Шымкенте, где установка 6000 общедомовых расходомеров с NB-Fi-модемами (узкополосная беспроводная технология передачи данных, похожая на NB-IoT) позволила создать цифровую карту водопотребления для оптимизации управления водной инфраструктурой города. Успешный опыт внедрения таких систем в Астане и Шымкенте подтверждает их эффективность в снижении потерь воды и повышении эффективности управления ресурсами.

Еще одно перспективное направление – внедрение систем умного орошения в сельском хозяйстве. Такие системы, основанные на IoT-технологиях, позволяют фермерам оптимизировать полив, учитывая влажность почвы, погодные условия и потребности растений, что способствует сохранению водных ресурсов и повышению эффективности сельхозпроизводства. Например, датчики влажности, установленные в поле, передают информацию на центральный компьютер, который, анализируя данные о погоде и стадии развития растений, автоматически регулирует подачу воды. Благодаря этому фермеры могут экономить водные ресурсы, одновременно повышая урожайность.

Представим фермера из Туркестанской области, который раньше поливал  поля по графику, не учитывая реальные потребности растений. С внедрением умного орошения он может сократить расход воды на 20-30%, при этом получая тот же или даже больший урожай.

Благодаря очистке сточных вод Сингапур обеспечивает серьезную долю потребности в питьевой воде

Другие страны, сталкивающиеся с дефицитом воды, также активно внедряют инновации. Израиль, признанный лидер в области водосберегающих технологий, достиг значительных успехов. Например, в стране развивают технологии опреснения соленой и солоноватой воды из моря. В 2022 году таким путем здесь производилось 85% питьевой воды. Передовые системы мониторинга утечек, использующие датчики и аналитику данных, позволяют быстро обнаруживать и устранять потери воды в трубопроводах.

Сингапур, будучи островным государством с ограниченными водными ресурсами, инвестирует в передовые технологии. Например, в систему очистки сточных вод до уровня питьевой NEWater. Сегодня с ее помощью Сингапур обеспечивает 40% потребностей в питьевой воде. А в ближайшие годы правительство планирует увеличить этот показатель до 55% от общего объема.

Также для решения проблемы используются цифровые двойники. Они трансформируют подходы к управлению водными ресурсами, позволяя моделировать различные сценарии и оптимизировать работу систем водоснабжения и водоотведения. В китайском городе Гулин внедрение цифрового двойника системы водоснабжения позволило значительно снизить потери воды и повысить эффективность ее использования.

В Берлинском техническом университете создан цифровой двойник насосной станции, который позволяет прогнозировать и предотвращать аварийные ситуации, снижая время и затраты на техническое обслуживание на 30% и 25% соответственно. Универсальная автоматизация, как ключевой элемент цифровизации, позволяет быстро адаптировать системы к новым требованиям и технологиям, а также сокращает на 68% время, затрачиваемое на инженерные работы.

Опыт разных стран показывает, что цифровые технологии могут сыграть решающую роль в обеспечении устойчивого управления водными ресурсами. Международная ассоциация воды (IWA) запустила программу «Цифровая вода», направленную на обмен опытом и внедрение цифровых решений в водном секторе. Это подтверждает глобальный тренд на цифровизацию водного хозяйства и важность международного сотрудничества в этой области.

Айтишники играют ключевую роль в разработке решений для водного хозяйства

Для устойчивого водоснабжения Казахстану необходима комплексная стратегия, объединяющая технологические инновации, государственную политику и взаимодействие бизнеса и ИТ-сектора. На мой взгляд, айтишники играют ключевую роль в разработке решений для водного хозяйства, открывая новые возможности как для решения проблемы дефицита воды, так и для развития бизнеса.

Представьте стартап, который создает умные водосчетчики, интегрированные с системой мониторинга инфраструктуры. Такая система не просто собирает данные о потреблении, но и анализирует их с помощью машинного обучения и ИИ, выявляя утечки и аномалии в режиме реального времени. Это позволяет коммунальным службам оперативно реагировать на проблемы, предотвращая потери воды и экономя значительные средства.

А фермерам тот же стартап может предложить платформу для прогнозирования водного баланса и оптимизации орошения, учитывающую погодные данные, тип почвы и потребности конкретных культур. Результат – экономия воды, повышение урожайности и рост прибыли.

Еще один перспективный рынок – мобильные приложения для потребителей. Геймификация, персонализированные рекомендации по экономии воды, возможность сравнить свой расход с соседями – все это может мотивировать людей более ответственно относиться к водным ресурсам, а разработчикам таких приложений – зарабатывать, предлагая подписки или интегрируясь с поставщиками коммунальных услуг.

Наиболее перспективные направления:

1. Интернет вещей (IoT и IIoT) для умных систем водоснабжения и орошения;

2. Искусственный интеллект и машинное обучение для анализа данных и оптимизации водопользования;

3. Технологии опреснения воды (обратный осмос, многоступенчатая флэш-дистилляция);

4. Современные технологии обработки и повторного использования сточных вод (мембранная фильтрация, ультрафиолетовая дезинфекция).

Заключение

Обеспечение Казахстана чистой водой –  задача, требующая комплексного подхода. Решение этой проблемы лежит на стыке технологических инноваций, политических, экономических и социальных аспектов.

Реформирование тарифной политики, стимулирование инвестиций в технологии, повышение общественной осведомленности и международное сотрудничество – ключевые направления, которые позволят Казахстану обеспечить доступ к чистой воде для нынешнего и будущих поколений.