يُعد تحليل المخاطر أمرًا حيويًا في إدارة جودة المياه وحمايتها من الضغوطات المجهولة والمتطورة على توافر موارد المياه وجودتها من المصادر البشرية والطبيعية. إن خصوصية وأهمية إجراء مزيد من التحليل للعوامل التي تؤثر على جودة مصادر المياه هي الحاجة إلى نهج أكثر تعقيدًا يمكن أن يغطي مجموعة واسعة من العوامل ويقدم شرحًا شاملاً للظاهرة. تسعى هذه الورقة إلى مراجعة منهجية للأدبيات الحالية حول تقييم المخاطر المتكامل لإدارة جودة المياه في حوض نهر دانجيانغكو (DJKRB). يُعد حوض نهر دانجيانغكو مصدر المياه للمسار الأوسط لمشروع تحويل المياه من الجنوب إلى الشمال في الصين (MRSNWDPC)، وهو أطول مشروع لتحويل المياه بين الأحواض في العالم، وبالتالي فإن جودة مياهه حيوية لرفاهية أكثر من 100 مليون شخص. ستفحص هذه المراجعة الموضوعات والنهج البارزة، والمواقف المشتركة، والتناقضات المحددة، وتطور المنطقة، والتأملات الهامة حول القضية المطروحة.
ثانياً: الموضوعات الرئيسية في تقييم المخاطر المتكامل لجودة المياه
تدور الموضوعات الرئيسية المنبثقة من الأدبيات حول تقييم المخاطر المتكامل لجودة المياه حول ثلاثة مجالات رئيسية: جودة المياه وكيفية تأثيرها على السطح، ومعايير سبب التغير في جودة المياه، والطرق المستخدمة في تقييم المخاطر.
ثالثاً: المنهجيات المستخدمة في الدراسات
تشمل المفاهيم المطبقة في تحليل حوض نهر دانجيانغكو ما يلي: جمع البيانات الدقيق، والتحليلات الإحصائية المناسبة، واستخدام نظرية المعلومات، بالإضافة إلى تحليل مجموعة الأزواج.
رابعاً: نقاط الاتفاق والنقاش والفجوات في البحث
تُظهر الأدبيات مجالات واضحة للاتفاق وتكشف عن ثغرات تتطلب مزيدًا من البحث.
خامساً: التطور في المجال بمرور الوقت
كان تحليل جودة المياه مجالًا ديناميكيًا خاصة فيما يتعلق بمؤشر جودة المياه، وتطبيق نظرية المعلومات، وتحليل مجموعة الأزواج.
سادساً: الرؤى النقدية والمواءمة السياقية
تقدم الدراسة نتائج مهمة تتناسب مع الفهم العام لجودة المياه وتحليلات المخاطر.
تهدف هذه الورقة إلى مراجعة الأدبيات في محاولة لتحقيق هدفين يشملان ما يلي: أولاً، تهدف هذه الورقة إلى إثبات أن تقييم المخاطر الفردي غير كافٍ لإدارة جودة المياه، ومن هنا تأتي الدعوة إلى تقييم المخاطر المتكامل في إدارة حوض نهر دانجيانغكو. من الدراسة، يتضح أن حوض نهر دانجيانغكو يتمتع بجودة مياه جيدة ومستقرة، بعضها مرتبط بالأنشطة البشرية للأراضي المبنية والتلوث الزراعي غير النقطي. يُظهر تطبيق مؤشر جودة المياه ونظرية المعلومات وتحليل مجموعة الأزواج بوضوح أن هناك حلاً جديدًا وشاملًا لتقدير مخاطر جودة المياه. ومع ذلك، لا يوجد عمل سابق متاح يوفر تحليلاً متكاملاً لحالة ومخاطر جودة المياه في حوض نهر دانجيانغكو للمساعدة في إدارة موارد المياه بشكل فعال وكفء. يجب توجيه المزيد من العمل نحو فحص أكثر تفصيلاً للتغيرات في جودة المياه وإلى مزيد من التطوير للسجلات الموسعة. وبالتالي، فإن الإطار المتكامل المقدم في هذه الدراسة سيكون مفيدًا في جدولة قرارات إدارة موارد المياه الأخرى في الأحواض التي تم تحليلها والأحواض المماثلة في جميع أنحاء العالم.
(Zhang et al., 2023)
Zhang, C., Nong, X., Shao, D., & Chen, L. (2023). An integrated risk assessment framework using information theory-based coupling methods for basin-scale water quality management: A case study in the Danjiangkou Reservoir Basin, China. Science of the Total Environment , 884 . https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2023.163731
تقييم مخاطر جودة المياه المتكامل في حوض خزان دانجيانغكو
خزان دانجيانغكو (DJKR) هو ثاني أكبر خزان في الصين ويزود المياه لمشروع تحويل المياه من الجنوب إلى الشمال في الصين (MRSNWDPC) ، والذي ينقل المياه من جنوب الصين إلى شمالها. يوفر هذا المشروع المياه لأكثر من عشرات الملايين من الناس، مما يجعل جودة المياه في حوض خزان دانجيانغكو أمرًا حيويًا لصحة الإنسان ومجموعة كبيرة من النباتات والحيوانات التي تعيش في هذه المنطقة الفريدة التي تزيد مساحتها عن 92500 كيلومتر مربع. تظهر الحاجة إلى تحسين جودة المياه والحفاظ عليها في هذا الحوض في ضوء إمدادات مياه الشرب الآمنة، وإدارة استخدامات المياه الزراعية والصناعية، فضلاً عن الحفاظ على التوازن الدقيق للنظم البيئية.
تم قياس تسعة مؤشرات لجودة المياه شهريًا عبر 47 موقعًا في حوض خزان دانجيانغكو بين عامي 2020 و 2022. وشملت هذه: درجة حرارة الماء (WT) ، ودرجة الحموضة (pH) ، والأكسجين المذاب (DO) ، ومؤشر برمنجنات (CODMn) ، والطلب على الأكسجين الكيميائي الحيوي لمدة خمسة أيام (BOD5) ، ونيتروجين الأمونيا (NH3-N) ، والفوسفور الكلي (TP) ، والنيتروجين الكلي (TN) ، والفلورايد (F-). تعطي هذه المؤشرات صورة واضحة وعامة عن الجودة الفيزيائية والكيميائية والبيولوجية للمياه.
مؤشر جودة المياه (WQI) هو مؤشر واحد مشتق من مؤشرات جودة المياه المختلفة التي تصف جودة جسم مائي. في هذا البحث، تم حساب مؤشر جودة المياه لكل موقع أخذ عينات مع مراعاة المؤشرات التي تم الحصول عليها. ثم تم تصنيف قيم مؤشر جودة المياه إلى خمس درجات: يتراوح من ممتاز (81-100) ، جيد (61-80) ، متوسط (41-60) ، منخفض (21-40) ، وسيء (0-20). سهل هذا حساب حالة جودة المياه في حوض خزان دانجيانغكو في مواقع مختلفة وكذلك خلال الفترة الزمنية المحددة بشكل شامل وكان من السهل تحقيق فهم مركزي. يفيد مؤشر جودة المياه في مساعدة كل من المحترفين وغير المحترفين على الحصول على تلميح حول جودة المياه.
وبالتالي، تم إثبات أن المياه في حوض خزان دانجيانغكو ذات جودة مرضية، في الغالب "جيدة" و "ممتازة" في مجموعة من الجوانب والمؤشرات خلال فترة الرصد. ولكن، لوحظت اتجاهات طولية وعرضية غريبة لعدد قليل من الروافد التي تحتوي على مؤشر جودة مياه أقل من الروافد الأخرى. على وجه الخصوص، حافظ رافد شيندينغهي (SDH) على أدنى قيمة لمؤشر جودة المياه وكان يتراوح أحيانًا على أنه "متوسط". أشارت درجات حرارة المتوسط اليومي إلى اتجاه عام لتحسين جودة المياه في الصيف على الرغم من أنه كان أدنى موسم لجودة المياه، وكان الشتاء هو ثاني أسوأ جودة تليها جودة الخريف والربيع. تم تحديد الجودة الكيميائية للمياه على أنها ثابتة إلى حد ما في جميع الأنحاء.
إنتروبيا النقل (TE) هي ميزة نظرية معلومات تقدر كمية تدفق المعلومات من مصدر إلى نظام مستهدف. في هذه الدراسة، تم استخدام إنتروبيا النقل لتقييم تأثير التغيرات في جودة المياه في الروافد على جودة المياه في خزان دانجيانغكو. مكّن هذا الباحثين من تحديد الروافد التي تساهم بشكل أكبر في جودة المياه الإجمالية للخزان.
وبالتالي، حددت الدراسة عدة عوامل تؤثر على جودة المياه في حوض خزان دانجيانغكو. تم التأكيد على أن الكميات الأكبر من استخدام الأراضي المبنية واستهلاك المياه الزراعية كانت من أعلى العوامل المساهمة في زيادة حمولة المغذيات في الأنهار. تم اختبار متغيرات مهمة أخرى أيضًا، بما في ذلك الناتج المحلي الإجمالي، وسحب المياه الصناعية، ومساحة أراضي الغابات، أو الكثافة السكانية. تم العثور أيضًا على عوامل أخرى مثل هطول الأمطار وساعات النهار لها تأثير (وإن كان أقل) على الخصائص الفيزيائية والكيميائية للمياه. في هذه الحالة، أشار تحليل النتائج إلى أن الظروف البشرية مثل استخدام الأراضي والتنمية الاقتصادية المقابلة تلعب دورًا أكبر من الظروف الجوية.
تحليل مجموعة الأزواج (SPA) هو نهج مناقشة يستخدم لتقييم العلاقة بين مجموعتين من حيث الهوية والمعارضة والاختلاف. استخدمت هذه الدراسة طريقة تحليل مجموعة الأزواج الشاملة من أجل فحص مخاطر جودة المياه على مستوى الحوض الفرعي. تم استخدام كل من إنتروبيا النقل وتحليل مجموعة الأزواج، والتي تدمج ظروف جودة المياه المحلية وتأثيرات الأحواض الفرعية على الخزان الرئيسي في نموذج تقييم المخاطر المحسن. مكّن هذا النهج من تقييم مستويات مخاطر الأحواض الفرعية حيث تم تحديدها متوافقة مع مستوى تدهور جودة المياه المحتمل لخزان دانجيانغكو المصنف من المستوى 1 إلى المستوى 5.
أشار تقييم المخاطر إلى أن ما يقرب من خمسين بالمائة من الأحواض الفرعية في حوض خزان دانجيانغكو لديها مستوى مخاطر منخفض نسبيًا؛ ومع ذلك، فإن بعض الأحواض الفرعية لديها مستويات مخاطر أعلى من حيث تدهور جودة المياه، وخاصة الأحواض الفرعية المحيطة بالقرب من نقطة إمداد المياه لمشروع تحويل المياه من الجنوب إلى الشمال في الصين، مثل لاوجوانخه وتشيه ولانغخه. لذلك من المهم أن تركز جهود إدارة التلوث في هذه المناطق لتحسين إمدادات المياه ذات الجودة الجيدة لمشروع تحويل المياه من الجنوب إلى الشمال في الصين ومستهلكيها. قدمت الدراسة كذلك إطارًا متكاملاً يمكن تطبيقه بسهولة من قبل الممارسين وكذلك عامة الناس في تقييم جودة المياه على نطاق الحوض وأيضًا للإشارة إلى المناطق عالية المخاطر للإدارة، وبالتالي، إظهار طريقة فعالة لنهج إدارة مخاطر جودة المياه القائم على البيانات.
تم إضافة العنصر للسلة بنجاح.