درک تأثیر انواع خشکسالی در مقیاس منطقه‌ای و ملی و هم‌چنین تعیین اقدامات کاهشی و استراتژی‌های سازگاری جهت مقابله با خشکسالی امری ضروری است. به‌طورکلی خشکسالی‌ها به سه دسته خشکسالی هواشناسی، هیدرولوژیکی و کشاورزی طبقه‌بندی شده‌اند. خشکسالی‌های هواشناسی، هیدرولوژیکی و کشاورزی به‌ترتیب بر حسب کمبود بارندگی، جریان رودخانه و رطوبت خاک به صورت جداگانه یا با هم تعریف می‌شوند.
منابع آبی به‌ویژه در شمال آفریقا، آسیای مرکزی، غرب آسیا و … همواره به عنوان یک منبع فیزیکی کمیاب محسوب می‌شوند. از سوی دیگر سیستم مدیریت فعلی آب به دلیل کاهش منابع، پیچیدگی مقررات و هم‌چنین افزایش تقاضای آب در جامعه با مشکلات اساسی مواجه است. از سال۱۹۸۷ زمانی که کمیسیون جهانی محیط زیست و توسعه[۱] گزارش «آیندهٔ مشترک ما» را منتشر کرد، موضوع پایداری به رکن اساسی مباحث مرتبط با محیط زیست و توسعه تبدیل شده است.
در همین راستا سومین مجمع جهانی آب در سال۲۰۰۳ بیان میکند که آب شیرین و پاک منبع گران‌بها و محدودی‌ست که جهت دستیابی به توسعهٔ پایدار، رشد اقتصادی، ثبات اجتماعی و کاهش فقر از اهمیت ویژه‌ای برخوردار هست. در حال حاضر امنیت جهانی آب به یک مشکل جدی در سطح جهان تبدیل شده است. با این حال، نیاز به حل چنین مشکلی با استفاده از رویکردهای غیرمتعارف مانند استفاده از فناوری بلاکچین[۲] غیرمتمرکز وجود دارد . بلاکچین فناوری‌ای است که از یک لایهٔ کاربردی مبتنی بر اینترنت تشکیل شده است. در این فناوری با استفاده از پروتکل‌های پردازش شده، سطوح جدیدی از ساختار ایجاد می‌شود تا تراکنش‌های اقتصادی شفاف و دموکراتیک را فراهم کند.
دیجیتالی‌شدن و فناوری بلاکچین
امروزه تغییرات کامپیوتری به بخش مهمی از بهبود چارچوب‌ها و رویه‌ها تبدیل شده‌اند. پیشرفت‌های رو‌به‌رشد جدید، از جمله بلاکچین، کلان داده‌ها، هوش مصنوعی[۳]، اینترنت اشیاء[۴] و یادگیری ماشینی[۵] به‌سرعت جایگزین چارچوب‌های قدیمی‌شده و امکان پیشرفت سریع در جامعه را فراهم میکند. به‌طور خاص، یک زنجیرهٔ بلوکی یا یک دفتر‌کل توزیع‌شده در ابتدای زنجیرهٔ بلوکی، یک ساختار پیوستهٔ در حال تکامل از سوابق دیجیتال است که با استفاده از پروتکل‌های استاندارد قابل قبول به هم مرتبط هستند. هر بلوک دارای یک هش رمزنگاری جاسازی‌شده از تراکنش قبلی، یک رکورد زمانی و تبادل اطلاعات است.
امروزه بلاکچین به عنوان یک ترکیب یکپارچه، ابداعی در نظر گرفته می‌شود که می‌تواند در اشکال مختلف ارائه شود. مزیت فناوری بلاکچین بر بهبود و ایجاد برنامه‌های عملیاتی ساختاریافتهٔ جدید و دیجیتالی‌کردن منابع استوار است. بلاکچین یا دفتر کل توزیع شده یک نوآوری مرکزی است که به عنوان یک ساختار قوی مانع از ایجاد اشتباهات مختلف سازمانی می‌شود و به شرکت‌ها و ارگان‌ها این امکان را می‌دهد تا فرآیندهای خود را به شیوه‌های کلی سازمان‌دهی کنند. در بخش خدمات آب کشاورزی بلاکچین می‌تواند شیوه‌های پشتیبانی، نظارتی و ایجاد قوانین را از طریق کامپیوتر مدیریت کند.
هم‌چنین بلاکچین می‌تواند در ایجاد یک محیط محرمانه با بازنمایی از واقعیت مؤثر واقع شود. از طرفی بلاکچین‌ها می‌توانند یک ساختار معقول توزیع‌شده انفرادی در داخل ایجاد کنند که امکان همکاری سازمان‌ها به عنوان یک تیم با شرکای خود را فراهم کند که این امر باعث ایجاد شرایط محرمانه بین اعضای گروه می‌شود. واضح‌ترین مزیتی که فناوری بلاکچین ارائه می‌دهد شفاف‌سازی است. هم‌چنین این فناوری می‌تواند ثبت سوابق را منسجم‌تر، ساده‌تر و خودکارتر سازد و باعث صرفه‌جویی در زمان و منابع شود.
فناوری بلاکچین چگونه در مدیریت آب مؤثر است؟
لایهٔ زیرزمینی که منابع آبی را در برمی‌گیرد به عنوان آبخوان شناخته می‌شود. این لایه حاوی آب بوده و می‌توان آب را از آن استخراج کرد. لایه‌ی آبخوان بیش از یک دهه است که توسط صنعتگران و کشاورزان مورد بهره‌برداری بیش از حد قرار گرفته است که این امر منجر به کاهش شدید سطح آب شده است. اگر این وضعیت ادامه یابد، سطح آب در آینده‌ای نه چندان دور کاهش می‌یابد و به وضعیتی شبیه آب‌شکن می‌رسد. نکتهٔ مهمی که در اینجا در مورد سناریوی فعلی باید به آن توجه کرد این است که امروزه ردیابی سطح آب با کمک بلاکچین و اینترنت اشیاء فراهم شده است. هدف پلتفرم‌های بلاکچینی کمک به ردیابی سریع سطح آب است که در نتیجه کشاورزان را قادر می‌سازد تا منابع آبی را به صورت عاقلانه‌تر مصرف کنند. در همین راستا فناوری بلاکچین از حسگرهای اینترنت اشیاء استفاده خواهد کرد. این حسگرها داده‌های استخراج آب را به ماهواره‌ها منتقل می‌کنند. در نهایت تمامی این اطلاعات در زمان واقعی در دفتر کل بلاکچین و بلاکچین هوشمند سازگار با مخاطبین ذخیره می‌شود. پلتفرم بلاکچینی جهت استفادهٔ تمام مصرف‌کنندگان آب مانند کشاورزان و سرمایه‌گذاران قابل‌‌دسترسی خواهد بود.
ازآنجایی‌که بلاکچین سیستم ردیابی دقیقی خواهد داشت، لذا از این سیستم جهت صدور سهام آب زیرزمینی استفاده می‌شود. این سهام توسط فعالان منطقه قابل خرید و معامله است. به عنوان مثالTFT[۶] آژانس پایداری‌آب‌ها‌ی‌زیرزمینی در دلتای شمالی تشکیل داده است. این آژانس سازمان‌های کوچک‌تر را جهت استفادهٔ پایدار از آب‌های زیرزمینی گرد هم می‌آورد. هدف این همکاری کمک به ایجاد یک سیستم منصفانه است که ردیابی سطح آب را آسان میکند. از آن‌جایی که سیستم در زمان واقعی کار خواهد کرد، اطلاعات بسیار معتبر و شفاف خواهند بود؛ میزان مصرف آب زیرزمینی به‌طور شفاف و در زمان واقعی اندازه گیری می‌شود. هم‌چنین بر اساس یک پروژهٔ تحقیقاتی در کنیا با [۷]USAID(اتحادیهٔ آب و سایر شرکا) اکنون در حال استفاده از تخصص خود جهت ساخت سیستم‌های پشتیبانی تصمیم برای مدیریت آب به منظور جمع‌آوری داده‌های آب‌های سطحی و زیرزمینی، بهینه‌سازی جریان کار و تجزیه‌و‌تحلیل برای مقابله با چالش‌های مشابه در کالیفرنیا هستند.
آیا فناوری بلاکچین واقعاً کمک‌کننده است؟
فناوری‌های دیجیتال مانند بلاکچین جهت حل مشکلات پیچیده راه‌حل‌های ساده‌تری ارائه می‌دهد. لذا این فناوری ابتدا بر پیچیدگی‌های سیستم تمرکز دارد. هم‌اکنون یک تیم تحقیقاتی در حال ترسیم نحوهٔ انجام معاملات در NSW[۸] براساس لایه‌به‌لایه و بررسی پیچیدگی‌های سیاست تجارت آب، جهت تعیین این مسئله که آیا فناوری بلاکچین می‌تواند به اندازهٔ کافی تمام کاستی‌ها را رفع کند و در عین حال اطمینان دهد که تمام قوانین و خط‌مشی لازم را برآورده کرده است یا خیر.
به عنوان مثال، در طول سه سال گذشته، شرکت آروپ[۹] پروژه‌های تحقیقاتی را جهت کمک به شرکت‌های برق اجرا کرده است تا چگونگی استفاده از فناوری جهت دستیابی به منابع آبی پایدار را مشخص کند. این پروژه‌ها از نقشه‌برداری گرفته تا استوری‌برد، مانند The Future of Urban Water و Digital Tide به لحاظ رویکرد متفاوت عمل می‌کنند. لذا داده‌های ثبت‌شده در چنین سیستمی برای افرادی که زیرساخت‌های آبی را طراحی می‌کنند، یا معیشت‌شان به پیش‌بینی جریان‌های آینده بستگی دارد، بسیار ارزشمند خواهد بود. هم‌چنین این سیستم می‌تواند امکان بهبود درک عمومی از مکان جریان آب را فراهم کند.
کاربردهای بلاکچین در مدیریت آب
در حال حاضر آب به‌عنوان یک دارایی حیاتی در تمامی بخش‌ها به خصوص بخش کشاورزی محسوب می‌شود. منابع آبی به‌طور متوسط جهانی، حدوداً” 70 درصد در بخش کشاورزی، 20 درصد در بخش صنعتی، و 10 درصد در بخش شرب مصرف می‌شوند. بنابراین، به منظور پیشبرد اهداف اقتصادی، بررسی بخش‌هایی که وابستگی شدیدی به منابع آبی دارند، بسیار ضروری است. امروزه مسائل متعددی در بخش مدیریت آب مانند دوره‌های خشکسالی، سیل، کمبود منابع آبی، عدم وجود زیرساخت‌های لازم و کاهش کیفیت آب وجود دارد که نیازمند ارائه‌ی برنامه‌های کاربردی جهت مقابله با این بحران‌ها هستند. علیرغم اینکه آب مهم‌ترین دارایی حیاتی در سراسر جهان است، اما در مقابل سایر دارایی‌های حیاتی کمتر مورد توجه قرار گرفته است.
این موضوع اساسی نیازمند یک روش فراگیر و مبتکرانه است که نه تنها در بخش‌های عمومی بلکه در بخش‌های خصوصی نیز قابلیت اجرا داشته و علاوه بر آن در بخش‌های حاشیه‌ای نیز تأثیرگذار باشد. از این رو استفاده از فناوری بلاکچین در راستای حل مشکلات مربوط به صنعت کشاورزی مانند مقابله با خشکسالی، مدیریت شبکهٔ توزیع آب، کاهش خطرات ناشی از کمبود منابع آبی و هم‌چنین نظارت بر سیستم‌های مدیریت منابع آبی به صورت پویا راه‌حل نسبتاً جدیدی است. بلاکچین می‌تواند به سازمان‌های فعال در حوزهٔ آب کمک کند تا بر تنظیم صورت‌حساب‌های مالی و تسویه‌حساب بدهی‌ها نظارت مؤثر داشته باشد، به الگوهای خشکسالی مختلف دست یابند و هم‌چنین به حفظ درآمد بخش منابع آبی در طول خشکسالی شدید توجه ویژه‌ای داشته باشند.
فناوری بلاکچین و تجارت آب
در ساده‌ترین حالت، تجارت آب شامل تبادل داوطلبانهٔ حقوق دسترسی به منابع آبی بین خریدار و فروشنده است. بر همین اساس نهادهای دارای مجوزی جهت جمع‌آوری مقدار معینی آب از رودخانه، دریاچهٔ آب زیرزمینی یا مخزن و هم‌چنین فروش بخشی از سهمیهٔ خود ـبه قیمتی که بازار تعیین می‌کندـ تشکیل شده‌اند. در‌عمل، فرآیندهای راه‌اندازی بازارهای تجارت آب بسیار پیچیده است. در بازارهای تجارت آب ممکن است تراکنش‌ها بسیار آهسته و سخت صورت گیرد و امکان فرصت‌طلبی و حتی فساد فراهم شود. به همین ترتیب، درزمینهٔ تجارت آب، بلاکچین نه تنها استانداردها، تأییدیه‌ها و نام‌گذاری‌ها را ارائه و سازمان‌دهی میکند، بلکه اطلاعات موردنیاز را در اختیار طرفین تصمیم‌گیرنده قرار می‌دهد.
کاربرد بلاکچین در زمینهٔ کمک به کشاورزان جهت مقابله با خشکسالی
امروزه دانشمندان عنوان می‌دارند که اختلالات ناشی از تغییرات آبوهوایی افزایش چشمگیری یافته است، زیرا تغییرات آبوهوایی با منشأ انسانی مانند پدیده‌ی خشکسالی، همراه با افزایش روز‌افزون جنگل‌زدایی (سوزاندن یا قطع درختان جهت تولید زغال یا افزایش زمین‌های کشاورزی) سبب افزایش دما و تشدید پدیدهٔ گردوغبار شده است. از این رو ممکن است کشاورزان جهت مقابله با شرایط آب و هوایی خاص و ناگهانی مانند طوفان، خشکسالی و سیلاب‌های شدید آمادگی لازم را نداشته باشند. در اینجاست که ضرورت کاربرد تکنولوژی‌های جدید مانند بلاکچین بیش از هر زمان دیگری احساس می‌شود.
در همین راستا بیمهٔ کشاورزان در برابر تغییرات آبوهوایی با استفاده از فناوری بلاکچین نمونهٔ یک تلاش بشردوستانه جهت حمایت از کشاورزان با استفاده از تکنولوژی‌ست. به‌طور مثال ائتلاف Crypto Climate Lemonade یکی از انبوهی از استارت‌آپ‌ها و سازمان‌های خصوصی‌ست که به دنبال استفاده از بلاکچین جهت مقابله با چالش‌های اجتماعی و اقتصادی و اقلیمی در سراسر جهان هستند. بنیاد لیموناد[۱۰] در افریقا، بااستفاده از فناوری بلاکچین چندین پلتفرم مختلف از جمله Avalanche، Chainlink و DAOstack را برنامه‌ریزی کرده است که به جذب مجموعهٔ سرمایه‌گذاری کمک میکند که از طریق آن سرمایه‌گذاران می‌توانند مبالغی را جهت بیمهٔ کشاورزان فراهم کنند. بر اساس گزارش‌ها بنیاد لیموناد در سال ۲۰۲۱ نرخ جذب سرمایه‌اش، بیش از ۷۸درصد رشد داشته است که پیش‌بینی شده این شرکت هر ساله بیش از 70 درصد رشد خواهد داشت.
نمونه‌هایی از کاربرد فناوری بلاکچین جهت مقابله با خشکسالی در کشورهای پیشرو
الف) کالیفرنیا:
- شرکت IBM در کالیفرنیا در حال بررسی نحوهٔ استفاده از بلاکچین به شیوه‌ای غیر متعارف است. این شرکت پروژه‌ای را طرح‌ریزی کرده است که در آن با ادغام دو فناوری بلاکچین و اینترنت اشیاء به ردیابی سریع سطح آب کمک میکند.
- [۱۱]TFT یک سازمان خصوصی‌ست که در راستای حفاظت از اکوسیستم آب شیرین فعالیت دارد. این سازمان با همکاری IBM Research و SweetSense Inc و با استفاده از فناوری بلاکچین می‌تواند به‌طور دقیق سطح آب زیرزمینی در کالیفرنیا را کنترل و ردیابی کند.
ب)کلرادو:
در حال حاضر ایالت کلرادو لایحه‌ای را تصویب کرده است که زمینه را برای کاربرد فناوری بلاکچین در مدیریت آب فراهم میکند. هم‌چنین در این لایحه سایر فناوری‌های نوظهور مانند سنسورهای راه دور، سیستم‌های ماهواره‌ای و پهپاد مورد مطالعه قرار می‌گیرند. استفاده از این فناوری‌ها نظارت و مدیریت آب‌های سطحی و زیرزمینی را بهبود می‌بخشد. این لایحه در زمانی ارائه شد که ایالات‌متحده با یکی از بدترین دوره‌های خشکسالی تاریخ خود مواجه بود. ایالت‌های غربی بدترین شرایط را داشته، به‌طوری‌که سال۲۰۲۰ خشک‌ترین یا دومین سال خشک از زمان شروع ثبت رکورد در سال ۱۸۹۵ بوده است.
ج)استرالیا:
استرالیا به‌طور گسترده به عنوان یک کشور پیشگام در سطح جهان در زمینهٔ منابع آبی شناخته می‌شود. به‌طور شفاف استرالیا در حوزهٔ بازارهای تجارت آب‌و فناوری بلاکچین به عنوان یک نهاد حیاتی جهت مدیریت چنین منابع کمیابی در بخش‌های شهری، صنعتی و کشاورزی عمل میکند.
جمع‌بندی
در حال حاضر بحران‌های تأمین آب در کشور مانند: خشکسالی، تأمین آب شرب شهرها و روستاها، تأمین آب در بخش صنعت و کشاورزی به یک مسئلهٔ جدی تبدیل شده است. کمبود منابع آبی و در پی آن خشکسالی پیامدهای جبران‌ناپذیری از جمله: فرونشست زمین، تخریب اکوسیستم طبیعی دریاچه‌ها و تالاب‌ها، برداشت بی‌رویه از منابع آب زیرزمینی و… به دنبال دارد. از این رو مسئلهٔ آب اولین مسئلهٔ اساسی کلان در ایران است. در همین خصوص مواردی همچون متوسط بارش سالانه به میزان ۲۵۰میلی‌متر در ایران، قرارگیری بخش وسیعی از کشور در شرایط آبوهوایی خشک و نیمه‌خشک و هم‌چنین پراکندگی منابع آبی و زمان‌بندی بارندگی به صورت ناهمگون باعث تشدید فزایندهٔ بحران خشکسالی شده‌اند. پیامد تمامی این چالش‌ها را می‌توان در بحران تالاب‌های بختگان، هامون، جازموریان و دریاچه‌های ارومیه و هم‌چنین کاهش فزایندهٔ آب کارون و زاینده‌رود و خطر فرونشست زمین مشاهده کرد. افزون بر این‌ها در کشور ایران بیش از ۹۰درصد منابع آبی در بخش کشاورزی مورد استفاده قرار می‌گیرد. از آن جا که بسیاری از مردم در مناطق روستایی و دورافتاده برای گذران زندگی به کشاورزی وابسته‌اند، در اینجا لزوم ارائهٔ یک راهکار اثربخش بسیار ضروری به نظر می‌رسد. لذا فناوری بلاکچین یکی از مؤثرترین شیوه‌ها جهت پاسخ سریع در مدیریت منابع آبی و خشکسالی است. با اضافه‌شدن بلاکچین، می‌توان شکاف‌های اعتماد و شفافیت حیاتی را پر کرده و ایجاد یک پلتفرم قوی، مقیاس‌پذیر و مقرون‌به‌صرفه برای مدیریت منابع آب زیرزمینی باارزش در هر نقطه از جهان ممکن ساخت.
در نهایت می‌توان چنین گفت که کاربرد فزایندهٔ فناوری‌های نوظهور در اکوسیستم باعث ارائهٔ راه‌حل‌های کاربردی و مدیریتی جهت مقابله با چالش‌های اقلیمی می‌شود. در اینجا اشاره به این نکته ضروری است که عدم ارائهٔ راهکارهای جدید جهت مدیریت خشکسالی و در پی آن تداوم این پدیده می‌تواند موضوع آب را از یک مسئلهٔ زیست‌محیطی در بلندمدت تبدیل به یک موضوع چندبعدی با تأثیرات امنیتی قابل‌توجه خصوصاً در زمینهٔ منازعات قومی و منطقه‌ای کند.
منابع:
- عبدالهی علی‌اصغر،بختیاری آتوسا، بنی‌اعمام مهرناز. فناوری‌های نوین در پایش و مدیریت بحران خشکسالی، کنفرانس ملی توسعه کشاورزی، زمین سالم، 1397
- http://www.stnews.ir/
- https://coingeek.com/colorado-passes-law-to-study-blockchain-for-water management-as-drought-worsens/
- https://finance.yahoo.com/news/how-the-blockchain-can-bring-weather-insurance-to-people-amid-climate-change
- https://shamizanjani.ir/
- https://www.ana.press/news
- https://www.arup.com/projects/water-trading-with-blockchain
- https://www.blockchain-council.org/blockchain/how-california-uses-blockchain-and-iot-to-tackle-drought-problem/
- https://www.ghatreh.com
- https://www.researchgate.net/publication/352155945_Drought_occurrence_in_Different_River_Basins_of_India_and_blockchain_technology_based_framework_for_disaster_management
