Ang mga tao sa mga bansang binuo ay nag-tap sa ligtas at ligtas na pag-inom ng daloy ng tubig, isang kapansin-pansing benepisyo sa kalusugan na malamang na hindi nila pinapayagan. Ang kasiya-siya na iyon ay unti-unting nawala noong nakaraang taon nang ang mga bata sa Flint, Michigan, ay nagsimulang pagsubok ng positibo para sa pagkalason ng lead at pinagmulan ang pinagmulan upang mag-tap ang tubig. Ngunit ang Flint ay hindi dapat kumuha ng sinuman sa pamamagitan ng sorpresa; sa katunayan, ang mga propesyonal sa industriya ng tubig ay nagbigay ng alerto sa mga taon. Ang karamihan sa imprastraktura ng tubig sa daigdig na binuo ay itinayo 70 sa 100 taon na ang nakakaraan at malapit na ang katapusan ng kapaki-pakinabang na buhay nito. Sinasabi ng American Water Works Association na ipinasok natin ang "panahon ng kapalit," kung saan dapat nating gawing muli ang "mga sistema ng tubig at wastewater na ibinigay sa atin ng mga naunang henerasyon." Karamihan sa mga tubo, depende sa kanilang mga materyales at sa kapaligiran kung saan sila naninirahan, isang habang-buhay ng 60 sa 95 na taon. Ang mga mekanikal at de-koryenteng bahagi ng paggamot ng mga halaman ay maaaring maglingkod sa 15 sa 25 na taon. Kung walang mabilis na mga pag-upgrade, malamang na makita ang deteriorating kalidad ng tubig, na may higit pang mga insidente ng lead o arsenic na pagkalason at bacterial at viral contamination, at ang pagtaas ng bilang ng mga paglabas na nakakagambala sa serbisyo ng tubig at humahantong sa pag-aayos ng kagipitan sa kagipitan.

Sa 2013 ang American Society of Civil Engineers nagbigay ng sistema ng inuming tubig ng US na isang grado ng D. Sa buong Estados Unidos, ang mga mains ng tubig 240,000 ay sumabog sa isang taon, o halos isa bawat dalawang minuto. Bawat taon, higit sa 32 bilyon kubiko metro (41 bilyon kubiko yarda) ng itinuturing na tubig ay nawala sa paglabas sa buong mundo - sapat na tubig upang maghatid ng halos 400 milyong mga tao, ayon sa World Bank. At kahit na ang pag-inom ng tubig sa Estados Unidos ay nananatiling lubos na ligtas sa pangkalahatan, ang kontaminasyon sa bakterya o mga virus ay regular na gumagawa ng mga tao na may sakit. Sa 2011-2012, nakita ng bansa Ang 32 pag-inom ng tubig na nauugnay na paglaganap ng sakit, na nagdudulot ng mga kaso ng 431 ng sakit at 14 na pagkamatay, ayon sa mga Centers for Control and Prevention ng Sakit.

Ang pag-upgrade sa higit sa 1 milyong milya (1.6 milyong kilometro) ng mga tubo ng inuming tubig sa US - kasama ang iba pang imprastraktura ng tubig - at pagpapalawak ng mga sistema upang matugunan ang mga pangangailangan ng lumalagong populasyon ay inaasahang nagkakahalaga ng higit sa US $ 1 trilyon sa susunod 25 taon, ayon sa AWWA. Kahit na ang pinansiyal na pamumuhunan na kinakailangan ay pag-iisip, ang pag-upgrade ay maaaring mangahulugan ng nagpapahina sa kalidad ng tubig mula sa mga pipa na hindi nakakalipas o hindi napapanahong mga pasilidad ng paggamot, mga pagkaantala ng serbisyo at mas mataas na mga gastos: Ito ay mas mura upang maiwasan ang pagkalansag kaysa upang ayusin ang pinsala sa tubig pagkatapos sa malagkit na mga gusali o ang mga kalsada.

Upang maisagawa ang naka-target na triage, ang mga bagong teknolohiya - mga sensor, mga smart meter at mga platform ng pamamahala ng data - ay tumutulong sa mga tagapamahala ng tubig upang gumawa ng matalinong mga desisyon tungkol sa kung paano maglaan ng mahalagang mga pondo at manatiling nangunguna sa mga problema.

"Nagsasagawa kami ng pamamahala ng pag-aari. Huwag lamang palitan x porsiyento ng mga tubo sa isang taon, "sabi ni Tommy Holmes, pambatasan na direktor ng AWWA. "Gawin ang isang pagtatasa ng iyong system at piliin kung aling 2 porsiyento ng mga tubo ang kailangang papalitan, sa halip na tumuon lamang sa isang heyograpikong lugar. Gusto mong palitan ang mga tubo sa gilid ng kabiguan muna. "

Tech Arsenal

Ang pagtulong sa paggawa ng mga istratehikong desisyon ay mga metro ng tubig, na nagpapatuloy na high-tech. Nagsisimula ang mga lungsod na mag-install ng smart meter sa mga bahay at negosyo ng mga customer upang sukatin ang paggamit ng tubig. Dahil ang advanced meter infrastructure (kilala sa negosyo bilang AMI) ay maaaring magpadala ng data tungkol sa tubig na natupok sa pamamagitan ng wireless na teknolohiya sa mga sentral na tanggapan sa real time, maaari itong "sabihin sa iyo ng maraming higit pa sa paggamit ng tubig," sabi ni Ken Thompson, representante direktor ng matalinong mga solusyon para sa tubig CH2M, isang pandaigdigang engineering company na nakabase sa Colorado na tumutulong sa mga munisipyo na magplano ng mga upgrade sa imprastraktura ng tubig, pumili ng mga teknolohiya at isama ang mga kagamitan sa isang sistema ng pamamahala. Sinabi ni Thompson na ang AMI meters ay maaaring makahanap ng paglabas sa ari-arian ng kostumer sa pamamagitan ng pagtukoy ng mga hindi karaniwang mga pattern ng paggamit. Maaari rin nilang mag-zero sa pipeline breaks sa ilalim ng kalye, na lumikha ng pagsipsip at gumuhit ng tubig sa mga bahay ng mga residente. "Kung nakikita mo ang isang kumpol na may problema sa backflow, malamang na may pipeline break na sa kalye," sabi ni Thompson. Gamit ang data na iyon, maaaring kalkulahin ng mga tagapamahala ang lokasyon ng pahinga at agad na ayusin ito bago ito makararami sa mga kalapit na bahay at daan.

Ang mga sensors ay isa pang pangunahing sangkap ng modernong imprastruktura ng tubig, na ginagamit upang makita ang mga paglabas at kontaminasyon. Ang tubig ay direktang dumaan sa sensor, na idinisenyo upang sukatin ang mga tiyak na katangian ng kemikal ng tubig. Ang sensor ay nakapaloob sa isang cylindrical kaso, karaniwan ay gawa sa metal o plastic at 8 sa 12 pulgada ang haba, na maaaring tornilyo nang direkta sa isang pipe. Ang silindro ay naglalaman din ng electronics para sa pagkolekta at komunikasyon ng data. Para sa mga sistema ng pamamahala ng tubig, ang CH2M ay karaniwang gumagamit ng tatlong uri ng mga sensor, sabi ni Thompson. Ang pag-inom ng tubig ay may isang karaniwang profile ng kemikal, kaya ang mga sensors ay dinisenyo upang makita ang mga deviations, sa halip na pagsubok para sa mga indibidwal na mga pollutants. Kung ang mga sensors ay i-flag ang isang pagkaligaw, na inaalertuhan ng mga tagapamahala ng tubig upang subukan ang tubig upang matukoy ang sanhi ng pagbabago at kung ito ay nakakapinsala sa pampublikong kalusugan.

"May daan-daang libu-libong compounds," sabi ni Thompson. "Hindi mo maaaring tingnan ang lahat."

Ang mga sensor na ginagamit ng mga kliyente ng CH2M ay kadalasang nagkakahalaga ng ilang libong dolyar bawat isa, sabi ni Thompson. Ang isang mas malaking utility tulad ng isa na nagsisilbi sa Dallas, Texas, ay maaaring gumamit ng 10 sa mga sensors ng 20, sabi niya, habang ang isang maliit na maliit na naglilingkod sa ilang libong tao ay "maaaring lumayo sa isa o dalawa."

Sa McMaster University sa Hamilton, Ontario, ang mga mananaliksik ay nagtatrabaho sa isang iba't ibang mga diskarte sa teknolohiya ng sensor ng tubig - isang mas malawak na mas mura. Gay Yuyitung, executive director ng McMaster Industry Liaison Office, sabi ng mga mananaliksik ng unibersidad na nagtatrabaho upang makabuo ng mga sensor na nagkakahalaga sa paligid ng US $ 10.

Rang mga esearcher ay nakakamit sa ganitong dramatikong slash ng presyo sa pamamagitan ng miniaturizing ang sensors (tungkol sa laki ng isang linga buto) at paggamit ng mga materyales na mababa ang gastos at mga pamamaraan ng pagmamanupaktura. "Ito ay tulad ng fabricating sensors gamit ang ink-jet printer bilang kabaligtaran sa highly specialized manufacturing, "sabi ni Yuyitung. "Ang mga ito ay binabawasan ang mga sangkap upang ito ay maaaring makabuo ng mass mura."

Ang propesor ng McMaster engineering na si Jamal Deen at ang kanyang koponan, kabilang ang mga kapwa miyembro ng engineering faculty na si Raja Ghosh at Ravi Selvaganapathy, ay bumuo mga kemikal na sensor na maaaring makakita ng murang luntian at pH sa inuming tubig. Sa itaas ng pangunahing materyal, maaari silang mag-aplay ng iba't ibang mga interface ng kemikal upang masubok ng mga sensor ang iba't ibang mga isyu sa polusyon. Sa hinaharap, ang pagbabagong ito sa mga sensor ay maaaring gawing mas madaling maabot ang mga teknolohiyang ito, lalo na para sa maliliit na kagamitan sa tubig. Sa US, ang 84.5 porsiyento ng mga sistema ng tubig sa komunidad ay naglilingkod nang mas kaunti kaysa sa mga taong 3,300.

Dahil ang mga sensor ay mura at maaaring makipag-usap nang wireless, maaari rin itong gamitin upang makatulong na matiyak ang ligtas na pag-inom ng tubig sa mga maliliit at malayong komunidad na hindi pa nakakonekta sa isang sistema ng paggamot sa munisipal na munisipalidad, tulad ng mga komunidad ng Unang Bansa sa hilaga ng Canada o kanayunan sa India sa India. Ang bagong imprastraktura ng tubig ay kinakailangan upang matugunan ang mga pangangailangan ng lumalagong mga populasyon sa buong mundo, ngunit kahit na bago ito binuo, ang mga komunidad ay maaaring makinabang mula sa mga teknolohiya na sumusukat sa kalidad ng kanilang tubig. Ang mga tao na nabubuhay sa grid ng tubig ay maaaring gumamit ng mga sensors upang masubukan ang kanilang lawa, ilog o maayos upang matukoy kung, sinasabi, ang natural na naganap na arsenic na may spiked sa kanilang suplay ng tubig o mga baka ay may kamakailang paggalaw ng kamakailang upstream.

Systems Management

Nag-aalok ang software ng isa pang teknolohikal na tool para sa pag-prioridad ng mga pag-upgrade sa imprastraktura ng supply ng munisipyo. Dalawang malaking manlalaro Microsoft's CityNext at IBM's Smarter Cities, na pag-aralan ang data mula sa mga smart meter, sensors at iba pang mga mapagkukunan upang matukoy ang mga lumilitaw na paglabas at kontaminasyon.

Ang sistema ng parke ng Miami-Dade County, na gumagamit ng higit sa 300 milyong gallons (1.14 bilyon litro) ng tubig taun-taon, ay gumagamit ng platform ng IBM upang makita ang mga iregularidad sa paggamit ng tubig at pagpapadala ng mga tagapamahala ng parke upang suriin sila. "Kami ay nagse-save ng literal na buwan sa paghahanap at reacting sa mga pag-aayos na kinakailangan," sabi ni Jack Kardys, direktor ng Miami-Dade County, Parke, Recreation, at Open Space Department. Inaasahan ng kagawaran ang 7 sa 12 na porsyento na pagtitipid sa taunang bill ng tubig na taunang US $ 4.

Nagbibigay din ang CH2M ng mga kagamitan sa tubig na may platform ng pamamahala ng mga sistema na tumutulong sa mga operator na maging maagap sa paglutas ng mga problema, sa halip na reaktibo, sabi ni Thompson. Sa 2013, na may pagpopondo ng US Environmental Protection Agency, ang CH2M na naka-install na mga sistema ng pagsubaybay at pagtugon sa Philadelphia, New York, Dallas at San Francisco. Kahit na ang mga sistema ay nilalang upang protektahan ang inuming tubig mula sa foul play, ang mga lungsod ay gumagamit ng mga ito para sa quotidian pamamahala ng kalidad ng tubig, sabi ni Thompson. Nakumpleto na ng CH2M ang isang dosenang malalaking sistema ng tubig sa US at libu-libong sistema ng iba't ibang laki sa buong mundo, sabi niya.

Ang tunay na lakas ng mga platform ng data ay nagdadala ng sama-sama sa isang lokasyon ng iba't ibang daluyan ng impormasyon - mga daloy ng daloy ng tubig, kalagayan sa imprastraktura, kalidad ng tubig - na dati ay nakapagpasya.

Si Michael Sullivan, sales manager para sa IBM Smarter Water Management, ay nagsabi na ang mga sistemang ito ay maaaring makilala ang pagbabanta ng Flint nang mas mabilis. "Bahagi ng problema kay Flint ay walang real visibility," sabi niya. "May mga pockets ng impormasyon, ngunit ang problema ay hindi tunay na tingnan hanggang mas malayo sa kahabaan ng linya."

"Ang paggamot sa mga mamamayan tulad ng isang sensor," ayon sa inilalarawan ni Sullivan, ay partikular na popular sa mga umuunlad na bansa.Ang mga platform ng data tulad ng IBM at CH2M ay maaaring magsama ng iba pang mga kapansin-pansin na impormasyon, tulad ng materyal at edad ng mga tubo sa isang tiyak na lugar at ang kanilang inaasahang pag-asa sa buhay sa mga lokal na kapaligiran. Maaari rin nilang i-flag ang mga problema sa malapit sa tunay na oras kapag ang customer na tawag tungkol sa paglabas o binagong kalidad ng tubig sa isang partikular na lugar na higit sa isang baseline threshold.

Ang pag-asa sa mga mata ng mga customer sa lupa ay hindi bago. Ang 1993 Cryptosporidium parvum Ang pag-aalsa sa Milwaukee na may sakit na 400,000 na tao ay una na na-flag kapag ang isang lokal na parmasya ay tinatawag na mga opisyal ng pampublikong kalusugan, na nagsasabi na hindi ito maaaring panatilihin ang Imodium sa stock, sabi ni Thompson.

Ang feedback ng tao ay lalong mahalaga para sa mga sistema na hindi pa may matalinong metro o sensor. "Ang paggamot sa mga mamamayan tulad ng isang sensor," ayon sa inilalarawan ni Sullivan, ay partikular na popular sa mga umuunlad na bansa. Sa South Africa, sinubukan ng mga tao ang tinatawag na tinatawag na IBM-sponsored app WaterWatchers na nagpapahintulot sa kanila na mag-ulat ng mga isyu tulad ng paglabas, kontaminasyon o stream na mga obstructions sa pamamagitan ng kanilang mga mobile phone, sabi ni Sullivan.

Ang Tanong sa Pagpopondo

Habang ang matalinong teknolohiya ay maaaring makatulong sa mga utility ng tubig na gumawa ng higit pang mga nakakatawang desisyon tungkol sa kung saan gagastusin ang dolyar na pamumuhunan sa puhunan, potensyal na nagse-save ng pera pangkalahatang, mayroon pa rin ang tanong kung saan upang makuha ang $ 1 trilyon ang AWWA hinuhulaan kakailanganin nating ayusin ang may sakit na imprastraktura ng inuming tubig ng US sa susunod na quarter-siglo.

Sa US, nagastos ang pederal, estado at lokal na pamahalaan US $ 109 bilyon sa imprastraktura ng tubig (kabilang ang mga pasilidad ng paggamot sa tubig at dumi sa alkantarilya pati na rin ang paggamot at paghahatid ng inuming tubig) sa 2014, ayon sa Congressional Budget Office. Isa lamang-katlo ng iyon - mga humigit-kumulang na US $ 36 bilyon - ay para sa mga kapital na pamumuhunan tulad ng mga bagong tubo o na-update na mga pasilidad sa paggamot ng inuming tubig.

Ang ganitong mga dolyar ay nagmumula sa mga lokal na bayarin sa tubig, mga buwis na hindi nakapagpaliban sa buwis at ang Revolutionaryong Pondo ng Malinis na Tubig ng EPA, na inilalaan $ 863 milyon sa mga gawad sa mga estado para sa mga pasilidad ng inuming tubig sa piskal na taon 2016. Ang Kongreso ay lumikha ng isang bagong programa ng pautang na mababa ang interes sa 2014 ngunit hindi pa nakuha ang pera para dito.

Ang mga pool na pera ay hindi sapat. Upang maabot ang $ 1 trilyon sa pamumuhunan, kailangan ng US na gumastos ng isang average ng US $ 400 na bilyon taun-taon. Ang US $ 36 na bilyon para sa mga pamumuhunan sa kapital ay masyadong maikli.

Sa huli, ang mga customer ay malamang na kailangang magbayad nang higit pa para sa tubig kaya ang mga kagamitan ay may mga pondo na kailangan nila upang palitan ang pag-iipon ng imprastraktura. Ang pribadong pamumuhunan sa pamamagitan ng pampublikong-pribadong pakikipagsosyo ay malamang na landas para sa mga struggling munisipyo, ayon sa multinational professional services firm EY, sa kabila ng dalawang makabuluhang hadlang. Ang mga negosyante ay karaniwang nahihiya mula sa mga pamumuhunan sa imprastraktura ng tubig dahil ang sektor ng tubig ay mabigat na regulated at konserbatibo tungkol sa pagbabago dahil ang kalusugan ng mga tao ay nakataya. At ang mga aktibista ng karapatang pantao ay nababahala na ang pagkuha ng mga korporasyon na kasangkot sa paghahatid ng tubig ay hahantong sa mga presyo na napakataas para sa mga mahihirap na tao, isang hindi maituturing na sitwasyon kung ang tubig ay kritikal para sa buhay. Gayunpaman, ang trend patungo sa pribadong pamumuhunan sa paghahatid ng tubig ay kinuha ng isang hakbang pasulong Marso 22, World Water Day, nang ipahayag ng White House Water Summit na higit sa 150 kumpanya ang nakatuon $ 4 bilyong sa pribadong pera upang mapabuti ang imprastraktura ng tubig ng US.

Sa huli, malamang na may mga customer magbayad ng higit pa para sa tubig kaya ang mga kagamitan ay may mga pondo na kailangan nila upang palitan ang pag-iipon ng imprastraktura. Ayon sa AWWA, karamihan sa mga Amerikano ay nagbabayad ng mas mababa sa $ 3.75 para sa bawat 1,000 gallons ng tubig na naihatid sa kanilang mga taps. Sinabi ni Tommy Holmes, pambatasan na direktor ng AWWA, na lubhang hindi pinahahalagahan ang ligtas na inuming tubig. "Ang mga tao ay may ideyang ito na dahil ang tubig ay isang natural na bagay na bumagsak mula sa kalangitan, hindi ito dapat maging mahal," sabi niya. "Ngunit ang Kalikasan ng Ina ay hindi mangolekta ng tubig, gamutin ito at ihahatid ito sa pamamagitan ng mga tubo. Ginagawa ito ng mga tao, at kailangang bayaran sila. "