Управление спросом на воду
 | В этой статье есть несколько проблем. Пожалуйста, помогите улучшить его или обсудите эти проблемы на странице обсуждения . ( Узнайте, как и когда удалять эти шаблонные сообщения )
|
До относительно недавнего времени проблемы с балансом спроса и предложения воды обычно решались посредством «увеличения предложения», то есть строительства большего количества плотин , станций водоочистки и т. д. До тех пор, пока водные ресурсы считались обильными, а потребности природной среды были удовлетворены. игнорировало, что опора на «инженерную парадигму» имела смысл. [1] Более того, предприятия водоснабжения и правительства уже давно предпочитают крупные капитальные проекты менее прибыльным и более сложным задачам повышения эффективности системы (например, сокращение утечек) и управления спросом . Управление спросом на воду вошло в моду в 1990-х и 2000-х годах, в тот же момент, когда плотины и аналогичные схемы увеличения водоснабжения вышли из моды, поскольку их все чаще считали чрезмерно дорогими, наносящими ущерб окружающей среде (см. Воздействие водохранилищ на окружающую среду ) и социально несправедливыми. Сейчас, в 2020-х годах, можно с уверенностью сказать, что управление спросом является доминирующим подходом в более богатых странах Северной Америки и Европы, но также становится все более популярным в менее богатых странах и регионах.
Определения и подходы
[ редактировать ]По сути, управление спросом заключается в прогнозировании спроса на товары и услуги и планировании того, как этот спрос будет удовлетворен. Во многих приложениях управление спросом также все чаще направлено на сокращение или смягчение спроса (например, на воду, энергию, неотложную клиническую медицинскую помощь и т. д.). Например, в управлении спросом на энергию предложение более дешевых тарифов на электроэнергию в непиковые часы является распространенным методом смещения спроса на энергию с пиковых периодов на периоды, когда имеется избыток энергии.
Управление спросом на воду зависит от лучшего понимания того, сколько именно воды используют разные пользователи для разных целей (количественная проблема), а также от процессов принятия решений пользователями (качественная проблема). С помощью такого рода данных можно разработать политику в масштабе коммунального предприятия (обычно город-регион) или национального масштаба (правительство), чтобы способствовать снижению спроса со стороны пользователей. Если такая политика будет умело реализована, такая политика может решить проблему дисбаланса спроса и предложения за счет сокращения спроса до доступного предложения, хотя риск негативного воздействия на коммунальные предприятия, потребителей и окружающую среду слишком реален. Существует три основных подхода к политике управления спросом на воду и одна ключевая задача, все из которых обсуждаются ниже со ссылкой на ключевые сектора, в которых практикуется управление спросом на воду: бытовой, сельскохозяйственный и промышленный.
Управление внутренним спросом на воду
[ редактировать ]Обучение потребителей
[ редактировать ]Все предприятия водоснабжения и большинство правительств в настоящее время реализуют программы просвещения населения, направленные на сокращение потребления воды. Такие программы все чаще перемещаются в Интернет, ориентируясь на потребителей с помощью твитов, постов в Instagram и даже Tik Toks, с энтузиазмом пропагандирующих экономию воды . Это долгожданное изменение по сравнению с предыдущими подходами, основанными на физических фотографиях вольеров со счетами за воду, поскольку существует мало свидетельств того, что они оказали большое влияние на поведение водопользователей.
Недооцененная проблема подходов к управлению спросом, основанных на просвещении потребителей, заключается в том, что они склонны предполагать, что водопользователи всегда являются рациональными агентами , собирающими все соответствующие данные и затем принимающими чисто рациональные решения на основе этих данных. Исследования поведения водопользователей показывают, что большинство решений больше связаны с привычками, восприятием и социальными условностями, чем с рациональностью, особенно в бытовой сфере. В сельском хозяйстве и промышленности подходы к просвещению потребителей менее распространены, поскольку здесь больше полагаются на тарифы на воду и прямое государственное регулирование водозабора и возврата сточных вод.
Замена сантехники и фурнитуры
[ редактировать ]В городах-регионах, где ограничения по водоснабжению более серьезные, предприятия водоснабжения иногда применяют подход, предлагая замену водопотребляющих приборов и арматуры на водосберегающие. Хорошим примером является южная Калифорния, где опасения по поводу нехватки воды привели к комплексной программе просвещения потребителей, обнаружению утечек, реформе тарифов и модернизации сантехники. Ключом к успеху стала замена более двух миллионов унитазов с большим объемом смыва альтернативами с низким объемом смыва. Орган также поставил более трех миллионов высокоэффективных душевых насадок и более двухсот тысяч аэраторов для кранов (смешивание воздуха с водой снижает скорость потока, сохраняя при этом производительность). Эти меры позволили сэкономить более 66 000 акров футов (конверсии) воды в год, которые затем можно направить на улучшение баланса спроса и предложения.
Реформа тарифов/цен на воду
[ редактировать ]Многие комментаторы утверждают, что коммунальные предприятия часто не устанавливают цены, которые побуждают пользователей экономить воду. Конечно, внутренние тарифы на воду низкие в Северной Америке и Европе, да и в большей части остального мира. Однако стремление дисциплинировать потребительский спрос путем повышения тарифов на воду влечет за собой ряд проблем. Во-первых, имеющиеся исследования показывают, что существует относительно небольшая «ценовая эластичность спроса», связанная с потреблением воды в бытовых целях: оценки варьируются от -0,1 до -0,4, что означает, что спрос на воду снижается на 0,1–0,4% на каждый 1% увеличения. в тарифах. Во-вторых, попытки добиться снижения спроса за счет повышения цен могут создать «водную бедность» (обычно определяемую как расходы домохозяйств на услуги водоснабжения более 3-5% своего дохода). В-третьих, данные и управление ими, необходимые даже для простых схем взимания платы (единичные объемные платежи), могут стоить дороже, чем сэкономленные затраты на производство воды. Более сложные тарифы (например, повышающиеся блочные или сезонные тарифы) требуют еще более дорогих и сложных систем данных, которые еще не получили широкого распространения даже в более богатых странах.
Проблема данных
[ редактировать ]Оценка эффективности вышеуказанных мер политики, по отдельности или в сочетании, требует данных, получение которых является дорогостоящим и сложным для управления и обработки. Более того, поскольку потребление воды является продуктом большого количества взаимодействующих факторов, ограничения и схемы, включающие периодические социальные сети или рассылки по почте потребителям, пропагандирующие экономию воды, требуют достаточно частых показаний счетчиков (например, ежедневно, еженедельно или ежемесячно) в домашнем хозяйстве. масштаб будет довольно дорогим в реализации. Тем более в таких странах, как Великобритания, где уровень проникновения счетчиков внутри страны составляет всего 60 или 65%. Большой энтузиазм вызвала перспектива того, что так называемые интеллектуальные счетчики (счетчики, сочетающие измерения, регистрацию данных и связь) могут значительно облегчить управление спросом на воду. На сегодняшний день результаты не обнадеживают, в основном из-за относительно плохого состояния необходимой инфраструктуры данных.
Управление спросом на ирригацию
[ редактировать ]Во всем мире и в большинстве стран использование воды в сельском хозяйстве значительно превышает промышленное или бытовое использование воды, поэтому управление спросом на оросительную воду является важной темой. Как и в случае с управлением спросом на воду в домашних условиях, отсутствие соответствующих данных является часто встречающейся проблемой, указывающей на важность измерения потребления воды на уровне фермы и дистрибьютора и на соответствующих временных этапах. Если отвлечься от истории, то как исторические, так и археологические данные свидетельствуют о развитии технологий распределения и оценки водных ресурсов в Индии, на Аравийском полуострове и в Перу.
В исследованиях по управлению спросом на оросительную воду доминируют две основные темы: попытки понять и манипулировать процессами принятия фермерами решений по ирригации и понимание оптимальных стратегий орошения для конкретных культур или условий окружающей среды. [2] [3]
Управление спросом на промышленную воду
[ редактировать ]Управление спросом на воду в промышленности осуществляется в первую очередь посредством регулирования водозабора (особенно у крупных промышленных водопользователей) и регулирования сброса сточных вод. Во многих странах крупные водопользователи могут подавать заявки на получение разрешений на прямое удаление «абстрактной» воды из природной среды для промышленных целей. Типичным примером является энергетическая промышленность, которая требует больших объемов воды для охлаждения на тепловых и гидроэлектростанциях. В Великобритании производители электроэнергии обеспечивают более половины всего лицензированного водозабора. В других странах доля водозабора, предназначенного для производства электроэнергии, широко варьируется, но почти всегда является важным фактором в общем балансе спроса на воду. [4] Многие исследования этой взаимосвязи воды и энергии сосредоточены на оптимизации процессов или замене ресурсов. [5]
Важной частью управления промышленным спросом на воду является поощрение процессов «замкнутого цикла» на объектах. Например, в текстильном производстве, где для стирки и крашения используются значительные объемы воды, принципы замкнутого цикла водопользования снижают как общий спрос на новые водозаборы, так и риск для окружающей среды из-за недостаточно очищенных сточных вод. Однако такие подходы требуют значительных капиталовложений, особенно в современную многоступенчатую очистку сточных вод, и еще не являются универсальными на текстильных предприятиях во всем мире. [6] [7]
Текущие направления исследований
[ редактировать ]Поскольку давление на поставщиков воды продолжает расти, исследователи все больше внимания уделяют разработке эмпирической базы данных, лежащей в основе подходов к управлению спросом. Как отмечалось выше, то, как далеко могут зайти исследователи, во многом зависит от инфраструктуры данных, и здесь тоже были инновации. Растет число исследований, посвященных особым условиям (например, общежития для студентов университетов, военное жилье и т. д.) и собирающих необходимые количественные и качественные данные для надежной оценки воздействия политики/программ по сокращению спроса. [8] [9] Также продолжаются усилия по строгому определению ценовой эластичности спроса для более широких слоев населения. [10] [11]
Появляются также новые подходы, основанные на критике тенденции основного подхода считать рациональных агентов целью политики. В частности, теория социальных практик и связанные с ней подходы ISM («индивидуальный, социальный, материальный») отказываются от идеи рациональных агентов и сосредотачивают внимание на со-конститутивных взаимоотношениях между людьми, использующими материалы в сложных социальных рамках. [12] Эти взаимосвязи, опосредованные водой, были тщательно исследованы в рамках исследовательского проекта «Следы воды», возглавляемого Брауном, Пуллинджером и Меддом в первом десятилетии 21 века. [13]
См. также
[ редактировать ]Ссылки
[ редактировать ]- ^ Стаддон, Чад (2016). Управление водными ресурсами Европы: вызовы XXI века . Лондон: Рутледж. ISBN 9781315593548 .
- ^ Карами, Эзатолла (январь 2006 г.). «Приемлемость принятия фермерами методов орошения: применение модели AHP». Сельскохозяйственные системы . 87 (1): 101–119. дои : 10.1016/j.agsy.2005.01.001 .
- ^ Сан, Дж.; Ли, Ю.П.; Суо, К.; Лю, Ю.Р. (май 2019 г.). «Влияние эффективности орошения на управление сельскохозяйственной системой связи вода-земля в условиях множественных неопределенностей - тематическое исследование в бассейне реки Амударья, Центральная Азия». Управление водными ресурсами в сельском хозяйстве . 216 : 76–88. дои : 10.1016/j.agwat.2019.01.025 . S2CID 159274700 .
- ^ Лю, Лу; Хиджази, Мохамад; Патель, Пралит; Кайл, Пейдж; Дэвис, Эван; Чжоу, Юю; Кларк, Леон; Эдмондс, Джеймс (май 2015 г.). «Потребность в воде для производства электроэнергии в США: моделирование различных сценариев взаимосвязи воды и энергии» . Технологическое прогнозирование и социальные изменения . 94 : 318–334. дои : 10.1016/j.techfore.2014.11.004 .
- ^ ДеНойер, Тайлер А.; Пешель, Джошуа М.; Чжан, Чжэньсин; Стиллвелл, Эшлинн С. (январь 2016 г.). «Интеграция водных ресурсов и производства электроэнергии: связь между энергией и водой в Иллинойсе». Прикладная энергетика . 162 : 363–371. дои : 10.1016/j.apenergy.2015.10.071 .
- ^ Биду, Дж. М.; Ван дер Брюгген, Б.; Рвиза, MJ; Нджау, КНДР (15 мая 2021 г.). «Текущее состояние практики управления сточными водами текстильной промышленности и характеристики сточных вод в Танзании» . Водные науки и технологии . 83 (10): 2363–2376. дои : 10.2166/wst.2021.133 . ЧВК 2021 . ПМИД 34032615 .
- ^ Сёзен, Севаль; Дулкадироглу, Хакан; Бегум Юджел, Айше; Инсель, Гуджлю; Орхон, Дерин (апрель 2019 г.). «Анализ загрязняющих веществ при управлении сточными водами в текстильных красильных цехах, обрабатывающих различные ткани». Журнал химической технологии и биотехнологии . 94 (4): 1330–1340. дои : 10.1002/jctb.5891 . S2CID 104299263 .
- ^ Симпсон, Карен; Стаддон, Чад; Уорд, Сара (31 января 2019 г.). «Проблемы исследования режима принятия душа: от индивидуального к социально-материальному» . Городская наука . 3 (1): 19. дои : 10.3390/urbansci3010019 .
- ^ Дхунгель, Рамеш; Фидлер, Фриц (январь 2014 г.). «Ценовая эластичность спроса на воду в небольшом студенческом городке: включение подхода системной динамики для прогнозирования спроса на воду» . Исследования воздуха, почвы и воды . 7 : ASWR.S15395. дои : 10.4137/ASWR.S15395 . S2CID 57481919 .
- ^ Щасны, Милан; Смутна, Шарлота (июнь 2021 г.). «Оценка эластичности спроса на воду в жилых домах по цене и доходу в Чешской Республике за три десятилетия». Журнал по делам потребителей . 55 (2): 580–608. дои : 10.1111/joca.12358 . hdl : 10419/203232 . S2CID 213774416 .
- ^ Гарроне, Паола; Грилли, Лука; Марцано, Риккардо (август 2019 г.). «Ценовая эластичность спроса на воду с учетом дефицита и отношения». Политика в сфере коммунальных услуг . 59 : 100927. doi : 10.1016/j.jup.2019.100927 . hdl : 11311/1122185 . S2CID 198692998 .
- ^ Ларкин, А.; Хулохан, К.; Маклахлан, К. (октябрь 2020 г.). «Охват контекста и сложности для решения экологических проблем во взаимосвязи воды, энергии и продовольствия» . Фьючерсы . 123 : 102612. doi : 10.1016/j.futures.2020.102612 . S2CID 224852942 .
- ^ Гай, Саймон; Марвин, Саймон; Медд, Уилл; Мосс, Тимоти (2011). Формирование городской инфраструктуры: посредники и управление социотехническими сетями . Лондон: Earthscan. ISBN 9781138996137 .