استخدام تطبيقات الذكاء الاصطناعي في ترشيد استهلاك المياه دراسة تطبيقية على نماذج مفتوحة المصدر

الملخص

تواجه إدارة الموارد المائية تحديات عالمية متزايدة، تتفاقم بفعل النمو السكاني والتغيرات المناخية والتوسع الحضري، مما يفرض ضغوطًا غير مسبوقة على إمدادات المياه العذبة. في هذا السياق، يبرز الذكاء الاصطناعي كأداة محورية قادرة على إحداث تحول جذري في أساليب إدارة المياه. يهدف هذا البحث إلى استكشاف وتحليل دور تطبيقات التعلم الآلي، كأحد فروع الذكاء الاصطناعي، في تعزيز كفاءة إدارة الموارد المائية وترشيد استهلاكها. اعتمد البحث على منهجية مختلطة تجمع بين المنهج الوصفي التحليلي لمراجعة الأدبيات العلمية الحديثة، والمنهج التجريبي القائم على المحاكاة. ونظرًا لصعوبة الحصول على بيانات ميدانية دقيقة، تم تصميم دراسة تطبيقية باستخدام بيانات اصطناعية لمحاكاة سيناريوهين رئيسيين هما الكشف عن تسربات المياه في شبكات التوزيع باستخدام نموذج (Isolation Forest)، والتنبؤ بالاستهلاك المستقبلي للمياه باستخدام نموذج السلاسل الزمنية (Prophet) تكمن المساهمة العلمية للبحث في تقديم إطار عملي يوضح كيفية توظيف نماذج التعلم الآلي مفتوحة المصدر كحلول فعالة ومنخفضة التكلفة، خاصة في الدول النامية التي تعاني من شح البيانات. أظهرت النتائج فعالية النماذج المستخدمة في تحديد الشذوذ (التسربات) بدقة والتنبؤ بالاستهلاك بأنماط معقولة، مما يؤكد على الإمكانات الهائلة للذكاء الاصطناعي في دعم اتخاذ قرارات مستنيرة وتحقيق الإدارة المستدامة للمياه، بما ينسجم مع أهداف التنمية المستدامة للأمم المتحدة، وخاصة الهدف السادس المتعلق بالمياه النظيفة والصرف الصحي.