פרויקט ביחידת המעבדה המרכזית ואגן ההיקוות, חבל הירדן
ד"ר מאיר רום, תהילה אשרי, כרמית עודי זילכה, אלדד דוד, ד"ר דיאגו ברגר, סיון בלייך וד"ר רם פורת
נחלי אגן ההיקוות של הכנרת, המנקזים את מי הנביעות ואת נגר הגשמים, מנתבים לכנרת חומרים ממקורות טבעיים ואנתרופוגניים (זיהומים מעשי ידי אדם). היקף החומרים והיחס ביניהם משפיעים באופן מכריע על היבטים כימיים, ביולוגיים ואקולוגיים של הכנרת, וכן על איכות מי השתייה המסופקים ממנה, באמצעות המוביל הארצי או מפעלי אספקה אחרים.
ניטור מקוון של מי נחלי אגן ההיקוות, מאפשר להתריע באופן מידי על חדירת זיהום סביבתי או מכוון למים, ובעקבות זאת להפעיל נהלי חירום. ניטור ידני ואוטומטי בתחנות ייעודיות (איור 1), וכן ביצוע בדיקות מעבדתיות מדי שבוע, מאפשרים לחשב את עומסי הנוטריינטים הנכנסים לכנרת, ולנתח שינויים רב שנתיים אקלימיים והידרולוגיים. כמו כן, ניתוחים אלו מאפשרים להצביע על מגמות השתנות רב-שנתיות באיכות המים, המיוחסות הן לתהליכים האקלימיים הטבעיים, והן לשינויים בפעילות התעשייתית, החקלאית והמשמרת, באגן ההיקוות של הכנרת.
בשנת 2015, זכתה מקורות ב"קול קורא" של רשות המים, לפיתוח טכנולוגיות מתקדמות במערכת אספקת המים. הפרויקט, בשיתוף עם חברת Iosight, עוסק בפיתוח מערכת חדשנית לניטור רציף של אגני היקוות ונהרות. המערכת מיועדת להתריע באופן מקוון על זיהום נחלים כתוצאה מחדירת שפכים עירוניים או מזהמים תעשייתיים וחקלאיים (כגון חומרי הדברה ודישון, הזרמות מבריכות דגים, שפכי רפתות ולולים), או על זיהום מכוון כחלק מפעולות טרור ואיבה.
פיתוח המערכת כולל:
1. תצוגה גיאוגרפית של נתונים והתראות מתחנות הניטור בנחלים.
2. אינטגרציה של מידע רב-מערכתי הכוללת את הנתונים המגיעים מתחנות הניטור באגן ההיקוות, נתוני איכות מים הנשלפים ממסדי נתונים מגוונים, ספיקות נחלים, תחזיות מטאורולוגיות ועוד.
3. זיהוי חריגות באיכות מי הנחלים.
4. סינון התראות שווא והפחתתן למינימום.
5. שידור ההתראות לבעלי תפקידים.
6. הטמעת מודל לחיזוי התפשטות גל זיהום בתוואי הנחלים באגן ההיקוות.
7. ממשק למערכת תומכת החלטות בעת קבלת התראה.
8. ממשק תחזוקה ייחודי, המאפשר מעקב מקוון אחר תקינות התחנות, וכן אחר פעילויות התחזוקה והכיולים המתבצעות בשטח, תוך שילובם עם המערכות האחרות.
9. הפצה אוטומטית של דו"חות שוטפים ודוחות אד-הוק רלבנטיים.
בנוסף, במערכת יוטמע אלגוריתם ייחודי, אשר פותח בשנים האחרונות ביחידת המעבדה המרכזית ואגן ההיקוות. האלגוריתם משקלל ברציפות את הנתונים המקוונים מהחיישנים האוטומטיים בתחנות הניטור (איור 1), וכן מייצר אינדקס של איכות מי הנחל המתעדכן בכל דקה (איור 2). חריגת ערך האינדקס מעבר לערכי הסף שנקבעו מראש, מייצרת התרעה, אשר משודרת אוטומטית לחדר הבקרה, למכשירי הטלפון הסלולאריים ולמחשבים הניידים של המורשים. ובהתאם על פי הצורך, מופעלים נהלי החירום.
בחודש יולי 2016, הושק בהצלחה השלב הראשון של הפיתוח עבור המערכת הבסיסית של ממשקי התצוגה והדיווח (איור 3). בהמשך, צפויה הטמעה של ממשקי האלגוריתמים והתחזוקה במערכת. הפרויקט צפוי להסתיים בסוף שנת 2017.
להבנתנו, יישום מוצלח של המערכת במסגרת הפרויקט באגן ההיקוות, יהווה מקפצה בדרך לשיווק המערכת במדינות רבות. בתוך כך, להערכתנו למערכת ישנו פוטנציאל גבוה להטמעה באגני היקוות ברחבי העולם.
איור 1
דיגום ידני, אוטומאטי ומקוון בנחלי אגן ההיקוות של הכנרת – כל נחלי האיתן באגן ההיקוות של הכנרת נדגמים כל שבוע באופן שוטף, בעוד נחלי האכזב נדגמים באופן ידני בעת שיטפונות (תמונה עליונה). בתחנות הניטור האוטומטיות, מי הנחל נדגמים אוטומטית לתוך בקבוקים, אשר נתונים בקרוסלה ייעודית מקוררת (תמונה תחתונה ימנית). הבקבוקים נאספים לבדיקה מעבדתית שגרתית של נוטריינטים ומזהמים במים. בכל תחנת ניטור מותקנת שוקת, לתוכה מוזרמים ברציפות מים-נבדקים מהנחל (תמונה תחתונה אמצעית). בשוקת טבולים חיישני איכות מים מסוגים שונים, אשר משמשים לבחינת מגוון פרמטרים. כאשר מערכת הבקרה הממוחשבת (תמונה תחתונה שמאלית) מעבירה שדר התרעה על חריגה מנתוני הנורמה של החיישנים הרציפים, צוות הדיגום יוצא באופן מידי לתחנת הניטור. הצוות אוסף את הבקבוקים המקוררים מהדוגם האוטומטי, ומביאם למעבדת אגן ההיקוות ולמעבדה המרכזית, שם מתבצעת בדיקה דחופה של תכולת המזהמים במים.
איור 2
אינדקס איכות מים בנחלים, אשר פותח ביחידת המעבדה המרכזית ואגן ההיקוות – חריגת ערך האינדקס מעבר לערכי הסף שנקבעו מראש (תחומים צהוב ואדום בפאנל העליון), מייצרת התרעה המשודרת אוטומטית לחדר הבקרה, למכשירי הטלפון הסלולאריים ולמחשבים הניידים של המורשים. בהתאם ולפי הצורך, מופעלים נהלי החירום. בדוגמא המצוינת באיור, ניתן לראות שתי התרעות עוקבות בתחנת נחל שניר (בלילה ה-10 באוקטובר 2011, ובבוקר למחרת), בעקבות חדירה בשוגג של בוץ קידוח לנחל, בעת ביצוע קידוח חולה 10.
איור 3
תצוגה מקוונת של לוח מחוונים
התצוגה כוללת לשוניות חיווי לכל אחד מהנחלים, שעוני תצוגה לחיישנים ולמדדים השונים, תרשימים מסוגים שונים ועוד.
