انسجامًا مع رؤية قطر الوطنية 2030 نحو بناء اقتصاد مُستدام متنوع قائم على المعرفة، يُركز معهد قطر لبحوث البيئة والطاقة على مجابهة التحديات الوطنية الكبرى المرتبطة بالطاقة والمياه. وقد فرض التزايد السريع في استهلاك المياه مزيدًا من الضغوط على الموارد المائية المستنفدة أصلًا، وازدادت الحاجة إلى تحلية المياه التي من الممكن أن تؤثر سلبًا على البيئة. يتمثل الهدف العام لتحقيق الأمن المائي في قطر من خلال الحصول على مياه عالية الجودة، كافية، وبتكلفة معقولة، وبصورة مُستدامة، لتلبية احتياجات الدولة حاضرا ومستقبلا. وتهدف البحوث إلى زيادة كفاءة الطاقة، وتقليل التكلفة، والحد من المخاطر الصحية والآثار البيئية. ولتحقيق ذلك، تُركز مشاريع البحوث والتطوير في ميدان الأمن المائي على المجالات الخمسة الأساسية التالية وهي: تحلية ومعالجة المياه وجودة المياه وإعادة استخدامها وحقن الأحواض الجوفية وتغير المناخ وعلوم الغلاف الجوي والحفاظ على المياه. تحلية ومعالجة المياه توُعد الموارد المائية نادرة في قطر، وقد تعرَّضت المياه الجوفية المحدودة لاستغلال جائر، فأدى استنزافها إلى تراجع جودتها بشكل كبير. وإذ تعتمد قطر على تحلية مياه البحر لتلبية 99 % من الطلب على مياه الاستهلاك المنزلي. بيد أن طرق تحلية مياه البحر المستخدمة حاليا في قطر ومعظم دول الخليج تستهلك الكثير من الطاقة وهي باهظة التكلفة. وفي الوقت الذي أصبحت فيه قطر أكثر اعتمادًا على تحلية مياه البحر لتلبية الطلب الكبير على المياه الصالحة للشرب، يتطلع معهد قطر لبحوث البيئة والطاقة إلى إيجاد حلول لتأمين إمدادات المياه لدولة قطر عبر الانتقال للتحلية عبر الأغشية. ويُركز مشروع البحث في تحلية ومعالجة المياه على تصميم وتطوير وتصنيع أغشية مُخصصة لتقنيات معالجة المياه وتحليتها وجدوى استخدام الضغط الأسموزي الأمامي في مرحلة تحلية المياه بالطريقة الومضية متعددة الخطوات قبل المعالجة. وتوصيف وتحسين وتنفيذ عملية تحلية مياه البحر باستخدام الأسموزية الأمامية الطبيعية وأنظمة تحلية ومعالجة المياه المختلطة، وأغشية وعمليات حديثة، وطرق متقدمة لمرحلة المعالجة الأولى، وأدوات لإعادة استخدام المياه وحقنها في الأحواض الجوفية. وبالإضافة إلى مشاريع البحوث المتعلقة بالتحديات الكبرى، يجري تطوير مشاريع "تأسيسية" لاستكشاف أفكار إضافية واعدة. جودة المياه ويعمل معهد قطر لبحوث البيئة والطاقة على تحديد مواصفات الموارد المائية لمعرفة مواصفاتها بدقة وجودتها، ومصادر تلوثها، بُغية استخدامها وتقييم آثارها على البيئة والصحة. وتُشكل معرفة جودة المياه بدقة متناهية، الخطوة الأولى في اتجاه طرق وتقنيات المعالجة التي يمكن أن تحدد تطبيقات إعادة استخدام المياه. وتؤمن المياه العادمة في دولة قطر مصدرًا للمياه بعد معالجتها لتشكل مصدرا إضافيا للمياه، يمكن إعادة استخدامه في الأنشطة الصناعية والزراعية غير المتعلقة بالغذاء، وهي من الميادين المهمة في أنشطة المعهد البحثية. وتنطوي بحوث المعهد المتعلقة بمعرفة جودة المياه وإعادة استخدامها على تخصصات علمية متعددة من ضمنها أنشطة ميدانية ومخبرية، بهدف تحديد مواصفات المياه وجودتها، من خلال المؤشرات والمواصفات الفيزيائية والكيميائية والميكروبيولوجية، إضافة إلى النمذجة الحسابية لضمان الاستدامة بعيدة المدى. وهي تُركز على تقييم المياه المصاحبة للصناعة (من قطاعَي النفط والغاز) واقتراح طرقٍ لمعالجتها وتقييم جودة النفايات السائلة المعالجة وتحديد آثارها المحتملة على البيئة والصحة استنادًا إلى تطبيقات إعادة الاستخدام المحتملة وتحديد مواصفات موارد مياه الشرب والزراعة واقتراح طرق لتقليل المخاطر الصحية المرتبطة بها، والحد من آثارها السلبية على البيئة، والارتقاء بالمسؤولية الاجتماعية عبر المحافظة على المياه. حقن الأحواض الجوفية إن قطر بلد ذو مناخ جاف وموارد مائية محدودة. ولمَّا كانت المياه السطحية معدومة، والمعدل السنوي للأمطار لا يتجاوز 76 ملم، فإن قطر ركَّزت على التحلية لتلبية الطلب المتزايد على المياه. وتتلقى الأحواض الجوفية أقل من 40 مليون متر مكعب من المياه الطبيعية سنويًّا، في حين يتجاوز حجم الاستنزاف منها 220 مليون متر مكعب في السنة، ويُستخدم أغلبها في الزراعة. ونتيجة لذلك، تراجع منسوب المياه الجوفية تراجعًا حادًّا، ووصل إلى مستويات غير مسبوقة، علاوة على زيادة ملوحة المياه، وما يترتب على ذلك من آثار سلبية على البيئة. وفي هذا السياق، يهدف مشروع الحقن في الأحواض الجوفية إلى تخزين المياه اصطناعيًّا في أحواض جوفية من أجل الاستخدام المستقبلي. وينبغي أن تكون جودة المياه المخزنة مقبولة وأن تكون بكميات كافية لتلبية الاحتياجات المنزلية لسكان قطر في حال حدوث أي حالة طارئة. وسيُشكل مشروع الحقن حالَ اكتماله مصدرًا وطنيًّا للاحتياطيات المائية غير المعرضة للتلوث أو النضوب بسرعة. وتُركز بحوث معهد قطر لبحوث البيئة والطاقة على مشروع الحقن الاصطناعي الذي يحتاج إلى معرفة كاملة بالطبيعة الجيولوجية للأحواض الجوفية، وتدفق المياه الجوفية والخواص الجيوكيميائية.