Kwietniowe spotkanie zespołu projektowego zaplanowane zostało w Gdańsku i Słupsku. Niestety musieliśmy je odbyć w formie wideokonferencji, bez warsztatu, bez zwiedzania instalacji w Słupsku. Interesariusze projektu spotkali się 01.04.2020 poprzez wideokonferencję.
Miasta
Harmonogram projektu skomplikował się ze względu na kryzys epidemiczny. Kolejne spotkanie zaplanowane w Rydze będzie zapewne odroczone, gdyż nie udało się zakończyć montażu wszystkich mierników oraz przeprowadzić kampanii pomiarowych.
Podczas spotkania online udało nam się jednak omówić wiele bieżących kwestii. Uczestnicy zaprezentowali stan prac nad modelowaniem obszarów pilotażowych i pomiarów dla miast uczestniczących w projekcie. W Rakvere wykonano już pierwszy zestaw pomiarów jakości wody opadowej, drugi zostanie wykonany po zakończeniu inwestycji w lecie br. W Słupsku zainstalowano monitoring (deszczomierze, czujniki poziomu), co umożliwia przeprowadzenie sesji pomiarowych. W pozostałych miastach trwa montaż urządzeń pomiarowych w zlewniach pilotażowych. Słupsk podzielił się także z zespołem bardzo ciekawym własnym projektem adaptacji do zmian klimatu w skali mikro. Polega na wprowadzeniu wielu zmian w zagospodarowaniu terenu siedziby spółki, między innymi poprzez ograniczenia spływu, zmniejszenie nieprzepuszczalnej powierzchni; dodanie zbiorników retencyjnych, nasadzenia zieleni.
Z kolei specjaliści z Liepaja mogli się już podzielić wstępnymi doświadczeniami z modelowania. Pomiary godzinowe mogą okazać się niewystarczające dla tak małej zlewni. Wybrano bowiem do wstępnych pomiarów kilka ulic dzielnicy rezydencyjnej (powierzchnie nieprzepuszczalne i dachy zajmują 42% powierzchni). Wskazane są więc 5-10 minutowe interwały pomiarowe, model lepiej odzwierciedla gwałtowne ulewy niż spokojne opady. Okazało się, że pojemność sieci jest znacząca, co pozwoli efektywniej sterować pompami w celu jej wykorzystania podczas burz. Można także podłączyć do sieci deszczowej więcej ulic. Tutaj wyzwaniem jest takie sterowanie pompowniami, aby zminimalizować zużycie energii. Dodatkowym utrudnieniem jest fakt, że woda wnosi do kanałów bardzo dużo osadów.
W Jurmala wstępne pomiary wykazały przewymiarowanie sieci. Tutaj także specjaliści doszli do wniosku, że aby zweryfikować model potrzebne są dokładniejsze dane o opadach (mniejsze odstępy między pomiarami). Należy także zainstalować więcej sprzętu do pomiaru poziomu wody, w dodatku, że w wyniku zmian klimatu zmienia się dynamika zjawisk burzowych. Dla Jurmala bardzo istotne jest znalezienie korelacji pomiędzy wielkością opadów, a napływem do oczyszczalni ścieków w połączeniu z detekcją miejsc krytycznych na sieci. Nastąpić ma także badanie jakości wód opadowych.
Z kolei w Orge pogoda sucha posłużyła do badania wpływu na sieć wód gruntowych. Orge musi także uważać na napływ od strony jeziora, podobnie Rakvere. W Haapsalu istotny jest wpływ morza i napływ z terenów podmokłych. To miasto ma już wiele ciekawych spostrzeżeń. Wyzwaniem stało się skoordynowanie modelu SWMM i ARCGIS uwzględniając dane o przewodach i ich połączeniach, rowach, zlewniach lokalnych, węzłach, danych katastralnych.
Pori rozpoczęło od budowy modelu tylko dla sieci o średnicy powyżej 200 mm, z pewnością także w trakcie kalibracji nastąpi korekta chropowatości przewodów
Jednym z celów projektu jest ograniczenie zanieczyszczeń spływających do morza. Zadanie opiera się na instalowaniu czujników on-line i siłowników w ten sposób, aby maksymalnie wykorzystać sieć do retencji wód i w ten sposób ograniczyć przelewy z kanalizacji ogólnospławnej. W niektórych przypadkach wystarczy korekta ustawień pracy pompowni.
Pierwszym etapem tego zadania jest pozyskiwanie danych z pilotażowych systemów w 6 miastach partnerskich, zebranie niezbędnych informacji o istniejących przelewach i bypassach oczyszczalni. Do zadania wybrano miasta Rakvere, Haapsalu, Jurmala, Ogre, Liepaja i Słupsk z wytypowanymi fragmentami sieci ogólnospławnej.
Obszary pilotażowe znajdują się w 3 różnych krajach, mających różne warunki naturalne. Dzięki temu będzie można uogólnić wyniki i sprawić, by miały one zastosowanie do całego regionu Morza Bałtyckiego.
Niestety w wybranych miastach, szczególnie mniejszych, natrafiono na wiele braków w danych. Zdarza się, że nie ma odpowiedniej dokumentacji geodezyjnej. W dodatku sieć kanalizacji deszczowej jest często najbardziej zaniedbana infrastrukturą, tylko doraźnie czyszczoną, czasem przebudowywaną bez aktualizacji planów. Nie ma także badań historycznych jakości wody opadowej.
Prace modelowe
Trwają prace nad modelowaniem zlewni pilotażowych tam, gdzie to możliwe ze względu na opóźnienia w dostawach sprzętu. Wiarygodność modelowania jest weryfikowana na podstawie danych historycznych, takich jak poziom wody w pompowni, historyczne dane o intensywności deszczu i poziomów wody dla różnych zdarzeń powodziowych, zdjęcia zdarzeń powodziowych z przeszłości. Tallińska politechnika Taltech poświęciła czas na naprawę błędów w modelach. Dzięki wykonaniu pierwszego pomiaru przeprowadzono wstępną weryfikację danych.
Podczas spotkania online zespół debatował także o tym jakie typy projektowych krzywych opadów będą stosowane do różnych analiz scenariuszy klimatycznych. Zmiany klimatu są faktem, ale wiele czynników wpływających na nie jest głęboko niepewnych i będą kształtowane przez działania ludzi. Zmiany klimatu nie zachodzą w oderwaniu, ale zależnie od zmian środowiskowych, społecznych, technicznych, ekonomicznych i kulturowych. Scenariusze zmian klimatu to prognozy na przyszłość, projekcje tego, co może się zdarzyć. Powinny
również stanowić wiarygodne, opisy ścieżek do określonych celów. Zintegrowane modele oceny są ważnym narzędziem do analizy reakcji na zmiany klimatu. Wychwytują związek między rozwojem społeczno-gospodarczym, użytkowaniem gruntów, energetyką, wszelką ludzką działalnością, a emisjami. Można je wykorzystać do zbadania strategii redukcji emisji, aby pozostać poniżej pewnego limitu ocieplenia (ścieżki łagodzące).
Scenariusze RCP (representative concentration pathways) to scenariusze zmian koncentracji dwutlenku węgla, które zostały zaakceptowane przez Międzyrządowy Zespół do spraw Zmian Klimatu. Do celów projektu wybrano RCP 4.5 oraz 8.5, a także dla celów Polski starszy scenariusz A1B.
W scenariuszach klimatycznych nie ma jasnych wskazówek, które hydrografy mają być traktowane jako podstawa. Konieczne jest ustalenie jak interpretować scenariusze klimatyczne. W praktyce niemożliwe jest wybranie jednego wykresu, który będzie pasował do wszystkich. W niektórych miejscach krótkie intensywne opady są ważniejsze (na przykład w Rakvere) niż w innych miejscach.
Duński uniwersytet DTU opracowuje narzędzie z graficznym interfejsem użytkownika do automatycznej kalibracji modeli opartych na amerykańskim programie SWMM (Storm Water Management Model), z niewielką liczbą symulacji, tak aby w prosty sposób można było ocenić małą zlewnię. Uniwersytet pracuje także nad przewodnikiem do optymalizacji kontroli w czasie rzeczywistym RTC (real time control) i sprawdzania poprawności danych modelowych. Kontrola w czasie rzeczywistym jest istotnym elementem zarządzania wodami opadowymi. Stosuje się więc monitoring pompowani podczas przepływu przy suchej pogodzie, kontroluje przepływ zwrotny z jeziora czy rzeki, monitoruje pompownie w pobliżu odpływu w celu złagodzenia powodzi. Bardzo ciekawe narzędzie wprowadza Słupsk modelując wirtualne zbiorniki retencyjne.
Na potrzeby modelowania konieczne jest także ustalenie w nim warstwy pogody ekstremalnej (EWL extreme weather layer). Taltech opracował już koncepcję i dostarczy wytyczne dotyczące tworzenia EWL, dzięki czemu możemy sprawić, by wyniki były porównywalne. Oprogramowanie będzie zależeć od oprogramowania używanego przez gminę (ArcGIS, QGIS, python itp.).
Współpraca w Polsce
Zadaniem prowadzonym przez Politechnikę Gdańską i Wodociągi Słupsk jest opracowanie systemu informatycznego wspierającego działanie systemu kanalizacyjnego w mieście, na bazie dynamicznych informacji o przepływie ścieków i wody deszczowej, ładunków i stężeń wybranych zanieczyszczeń. Jednym z celów jest symulacja działania systemu kanalizacji w czasie rzeczywistym. Do tego potrzebne są różnorodne dane. Podzielono je na następujące grupy:
- Dane z monitoringu:
- przepływy,
- ilość ścieków, wód opadowych
- koncentracja zanieczyszczeń
- intensywność pompowania
- stan zasuw, zaworów
- wielkość opadów
- zużycie wody
- inne
- Prognozy
- opady
- temperatura
- wiatr
- Dane przestrzenne
- dane o sieci
- miejsca spływu
- stacje pomp
- jazy
- wykorzystanie terenu
- Monitoring zewnętrzny
- przepływy i stan rzeki Słupia
- temperatura powietrza
- prędkość wiatru
- jakość wód odbiornika
Te dane zasilą model SWMM, który dostarczy symulacje przepływów, stanu wód opadowych i ścieków, koncentracji zanieczyszczeń. Wynikiem modelowania będzie symulacja w czasie rzeczywistym wydajności sieci kanalizacyjnej oraz krótkoterminowa prognoza dla niej.
Słupsk wytypował do badań modelowych zlewnię o powierzchni 22 km2, wyposażoną w kanalizację rozdzielczą, fragmentami ogólnospławną, z przelewem burzowym, zakończoną oczyszczalnią ścieków. Struktura modelu została uproszczona poprzez wykluczenie przyłączy kanalizacyjnych. Kilku procent danych dotyczących materiału sieci, elewacji, głębokości posadowienia, geometrii
W drugim okresie sprawozdawczym Wodociągi Słupsk pobrały także pierwsze próbki i przeprowadziły pierwsze testy dzięki zakupionymi 6 deszczomierzami i 12 miernikami poziomu wypełnienia.
Rys. Wytypowana eksperymentalna zlewnia w Słupsku.
Działania informacyjne
Izba Gospodarcza Wodociągi Polskie, estońska organizacja EVEL oraz fiński uniwersytet SAMK są odpowiedzialni za działania informacyjne, mające na celu rozpowszechnianie wiedzy o projekcie. Z niecierpliwością czekamy na możliwość wykonania podróży do miast partnerów po to, aby dokumentować ich działania.
Rys. Podział obowiązków w projekcie RTU: Uniwersytet Techniczny w Rydze, GUT: Politechnika Gdańska, DTU: Duński Uniwersytet Techniczny, TalTech – Uniwersytet Techniczny w Tallinie, LUKE- Instytut Zasobów Naturalnych w Finlandii, HALMSTAD – Uniwersytet Halmstad w Szwecji.
Jak widać na powyższym schemacie organizacyjnym projektu SAMK wspólnie z IGWP i EVEL odpowiada za komunikację. TakTech jest liderem projektu. Trzy uniwersytety (z Rygi, Gdańska i Tallina) odpowiadają za koordynację pomiarów i modelowania w wybranych miastach (żółte prostokąty). Trzy jednostki naukowo badawcze odpowiadają za poszczególne elementy modelowania i pomiarów: LUKE za harmonogram, zbieranie i interpretację wyników pomiaru jakości wody opadowej, DTU za symulacje i wdrożenie narzędzia kontroli w czasie rzeczywistym, HALMSTAD za zarządzanie ryzykiem.
O spotkaniach i etapach pracy informujemy nie tylko w mediach społecznościowych (Facebook, Tweeter), ale także w artykułach prasowych, stronach interesariuszy (również na www.igwp.org.pl i www.noah.igwp.org.pl ).
Miejmy nadzieję, że jesienią podzielimy się już pierwszymi wnioskami z modelowania.
