Cyfrowy model zlewni zintegrowanej wzmocni odporność Krakowa na zmiany klimatu

Blisko dwa tysiące kilometrów rur, tysiące studzienek, dziesiątki pompowni i regulatorów zostaną wnikliwie zbadane i odwzorowane w matematycznym modelu, który stanie się bazą do stworzenia cyfrowego bliźniaka sieci kanalizacyjnej Krakowa. Model zlewni zintegrowanej będzie również podstawą rozwoju strategii modernizacji sieci, która zapewniając wydajne odprowadzanie ścieków i wód deszczowych w przypadku kanalizacji ogólnospławnej, doprowadzi do redukcji częstotliwości zrzutów z przelewów burzowych do rzek, a także zminimalizuje ryzyko podtopień miejskich.

Zintegrowany model zlewni stanie się głównym narzędziem wspomagającym podejmowanie decyzji dotyczących przebudowy, rozbudowy i codziennej konserwacji sieci kanalizacyjnej Krakowa. Umożliwi to efektywne, pod względem czasu i kosztów, zarządzanie siecią kanalizacyjną.

Kompleksowe dane fundamentem modelu zlewni zintegrowanej

Ogromna skala i stopień skomplikowania modelu hydraulicznego sieci kanalizacyjnej Krakowa to dwa największe wyzwania tego projektu. Oparty na olbrzymich ilościach danych, model zlewni zintegrowanej przedstawi pełen obraz sieci sanitarnej i ogólnospławnej Krakowa. Model będzie zawierał również pełną infrastrukturę kanalizacji i ukształtowanie terenu w mieście, co umożliwi dogłębną ocenę wydajności sieci oraz szybkie i precyzyjne diagnozowanie źródła problemów.

Model zlewni zintegrowanej uwzględni także spływ powierzchniowy, obliczony na podstawie danych przestrzennych zebranych w oparciu o mapy geologiczne, cyfrowe modele ukształtowania terenu, plany miasta oraz technologię LIDAR (Light Detection and Ranging). Na podstawie zebranych danych, projektanci Arup wspólnie z inżynierami Wodociągów Miasta Krakowa stworzą dokładny obraz zagospodarowania terenu, uwzględniający drogi, chodniki, zabudowę oraz inne przeszkody terenowe, które mogłyby oddziaływać na przepływ wód powierzchniowych, a w rezultacie na ryzyko podtopień miejskich.

Aby odzwierciedlić rzeczywistą wydajność kanalizacji oraz intensywność zdarzeń deszczowych w Krakowie, model zlewni zintegrowanej zostanie skalibrowany na podstawie obszernej kampanii pomiarowej, w trakcie której mierzona będzie wysokość i natężenie opadów przy użyciu 28 deszczomierzy, oraz przepływ ścieków w ponad 200 punktach pomiarowych.

Olbrzymie ilości danych otrzymane od Wodociągów Miasta Krakowa zostaną przeanalizowane, zweryfikowane i w razie potrzeby sprawdzone w terenie przez specjalistów Arup we współpracy z Wodociągami Miasta Krakowa.

Automatyzacja i wizualizacja kluczem do optymalnej budowy modelu

Praca z tak ogromną ilością danych wymaga wysokiego stopnia automatyzacji, która pozwala na skrócenie czasu realizacji projektu. Nasi inżynierowie optymalizują prace nad modelem zlewni zintegrowanej wdrażając automatyczne metody przetwarzania i analizy danych dotyczących m.in. identyfikacji kierunku spływu, wykrywania nieprawidłowości oraz formatowania danych. Również proces kalibracji modelu zostanie częściowo zautomatyzowany, co pozwoli zmaksymalizować poziom dokładności opracowywanego modelu.

Na potrzeby modelu zlewni zintegrowanej Krakowa, nasi specjaliści wybrali program Mike DHI – zaawansowany pakiet matematycznego modelowania zlewni zintegrowanych.

W przyszłości model zostanie zintegrowany z danymi z radarów pogodowych, co umożliwi przewidywanie zdarzeń deszczowych i identyfikację obszarów zagrożonych oraz odcinków sieci narażonych na przeciążenie.

Model zlewni zintegrowanej Krakowa jest przykładem jak narzędzia cyfrowe mogą efektywnie wspomagać funkcjonowanie miast, szczególnie tych, które dążą do zwiększenia odporności swoich sieci kanalizacyjnych na ekstremalne zjawiska pogodowe.

Optymalizacja działania kanalizacji oparta o modelowanie hydrauliczne pomoże również zminimalizować ryzyko zanieczyszczenia rzek ściekami, redukując częstotliwość zrzutów z przelewów burzowych do rzek i zwiększając efektywność istniejącej kanalizacji.