Projekt NOAH dobiega końca. Podsumowaniem efektów zamykanych prac były listopadowe spotkania: seminarium zorganizowane dla podmiotów polskich, a także konferencja partnerów w Estonii.
19 listopada polscy członkowie projektu zaprezentowali efekty tworzenia modelu opartego na ekstremalnych warunkach pogodowych (Extreme Weather Layer) w Słupsku. Informacja o EWL wzbudziła szerokie zainteresowanie, co sugeruje możliwość wykorzystania go w wielu innych miastach, szczególnie tych mających problemy z przelewami z kanalizacji ogólnospławnej.
23 listopada natomiast w estońskim Rakvere zostało zorganizowane ostatnie spotkanie członków zespołu projektu NOAH. Mieliśmy szczęście spotkać się osobiście w pięknym mieście, gdzie dzięki wdrożeniu modelu opracowanego w ramach NOAH wykonano system sterowania jazem, który zapobiega przelewaniu się wód opadowych na tereny miejskie (Fot.1). Burmistrz miasta pani Triin Varek w słowach powitania zwróciła uwagę na korzyści jakie Rakvere uzyskało z projektu.
Podczas spotkania zespołu eksperci podzielili się ostatnimi uwagami, podsumowano osiągnięcia projektu takie jak model oparty o ekstremalne warunki pogodowe (Extreme Weather Layer), system monitoringu jakości wód opadowych, także sterowania w czasie rzeczywistym (Real Time Control).
Ostatnim produktem projektu jest podręcznik – katalog dobrych praktyk, który prezentuje podsumowanie prac związanych ze zbieraniem danych, monitoringiem, opracowywaniem i wdrażaniem modelowania w wybranych zlewniach. Podręcznik dostępny jest w języku angielskim (https://sub.samk.fi/noah_handbook_30112021/). Pod koniec grudnia Izba opublikuje go w języku polskim.
Katalog zawiera wskazówki dotyczące modelowania hydraulicznego zintegrowanego z planowaniem przestrzennym, analiza jakości wód opadowych oraz kontrola pracy systemu kanalizacji w czasie rzeczywistym.
W ośmiu miastach partnerskich (rys.1) przeprowadzono badania modelowe. W niektórych zainstalowano nowe urządzenia takie jak deszczomierze i czujniki przepełnienia kanału. Umożliwiły one przeprowadzenie kampanii pomiarowych.
W Soderhamn największym wyzwaniem jest wdzieranie się wód morskich do kanalizacji ogólnospławnej, w Pori istnieje zagrożenie powodzią od strony rzeki i powodzią roztopową ze względu na płaski teren i niedostosowanie kanalizacji deszczowej. Z kolei Lepawa boryka się z niedrożnością głównego kanału odprowadzającego wody opadowe do morza oraz z brakiem systemów retencyjnych. W Jurmali wskazano na zbyt ubogą infrastrukturę do sterowania systemem kanalizacji, a w Orge zwiększające się ryzyko zatorów lodowych ze względu na zmiany klimatu. Haapsalu zagrożone jest powodzią od strony morza, a w Rakvere podkreślono problem z niewydolnością infrastruktury i brakiem możliwości sterowania nią. W Słupsku wskazano na ryzyko zanieczyszczenia rzeki Słupii przelewem z kanalizacji ogólnospławnej. Tabela prezentuje główne cechy analizowanych zlewni.
| Położenie zlewni pilotażowej | Wielkość miasta (liczba mieszk.) | Pow. zlewni pilotażowej (km2) | Opis system kanalizacji |
| Haapsalu | 9 500 | 0,66 | System rozdzielczy, nowa i bardzo stara sieć, istotna rola rowów odprowadzających. Wody opadowe odprowadzane są do Morza Bałtyckiego poprzez sztuczną lagunę. Występuje zagrożenie dla systemu kanalizacji od strony morza. |
| Rakvere | 15 000 | 1,8 | System rozdzielczy o różnym stanie technicznym sieci. Przelew do rzeki z kanału z naturalnym przepływem. |
| Pori | 84 000 | 1,6 | System rozdzielczy o różnym stanie technicznym sieci. Małe zlewnie odprowadzające wodę do rowów. Duże wahania poziomu wody. |
| Söderhamn | 12 000 | 0,98 | System rozdzielczy o różnym stanie technicznym sieci. Woda odprowadzana do ujścia rzeki o dużym wahaniu poziomu wody. Część wody z dachów odprowadzana do kanalizacji sanitarnej. |
| Liepaja | 68 000 | 0,14 | Sieć odprowadzają wody opadowe do jeziora Liepāja. Jest niewydolna, sytuacja się pogarsza ze względu na rozwój miasta. |
| Jurmala | 50 000 | 0,19 | Wody opadowe odprowadzane poprzez sieć i rowy do rzeki Lielupe. Istnieją zrzuty z kanalizacji sanitarnej. Zaburzenia przepływu wywoływane są głównie złym położeniem sieci. |
| Ogre | 23 000 | 0,25 | Wody opadowe odprowadzane są za pomocą przewodów rurowych i rowów. |
| Słupsk | 91 000 | 22,03 | Badana zlewnia zawiera sieć rozdzielczą i ogólnospławną z przelewem burzowym do rzeki Słupii. |
Tab.1. Cechy zlewni pilotażowych projektu NOAH
W ramach NOAH wypracowano dwa narzędzia:
1. Sterowanie w czasie rzeczywistym (Real Time Control, RTC) -możliwość dostosowania infrastruktury do bieżących lub prognozowanych warunków;
2. Warstwa określająca ekstremalne warunki pogodowe (Extreme Weather Layer, EWL).
Narzędzia opierają się na szerokim spojrzeniu na problem adaptacji do zmian klimatu, wielokierunkowym działaniom i współpracy wielu interesariuszy, szczególnie operatorów infrastruktury z władzami miast. Jest to podejście dojrzalsze niż koncentrowanie się jedynie na reakcji na sytuacje kryzysowe i nieskorelowanych działaniach indywidualnych.
Modelowanie EWL opiera się na analizie wpływu różnych scenariuszy klimatycznych, różnych rodzajów użytkowania terenu na ryzyko powodzi.
Zbudowanie pełnego, funkcjonalnego modelu wymaga wielu działań (rys.2). Na początku konieczne jest zebranie odpowiednich danych o infrastrukturze i terenie (użytkowanie gruntów, rodzaje gleby), następnie skorelowanie ich z systemem GIS. Dane pochodzić mogą z dokumentacji operatora sieci oraz samorządu, literatury, źródeł urzędowych i prywatnych. Kolejnym krokiem jest przeprowadzenie modelowania dla wybranych wycinków systemu (zlewnie), w oparciu o scenariusze klimatyczne i inne lokalne czynniki (wykorzystanie terenu, plany rozwoju).
Efektywność modelowania zależy od jakości danych oraz zaangażowanych ekspertów.
Niestety, podczas zbierania danych w projekcie NOAH napotkano na wiele trudności takich jak braki i nierzetelność GIS (np. brakujące małe średnice, nieznany stan przewodów, niepoprawne rysunki, brak informacji na temat połączeń między przewodami). Często także okazywało się, że dokumentacja jest nieaktualna, gdyż nie wprowadzono zmian po przebudowie czy renowacji sieci. Wówczas, gdzie możliwe, posiłkowano się inspekcją kanałów. W wielu miejscach brak danych opadowych i brak danych na temat wypełnienia sieci wymusił zakup urządzeń pomiarowych (Fot.2). Napotkano również na brak danych o jakości wody i ścieków i o maksymalnych stężeniach zanieczyszczeń. W dodatku w różnych krajach obowiązują różne wytyczne dotyczące wartości parametrycznych i częstości pomiarów.
Narzędzie do modelowania oparto na otwartym programie SWMM (z ang. Storm Water Management Model), opracowanym przez Amerykańską Agencję Ochrony Środowiska. Dostępne jest pod adresem: https://github.com/mbjjo/NOAH. Funkcjonalność można rozwijać poprzez współpracę interesariuszy. Otwarty („open source”), charakter kodu sprawia, że każdy może uzyskać do niego dostęp i poprawić go, korzystając z repozytorium.
Wynikiem modelowania EWL jest wskazanie obszarów wymagających szczególnej troski ze względu na zagrożenie podtopieniami. (rys. 3). Zasilając go danymi lokalnymi dotyczącymi scenariuszy zmian klimatu oraz zagospodarowania terenu, możemy uzyskać wskazówki na temat zmian infrastrukturalnych na badanym terenie.
W ramach sterowania w czasie rzeczywistym i rozwijania modelu RTC wskazano na trzy możliwości wdrażania prostych środków zaradczych:
– Opróżnianie zbiorników retencyjnych bez obciążania systemu poniżej;
– Opróżnianie zbiorników bez ryzyka uruchomienia przelewów burzowych;
– Uruchamianie przelewów tam, gdzie jest mniejsze ryzyko zanieczyszczenia wód odbiornika.
Wyniki modelowania EWL i RTC doprowadziły do wdrożenia pewnych konkretnych rozwiązań w miastach pilotażowych, co podsumowano w tabeli 2.
| Miejscowość | Wdrożone rozwiązanie | Uzyskany efekt |
| Rakvere | Wdrożono sterowanie zrzutem z jeziora w górnym biegu za pomocą systemu Smart Weir (jaz), sterowanego poziomem wody w dole systemu. | Redukcja wezbrań (powodzi) w dole systemu. |
| Haapsalu | Wdrożono sterowanie przepływem przez wylot z dolnego zbiornika za pomocą systemu Smart Weir i dwóch czujników. | Utrzymany niski poziom wody w dolnym zbiorniku podczas opadów deszczu, zmniejszenie ryzyka powodzi i przepełnienia kanalizacji. |
| Jurmala | Na wylocie z części kanalizacji deszczowej, gdzie przepływ jest szczególnie zanieczyszczony zainstalowano pompę. Przy suchej pogodzie woda odprowadzana jest do kanalizacji sanitarnej, ale znacznie czystsza woda podczas opadów deszczu może spływać do odbiornika. | Zmniejszenie spływu biogenów do odbiornika o 71%. |
| Liepaja | Brama pływowa i pompa zainstalowana na wylocie zapobiegają cofaniu się wody morskiej do systemu. | Zmniejszenie negatywnej interakcji systemu i odbiornika. |
| Slupsk | Brak zalecanej kontroli, brak korzyści z modelu w formie opracowanej dla fragmentu zlewni. | – |
| Ogre | Brama pływowa i pompa zainstalowana na wylocie zapobiegają cofaniu się wody morskiej do systemu. | Woda deszczowa nadal będzie mogła wydostać się z systemu, gdy poziom wody w rzece jest wysoki. |
| Pori | Brak wskazań dla RTC | – |
| Söderhamn | Brak wskazań dla RTC, gdyż retencja systemu jest wystarczająca | – |
Tab. 2. Rozwiązania wdrożone w zlewniach pilotażowych
Osiągnięcia międzynarodowego projektu NOAH mogą być zastosowane w wielu zlewniach, dlatego też partnerzy biorący w nim udział będą je propagować możliwie jak najczęściej.
Dobra współpraca została zapoczątkowana i jest podstawą do planowania kolejnych wspólnych działań na rzecz ochrony Morza Bałtyckiego.
