Zmiany klimatyczne i wynikające z nich zmiany w charakterystyce opadów sprawiają, iż coraz częstsze deszcze nawalne powodują przeciążenia sieci i powstanie lokalnych podtopień. Projektowane wiele lat temu sieci kanalizacji deszczowej nie są zdolne do prawidłowego obsłużenia nadmiaru wody, a z drugiej strony nie są w stanie zapewnić rozwiązań do retencji wody w okresach długotrwałej suszy.

Ze względu na specyfikę systemów, konieczność uwzględnienia warunków terenowych i wynikającego z nich spływu powierzchniowego i pojemności retencyjnej odbiorników (rowów i rzek) powodują liczne trudności z odwzorowaniem rzeczywistych warunków pracy w postaci modeli matematycznych. Jednak posiadanie takiego modelu nie się ze sobą szereg korzyści w zarządzaniu zlewniami oraz siecią kanalizacji deszczowej.

Analizy bazujące na modelach matematycznych pozwalają na ograniczenie kosztów funkcjonowania sieci, optymalizację kosztów budowy i remontów i w końcu umożliwiają podejmowanie strategicznych decyzji wynikających z eksploatacji newralgicznych odcinków sieci. Jest to szczególnie istotne w przypadku kosztownych inwestycji w zielono-niebieską infrastrukturę.

Czym jest i jak działa model?

Model jest cyfrowym odwzorowaniem struktury sieci kanalizacji deszczowej (uwzględniającej też zlewnie powierzchniowe), który dzięki równaniom matematycznym wynikającym z zasad hydrauliki odzwierciedla rzeczywistość i pomaga prognozować stany przyszłe lub anormalne występujące na sieci.

Model korzystając z zaawansowanych równań matematycznych zaimplementowanych w specjalistycznym oprogramowaniu, na podstawie rzeczywistych danych pochodzących z systemów informacji przestrzennych potrafi obliczyć obciążenie kanałów, studni, zbiorników retencyjnych oraz rowów powierzchniowych oraz zwizualizować je w postaci tabel, wykresów, map i animacji w celu stworzenia niezbędnych nam raportów.

Dlaczego warto zbudować model?

Model jako cyfrowe odwzorowanie sieci w przeciwieństwie do rzeczywistego układu hydraulicznego i terenowego pozwala na weryfikację założeń inżynierskich i ocenę skutków wybranych działań bez żmudnego procesu testów terenowych i ryzyka ponoszenia wydatków na nietrafione inwestycje.

Z wykorzystaniem modelu możemy szybko zweryfikować wpływ zmian średnicy przewodów, pojemności zbiorników retencyjnych, wydajności prognozowanych do wykorzystania pomp lub projektowanej do zastosowania technologii na końcową efektywność kosztową i hydrauliczną analizowanego rozwiązania.

Nie możemy też zapominać o optymalizacji pojemności retencyjnej układu, prognozowaniu miejsc podtopień oraz ich wpływu na ludzi i środowisko.

Jak wygląda budowa modelu?

Pierwszym etapem budowy modelu jest zebranie i uporządkowanie danych przestrzennych dotyczących struktury i przebiegu przewodów kanalizacyjnych, lokalizacji i właściwości studni, pompowni, rowów otwartych i odbiorników wraz z urządzeniami znajdującymi się na sieci kanalizacji deszczowej.

Istotne jest też zinwentaryzowanie powierzchni szczelnych oraz kierunków spływu wód opadowych do infrastruktury kanalizacyjnej.

Drugim etapem jest konfiguracja warunków początkowych takich jak charakterystyki układów pompowych, obciążenie modelu ładunkiem wód opadowych, weryfikacja pojemności retencyjnej rowów i powierzchni spływu, a także weryfikacja prawidłowości rzędnych i połączeń sieci.

Trzeci etap do kalibracja modelu na podstawie kampanii pomiarowej na kanalizacji deszczowej uzupełnionej pomiarami meteorologicznymi (z wykorzystaniem pluwiometrów) zapewniająca możliwość odniesienia rzeczywistych danych do wartości obliczonych w modelu.

Etap czwarty to szkolenia z zakresu modelowania, analiz hydraulicznych oraz aktualizacja modelu w miarę napływu nowych danych technicznych.

Do czego przyda nam się model?

Rzetelnie wykonany model jest podstawą wydawania warunków odprowadzenia wód opadowych dla właścicieli nieruchomości. Umożliwia tworzenie koncepcji zagospodarowania wód opadowych na terenie miast i stanowi podstawę w procesie inwestycyjnym mającym na celu optymalizację procesów gospodarowania wodami opadowymi.