Narzędzia TitleSmart do zrównoważonego zarządzania wodą miejską
Wzrost liczby ludności, zmiany w stylu życia, starzejąca się infrastruktura i coraz bardziej złożone systemy to wyzwania, z jakimi mierzyć się muszą podmioty zarządzające wodą miejską. Sytuację dodatkowo pogarsza zmiana klimatu, która może prowadzić do niedoboru wody lub obniżenia jej jakości, a także bardziej ekstremalne warunki pogodowe, w tym zwiększona ilość wody deszczowej i wyspy ciepła. Prawidłowa reakcja na te problemy wymaga inteligentnych systemów cyfrowych i lepszych danych, a jednocześnie musi sprostać oczekiwaniom dotyczącym odpowiedzialności i zwiększonego zaangażowania społecznego. „Przepisy takie jak ramowa dyrektywa wodna UE zmuszają władze do wdrażania planów gospodarki wodnej. Wiele z nich polega na praktykach rachunkowości wodnej opartych na monitorowaniu w czasie rzeczywistym, którego nie prowadzi się często”, mówi Chrysi Laspidou, koordynatorka projektu Water4Cities. W ramach wspieranego przez działania „Maria Skłodowska-Curie” projektu Water4Cities opracowano metodologię zarządzenia kanalizacją burzową i wodociągową opartą na najnowocześniejszych narzędziach monitorowania i wzbogaconą o wizualizację krytycznych elementów i kluczowych wskaźników wydajności (KPI). „Optymalizując działanie sieci za pomocą ważnych danych operacyjnych, nasze prototypy oferują korzyści użytkownikom końcowym, jednocześnie promując zrównoważoną gospodarkę wodną w miastach”, podsumowuje Laspidou, która pracuje na Uniwersytecie w Tesalii, uczelni będącej gospodarzem projektu.
Wizualizacja i prototypy zarządzania danymi
Trzonem rozwiązania Water4Cities jest platforma do zbierania danych z czujników, analizy opartej na algorytmie i wizualizacji użytkownika końcowego. „System jest od razu gotowy do użycia i jest kompatybilny z innymi rozwiązaniami do pomiaru wody, systemami meteorologicznymi oraz systemami zbierającymi dane dotyczące ciśnienia i przepływu”, wyjaśnia Laspidou. W ramach Water4Cities powstały dwa prototypy pilotażowe: jeden do zarządzania wodą opadową w Lublanie w Słowenii, a drugi do zarządzania miejskimi zasobami wody na greckiej wyspie Skiatos. W Lublanie oprogramowanie wspierające podejmowanie decyzji wykorzystywano do wizualizacji lokalizacji i ich charakterystyki w oparciu o dane z otwartych źródeł, takich jak stacje pomiaru opadów deszczu. Algorytmiczne przetwarzanie tych danych i/lub danych historycznych pozwala na generowanie modeli prognozujących prawdopodobną objętość opadów lub poziomy wód gruntowych, w różnych scenariuszach. System może także uzupełniać brakujące dane z czujników. Na przykład algorytmy określają poziomy wód gruntowych, trudnej do zmierzenia zmiennej, na podstawie innych powszechnie dostępnych danych, takich jak opady. „Uzyskaliśmy pozytywną odpowiedź zwrotną od LUZ, słoweńskiej firmy zajmującej się planowaniem miejskim, która przeprowadziła ocenę rozwiązania składającą się między innymi z wywiadów z 10 przedstawicielami środowiska naukowego i przemysłowego”, mówi Laspidou. Wykorzystywany na Skiatos prototyp, Polis Wizz, został zaprojektowany we współpracy z Uniwersytetem w Tesalii i użytkownikami końcowymi, a także przedsiębiorstwem wodociągowym DEYASK (strona w języku greckim). Dane zgromadzono z wykorzystaniem już zainstalowanych czujników oraz nowych, wdrożonych w ramach projektu rozwiązań rejestrujących ciśnienie i tempo przepływu, zużycie w gospodarstwach domowych oraz przewodność, głębokość i temperaturę wód gruntowych. Dane te zostały następnie połączone z historycznymi danymi dotyczącymi zużycia wody, infrastruktury i czynników społeczno-gospodarczych. Algorytmy i wizualizacje co godzinę generują wskaźniki KPI dla całego systemu, takie jak koszty, straty, zużycie energii i wycieki, na poziomie dzielnicy. „Dobrze utrzymana sieć jest bardziej trwała i pozwala na oszczędność pieniędzy, ponieważ umożliwia szybkie rozwiązywanie przewidzianych problemów. Konsument zyskuje na ciągłym pomiarze jakości wody, a zmniejszenie przepompowywania i nadmiernej eksploatacji wód gruntowych przynosi oszczędność energii, co korzystnie wpływa na środowisko”, wyjaśnia Laspidou. Działanie platformy zostało poddane ocenie podczas Międzynarodowej Konferencji na temat Zarządzania Środowiskiem, Inżynierii, Planowania i Gospodarki w 2021 roku przez specjalistów i przedstawicieli społeczeństwa. „Użytkownicy uznali rozwiązanie za dobrze zaprojektowane oraz pozytywnie wypowiadali się na temat jego użyteczności i wygody korzystania. Uwzględniliśmy także ich zalecenia dotyczące ulepszeń”, dodaje Laspidou.
Myślenie systemowe
Aby umożliwić transfer wiedzy, zespół projektu Water4Cities zaplanował wymianę specjalistów pomiędzy instytucjami partnerskimi i udostępnił materiały szkoleniowe. Z ustaleń projektu czerpać będą naukowcy z kolejnych projektów: NAIADES i Circular City. Platforma Polis Wizz może potencjalnie zostać wprowadzona na rynek – już trwają rozmowy pomiędzy przedstawicielami środowiska naukowego i przemysłowego. Uniwersytet w Tesalii wyraził chęć wykorzystania Polis Wizz w badaniach nad równowagą pomiędzy synergiami i kompromisami, które istnieją w połączonych podsystemach miejskich.
Słowa kluczowe
Water4Cities, rachunkowość wodna, jakość wody, energia, infrastruktura, algorytm, niedobór wody, konsument, woda gruntowa, tempo przepływu, zmiana klimatu, pogoda
