Sztuczna inteligencja w służbie retencji

Przyszłość Odwodnienia Miejskiego: Wdrożenie Systemu FutureCityFlow dla Inteligentnego Sterowania Retencją Zbiornikową w Bydgoszczy

Prelegent: Adrian Baranowski, DHI Polska

Umowa zawarta z firmą DHI na wdrożenie systemu Inteligentnego Sterowania Retencją Zbiornikową (SIS-RZ) w Miejskich Wodociągach i Kanalizacji w Bydgoszczy została pomyślnie zrealizowana, a system jest obecnie w fazie prac badawczo-rozwojowych. Rozwiązanie FutureCityFlow, zastosowane przez DHI, ma na celu optymalizację zarządzania zasobami wodnymi w mieście. Dzięki zaawansowanej analizie danych i modelowaniu przepływów wodnych, system umożliwia lepsze monitorowanie i kontrolowanie sieci wodociągowej i kanalizacyjnej. FutureCityFlow wykorzystuje technologię predykcyjną, która pozwala przewidywać i reagować na zmienne warunki pogodowe oraz ewentualne awarie. Implementacja tego systemu dąży do zwiększenia efektywności operacyjnej, redukcji kosztów oraz poprawy jakości usług dostarczanych mieszkańcom Bydgoszczy. Wdrożenie SIS-RZ pozwala również na lepsze zarządzanie ryzykiem związanym z ekstremalnymi zjawiskami pogodowymi, co przyczynia się do poprawy bezpieczeństwa infrastruktury miejskiej.

Nowe obowiązki dostawców wody wynikające z prawa UE

Prelegent: dr inż. Klara Ramm, Izba Gospodarcza „Wodociągi Polskie”

Zmiany klimatu, zanieczyszczenie środowiska oraz kryzysy gospodarcze i polityczne wymuszają konieczność modyfikowania prawa Unii Europejskiej. Musi ona nieustannie wzmacniać odporność i podnosić efektywność. Usługi wodne są nieodłącznie związane z bezpieczeństwem, stanowiąc infrastrukturę krytyczną. Prawo obejmujące wodociągi i kanalizację wymusza działania dostosowawcze. Dyrektywa w sprawie jakości wody przeznaczonej do spożycia przez ludzi (2020/2184) nakłada nowe obowiązki obejmujące wzmacnianie usług wodociągowych. W tym celu konieczne jest ograniczanie wycieków z sieci wodociągowej oraz poprawa niezawodności poprzez odpowiedni monitoring usług, zarządzanie oparte na ryzyku w całym systemie (od obszaru zasilania do punktu czerpalnego), monitoring jakości wody, odpowiednie relacje dostawcy z konsumentem.

Monitorowanie wycieków jest wyzwaniem niezbędnym, ale i niełatwym, szczególnie jeśli weźmie się pod uwagę konieczność ujednolicenia parametrów w skali całej UE. Stąd rozwój narzędzi monitorowania i ograniczania strat wody. Światowa Organizacja Wody IWA opracowała wskaźnik infrastrukturalny zależny m.in. od ciśnienia w sieci. Jednak federacja EurEau proponuje stosowanie wskaźnika liniowego, wskazującego na ilość utraconej w określonym czasie wody na jednostkę długości przewodu. IGWP popiera takie rozwiązanie proponując poszerzenie listy wskaźników o takie, które wymagają mniejszej liczby danych.

Każde rozwiązanie opatrzone jest niepewnością, stąd stosowanie wielu wskaźników może być skuteczne. Konieczne jest jednak ujednolicenie definicji oraz rozwój zaawansowanego monitoringu sieci wodociągowej. Ponadto zarządzanie infrastrukturą musi być scalone z zarządzaniem ryzykiem.

Wykorzystanie modelu hydrodynamicznego w planowaniu retencji

Prelegent: Aleksandra Rajczyk, Miejskie Wodociągi i Kanalizacja w Bydgoszczy – sp. z o.o.

W obliczu coraz silniej występujących zjawisk ulewnych deszczy ale też długotrwałej suszy, niezwykle istotne jest dokładne zdiagnozowanie przyczyn widocznych problemów i potrzeb w infrastrukturze odwodnieniowej miasta.

Opracowanie lokalnego modelu opadowego, inwentaryzacja systemu, wykorzystanie modelowania zintegrowanego, daje możliwość pełnej oceny problemów i potrzeb systemu, do zaplanowania środków zaradczych.

W prezentacji, na kilku bydgoskich przykładach, przedstawiony zostanie dobór obiektów detencyjnych, retencyjnych i zagospodarowujących wody opadowe w problematycznych miejscach w mieście, z wykorzystaniem do obliczeń modelowania zintegrowanego 1D+2D.

Kanalizacja deszczowa w Bydgoszczy – odprowadzanie, retencjonowanie i zagospodarowanie wód opadowych

Prelegent: Stanisław Drzewiecki, Prezes Zarządu Miejskich Wodociągów i Kanalizacji w Bydgoszczy – sp. z o.o.

Rozwój systemu odprowadzania, retencjonowania i zagospodarowania wód opadowych w Bydgoszczy trwa nie od dziś.  To praca od co najmniej 2000r., kiedy powstał pierwszy „Program Ogólny Kanalizacji Deszczowej”, poprzez wdrożone inwestycje w ramach dwóch projektów „Bydgoski System Wodociągowy i Kanalizacyjny”,  w tym przede wszystkim odprowadzenie wód opadowych poza obszary stref ochronnych ujęć wody oraz budowa oczyszczalni wód opadowych na wylotach do rzek, a następnie wdrożenie programu rozproszonej retencji w ramach projektu „Budowa i przebudowa kanalizacji deszczowej i dostosowanie sieci kanalizacji deszczowej do zmian klimatycznych, na terenie miasta Bydgoszczy”, w ramach którego powstało m.in. ponad 80 urządzeń do retencjonowania i zagospodarowania wód opadowych, o łącznej pojemności ponad 19 000 m3 a ponad 90 km sieci zostało poddanych renowacji.

Bydgoska droga to przejście z systemu opartego niemal wyłącznie na odprowadzaniu wód opadowych kanałami do rzek, na zrównoważony system oparty o retencję i wtórne wykorzystanie wód opadowych, monitorowanie i inteligentne sterowanie systemem.

W prezentacji zostaną przedstawione również plany działań na przyszłość oraz wyzwania w potencjalnych obszarach problemowych.

Eksploatacja zbiorników retencyjnych w aspekcie jakości wód deszczowych

Prelegent: Agnieszka Cendrowska, Miejskie Wodociągi i Kanalizacja w Bydgoszczy – sp. z o.o.

Efektywność pracy zbiornika retencyjnego zależy od właściwej jego eksploatacji. Dopływające wraz z wodami opadowymi zanieczyszczenia w postaci zawiesiny łatwo opadającej będą powodować  zamulenie zbiornika i problemy związane z jego czyszczeniem. Istotne jest zatem wcześniejsze zatrzymanie jak największej ilości osadów, w celu ochrony urządzeń retencyjnych. W związku z tym osadniki muszą posiadać wysoką sprawność przy często występującym ograniczeniu dyspozycyjnej powierzchni czy minimalizacji  kosztów inwestycyjnych.

Dodatkowo wraz z zawiesiną, redukowane są związane z nią pozostałe ładunki zanieczyszczeń, które wpływają bezpośrednio na jakość wód deszczowych i roztopowych odprowadzanych do odbiornika lub powtórnie wykorzystywanych np. do podlewania.

Implementacja systemu ekspertowego rozbioru wody wraz z aspektami uczenia maszynowego          

Prelegent: dr inż. Damian Ledziński, Politechnika Bydgoska im. Jana i Jędrzeja Śniadeckich

Wystąpienie będzie opisywało implementację systemu ewidencji rozbioru wody. W czasie wystąpienia zostaną poruszone następujące aspekty: wymagania stawiane systemowi, z czego składa się system rozbioru wody, architektura sprzętowo programowa systemu, problem komunikacji, architektura uczenia maszynowego zaimplementowana w systemie, a także problem predykcji zużycia wody i detekcji anomalii.

Czy można wygenerować prąd na przyłączu wodociągowym? Wyniki prac koncepcyjnych budowy mikroturbiny osadzonej w korpusie wodomierzowym

Prelegent: Tomasz Gruse, SoftBlue S.A.

Prezentacja skupia się na budowie mikroturbiny wodnej w ramach projektu SERW oraz nawiązaniu do Systemu Ekspertowego Rozbioru Wody. Wyjaśnione zostanie pojęcie „Energy Harvesting” i potrzeba pozyskania dodatkowej energii do zasilania urządzeń IoT, z przykładami wykorzystania energii z otoczenia. Omówiona będzie również rola wody sieciowej jako nośnika energii elektrycznej i koncepcja energii dostarczanej do odbiorcy. Prezentacja przedstawi proces tworzenia prototypu mikroturbiny wodnej, od koncepcji do realizacji. Zaprezentowane zostaną uzyskane wyniki energetyczne, w tym korelacja między uzyskaną mocą a zapotrzebowaniem. Na koniec omówiona zostanie praktyczność zastosowania mikroturbiny wodnej, jej wpływ na jakość dostarczanej wody oraz aspekty techniczne i ekonomiczne.

Skuteczna weryfikacja doboru wodomierzy jako istotny krok w zapewnieniu precyzyjnych pomiarów

Prelegent: Paulina Dzimińska, Miejskie Wodociągi i Kanalizacja w Bydgoszczy – sp. z o.o.

Dobór wodomierzy to zagadnienie wieloaspektowe, które wymaga uwzględnienia charakterystyki punktów pomiarowych oraz rzeczywistych przepływów wody. Kluczowe jest dopasowanie średnicy wodomierza do instalacji odbiorcy, aby zapewnić prawidłowy przepływ i korelację krzywej rozbioru wody do charakterystyki błędów wodomierza. Obecne metody doboru są ograniczone, skupiając się głównie na budownictwie wielorodzinnym i fazie projektowania. W projekcie SERW stworzono algorytm weryfikacji poprawności doboru wodomierzy, który można stosować w różnych warunkach eksploatacyjnych, umożliwiając cykliczną ocenę i wymianę nieprawidłowo dobranych wodomierzy.

Krótkookresowy bilans wodny DMA – na zero, czy mniej niż zero?

Prelegent: dr inż. Justyna Stańczyk, Uniwersytet Przyrodniczy we Wrocławiu

Charakterystyczną czynnością związaną z współczesnym podejściem do zarządzania systemami wodociągowymi jest ich podział na strefy DMA (ang. District Metered Area). Jednym z celów wydzielania tych zamkniętych, opomiarowanych obszarów jest zebranie informacji o objętości wody, która wpłynęła do wyznaczonego obszaru oraz pobranej przez użytkowników, co w efekcie umożliwia bilansowanie stref oraz szacowanie strat wody.

W codziennej eksploatacji zarządcy sieci spotykają się z dylematami związanymi z ustanowieniem granic stref DMA, optymalnym zlokalizowaniem punktów monitoringowych, a w późniejszym etapie z samym bilansem wody. Otwartą kwestią pozostaje, czy przedsiębiorstwa wodociągowe są w stanie realizować bilans krótkookresowo w dobie obecnego podejścia stosowanego w gospodarce wodomierzowej oraz jak kształtowane są wyniki precyzyjnego bilansowania objętościowego, w skali nawet godzinowej. Pomimo tego, iż bilansowanie wody jest zaliczane do jednej z metod kontroli stanu pracy sieci wodociągowej, czy istnieje możliwość jego wykorzystania w kontekście szybkiej diagnostyki sieci wodociągowej, czy jego jedyny sens tkwi w późniejszym wykorzystaniu do kwestii szacunkowo-rozliczeniowych?

W prezentacji przedstawione zostaną wyniki prowadzonych badań nad powstaniem komponentu bilansowania wody w skali godzinowej i dobowej jednej z bydgoskich stref DMA. Omówione zostaną bariery związane z wpływem danych wodomierzowych na bilansowanie. Ponadto, zaprezentowane zostaną wyniki i wnioski z symulacji wypływu awaryjnego z sieci w kontekście precyzyjnego bilansowania strefy DMA.

Aplikacje GIS jako wsparcie dla efektywnego zarządzania sieciami wodno-kanalizacyjnymi

Prelegent: Piotr Cienin, Miejskie Wodociągi i Kanalizacja w Bydgoszczy – sp. z o.o.

Prezentacja dotyczy zastosowań Systemów Informacji Geograficznej (GIS) w kontekście zarządzania sieciami wodno-kanalizacyjnymi. Podczas prezentacji omówione zostaną podstawowe koncepcje oraz funkcje GIS oraz korzyści wynikające z ich wykorzystania w tym konkretnym obszarze. Przedstawione zostaną również zalety aplikacji GIS oraz różnorodne technologie, jakie są wykorzystywane w tych systemach. Ponadto, zostaną poruszone wyzwania oraz możliwości rozwoju w dziedzinie GIS, podkreślając znaczenie ciągłego doskonalenia i adaptacji. Na zakończenie, prezentowany będzie studium przypadku, które ilustruje praktyczne zastosowanie GIS w konkretnych projektach lub sytuacjach związanych z zarządzaniem sieciami wodno-kanalizacyjnymi.