Zarządzanie wodą w mieście - przegląd technologii z Smart City Expo 2023

Dzisiaj prezentujemy pierwszą garść inspiracji po naszym udziale w targach SCEWC 2023, skupiając się na technologiach umożliwiających efektywne zarządzanie wodą w mieście.

Miasta na całym świecie borykają się z różnorodnymi wyzwaniami związanymi z zarządzaniem zasobami wodnymi, a ten żywioł może przynieść liczne szkody, takie jak intensywne opady deszczu i podtopienia. Zbyt niski poziom wód i ich zanieczyszczenie również stanowią poważne zagrożenia.

W zależności od lokalnego klimatu, położenia geograficznego i dostępnej infrastruktury miasta opracowują różne strategie zapewnienia bezpieczeństwa wodnego. Samorządy coraz częściej sięgają po rozwiązania oparte na błękitno-zielonej infrastrukturze (BZI), które promują zrównoważone zarządzanie wodą. Jednym z przykładów jest inwestowanie w systemy retencji deszczowej, czyli takiej, która pozwala na gromadzenie i wykorzystywanie wody deszczowej. Instalacja zieleni miejskiej, parki, ogrody deszczowe czy pasy zieleni wzdłuż dróg, wspomagają naturalne procesy retencji wody, zmniejszając ryzyko powodzi i jednocześnie zwiększając dostępność wody dla roślin. 

Early Flood Detection System (Portugalia)

W przypadku zalania lub powodzi, tak jak przy każdej klęsce żywiołowej liczy się jej szybkie wykrycie. Umożliwia ono ochronę zdrowia i życia ludzkiego, odpowiednią reakcję służb ratunkowych, minimalizację strat materialnych i skutków ekologicznych. 

Greenmetrics.ai stworzyło system wczesnego wykrywania powodzi, opierający się na technologii IoT (Internetu Rzeczy), mający na celu udzielanie zaawansowanych ostrzeżeń przed zagrożeniem powodziowym. Dzięki temu innowacyjnemu rozwiązaniu, władze mogą podejmować środki zapobiegawcze we właściwym czasie, co skutecznie minimalizuje negatywny wpływ powodzi miejskich. 

Inteligentne sensory systemu monitorują dane środowiskowe, takie jak lokalne opady deszczu, poziom przepływu wody w rzekach i systemach kanalizacyjnych, a także wykrywają obecność wody w obszarach o wysokim ryzyku, co umożliwia przewidywanie powodzi z wyjątkową precyzją. To z kolei daje władzom miejskim odpowieni czas na reakcję, znacznie zmniejszając potencjalne ryzyko utraty życia i mienia. 

System jest elastyczny i dostosowuje się do różnych typów krajobrazów. Wykorzystuje technologię LoRaWAN (Long Range Wide Area Network), co przyczynia się do ochrony naturalnych siedlisk i wspierania proaktywnego zarządzania sytuacjami kryzysowymi. 

Water Usage Optimization System (Portugalia)

Kolejnym rozwiązaniem dostawcy Greenmetrics.ai jest narządzie do optymalizacji zużycia wody mające na celu maksymalizację efektywności zużycia wody, zwłaszcza na polach golfowych i w produkcji rolniczej. 

Źródło: https://www.greenmetrics.ai/golf

Przez wykorzystanie inteligentnych sensorów do monitorowania wilgotności gleby oraz warunków klimatycznych, z wykorzystaniem technologii IoT przekazywane są precyzyjne dane, które są następnie analizowane przez algorytmy, które zalecają optymalne harmonogramy nawadniania. 

W efekcie minimalizuje się marnotrawienie wody, zapewniając jednocześnie zrównoważone zarządzanie zasobami wodnymi i zwiększając plony upraw. Elastyczność naszego rozwiązania pozwala na jego wdrożenie w gospodarstach rolnych o różnej skali i warunkach. W efekcie rozwiązanie promuje zrównoważone korzystanie z zasobów wodnych oraz wspiera równowagę ekologiczną w obliczu wyzwań związanych ze zmianami klimatycznymi. 

FloodCAM (Włochy)

Wystawca WATERVIEW S.R.L. opracował technologię AI do detekcji obszarów zalanych na podstawie obrazu z kamer. FloodCAM łączy opatentowane technologie widzenia komputerowego i uczenia maszynowego, aby wykorzystać kamery monitoringu do wykrywania zalanych obszarów zielonych, nawierzchni dróg, przejść podziemnych i nabrzeży rzek. FloodCAM możne być również wykorzystywany w pomieszczeniach zamkniętych, takich jak zakłady przemysłowe i tereny produkcyjne, aby wykrywać skutki wycieków cieczy.  

Computational fluid dynamics (CFD) simulations (Niemcy) 

Firma hydrograv® przygotowała narzędzie do symulacji przepływu wody i nieczystości w oczyszczalniach ścieków. Technologia ta pozwala precyzyjnie modelować procesy zachodzące w instalacjach, umożliwiając wirtualne testowanie projektów i identyfikację obszarów optymalizacji. 

Źródło: https://www.hydrograv.com/en/services/simulation/

Dzięki temu narzędziu inżynierowie mogą zyskać lepsze zrozumienie dynamiki płynów w różnych elementach oczyszczalni, takich jak zbiorniki osadnikowe, zbiorniki osadu czynnego, fermentory czy stacje pomp. Symulacje CFD stanowią obowiązkowy komponent cyfrowego bliźniaka oczyszczalni - umożliwiają wczesne wykrywanie potencjalnych problemów, co przekłada się na oszczędność kosztów zarówno w fazie budowy, jak i eksploatacji oczyszczalni.  

RIS – River Information System (Węgry)

RIS to system informatyczny oparty na danych centralnego systemu ruchu statków VTS (Vessel Traffic System), oferujący zintegrowane usługi dla uczestników ruchu rzecznego. Jego głównym celem jest poprawa bezpieczeństwa na drogach wodnych, minimalizacja sytuacji niebezpiecznych i wypadków. 

Źródło: https://www.gamax.hu/en/traffic_ai/ris

Jednocześnie RIS dąży do zwiększenia efektywności w transporcie rzecznym poprzez maksymalne wykorzystanie statków i dróg wodnych. Obejmuje to skrócenie czasu dostawy, redukcję czasu załadunku/rozładunku towarów oraz zmniejszenie zużycia paliwa. Dodatkowo, RIS dostarcza interfejsy do współpracy z innymi metodami transportu, co pozwala na optymalne zarządzanie ruchem logistycznym. 

W kontekście ochrony środowiska, RIS reprezentuje technologię skierowaną na zmniejszenie emisji toksycznych substancji i zanieczyszczeń. Działania te mają na celu poprawę ekologii rzek i otaczającego je środowiska wodnego, tworząc bardziej zrównoważony system transportu wodnego. 

SPADE for Ports (Włochy)

Włoski dostawca MATHCLICK SRL przedstawił SPADE (SParse DEnse). To narzędzie uczenia maszynowego (machine learning AI), które może szacować głębokość wód w portach, bazując na historycznych pomiarach batymetrycznych oraz danych satelitarnych z programu Copernicus. Aktualne i prognozowane dane dostarczane przez SPADE mogą pomóc władzom portów w lepszym zarządzaniu harmonogramem batymetrii oraz optymalizacji operacji pogłębiania dna portu. 

Jeśli interesuje Cię tematyka innowacyjnych rozwiązań technologicznych, które wspierają efektywne zarządzanie zasobami wodnymi, teraz jest doskonała okazja, aby zanurzyć się w fascynujący świat technologii w dziedzinie gospodarki wodnej! Polski Fundusz Rozwoju we współpracy z norweską organizacją Nordic Egde organizuje wirtualny hackathon Hack the Climate w dniach 24-26 listopada. Jeszcze do 21 listopada można zgłosić swój zespół i rozwiązać wyzwanie zgłoszone przez norweski region Setestal i miasto Stavanger - “Smart Water Resource Management”. Programiści będą musieli opracować system monitorujący zanieczyszczenie wody spowodowane intensywnym rolnictwem w regionie. Więcej o wyzwaniu: https://pfrdlamiast.pl/aktualnosci/Hack-the-Climate-kodowanie-i-rozwiazywanie-wyzwan-klimatycznych-polskich-i-norweskich-miast.html