Master Plantól a tervezésig MASTER PLAN 20/03/2019

Átírás

1 A hosszútávú Master Plan szerepe városi a csapadékvízgazdálkodás csapadékvízelvezető MASTER rendszerek PLAN komplex városi tervezésében koncepciótervek a fenntartható és hosszútávú települési programokhoz Dr. Nagy Zsuzsanna DHI Hungary MASTER PLAN Jövőbeni hálózatfejlesztéseket megalapozó részletes tanulmány és tervezési elveket rögzítő dokumentum. Azaz: szakági iránymutatást ad a csatornahálózatok tervezésénél, szakterületi tervhierachiában első helyen áll, a további tervezések a Master Plan alapján az adott városra készült útmutatóban megadott hidraulikai méretezéseken alapulnak. Master Plantól a tervezésig 1. Master Plan (koncepcióterv)- időhorizont, forgatókönyvek 2. Tervezési, beruházási és üzemeltetési igények sorozata (lista) 3. Milyen sorrendben és hol, pontosan mit? Miért? Fennmaradó hálózati kapacitás Üzemeltetési biztonság -forgatókönyvek Hálózati nyilvántartás

2 Tervezés és döntéstámogató eszközök Modellek KOMPLEX kihívások. Urban Data Management Eredmény típusok modelltípus (idősor, térkép, táblázat, stb.) Modeleredmények - adat elérhetőség. költségek és rendelkezésre álló idő Water Efficiency Module Network rehabilitation planning Urban Online Modeling Komplex városi infrastruktúra A rendszert egy sor, egymással kapcsolatban lévő, egységet alkotó és feladattal rendelkező komponensként jellemezhetjük. Ezt a feladatot egyik komponens sem képes önállóen ellátni, hanem csak a többi komponenssel együtmműködve. (Probs 1988) Vízgyűjtő Környezet Rendszer Környezetfüggő menedzsment Viztisztítás Operation & maintenance Vízellátás Szennyvíztiszítás Gyűjtő hálózat Manag ement & planning Drainage system Natural Environment Comm on sense Befogadó Rules, regulations & Legislation Az ideális település...? Water circle city... Céloknak megfelelő és megőrzés Water sensitive city- multifunkcionális infrastruktúra és táj/településkép

3 Városi infrastruktúra és a változó környezet Üzemzavarok - csatornahálózat Kapacitás problémák Nyomás alatti áramlás Szerkezeti problémák Feliszapolódás Mekkora terhelés érte? Mennyi kerül be a rendszerbe? Esemény Rendszerválasz Ezen alapul a Master Plan! MSZ megengedhető környezeti kockázat VKI befogadók terhelése

4 MASTER PLAN cél módszer eszköz a települési csapadékvíz problémák mértékét csökkentő műszaki megoldások meghatározása Csatornahálózatban, a Master Plan befogadóban, valamint a terület vízgyűjtőjén végbemenő, így egymásra ható folyamatok megismerése és leírása Szimulációs modell matematkai modellezés alkalmazása #11 Mire használhatók a matematikai modellek? Gyűjtőhálózatok: Milyen csapadék eseménykor és milyen üzemeltetés mellett történt az elöntés? Mik a következményei egy csőszakasz rekonstrukciójának, átépítésének? Érdemes-e nagyobb kapacitásúra cserélnem? Miért és hol iszapolódik fel a hálózatom? Miért és hol vannak/vagy lesznek a jövőben kapacitás problémák a hálózaton? FORGATÓKÖNYVEK elemzése MIKE URBAN

5 Kapacitás vizsgálat T15, T30 és T60 + Q210nap Árkok és csövek kapacitása Csővezetékek túlterhelése összesített eredmények, Forrás Sopron Master Plan, DHI Hungary. office@dhi.hu Szimulációs modell a hidroinformatikai rendszer alapja RDBMS Jó döntés alapja a rendszer jó ismerete Rendszeradatok hálózati adatok mennyiségi és minőségi Statikus és dinamikus adatok Funkcionalitás rendszer teljesítőképessége és jelenlegi hiányosságai Ellenőrzőtt adatok mért adatok Felkészülés, tervezés #

6 start Integráció és nyitottság CAD GIS SCADA Modellek felmérések CAD GIS SCADA Rekonstrukciós tervezés Valósidejű online vezérlés SCADA-MODELL kapcsolat Modellek felmérések Integrált városi vízgazdálkodás Szennyvíztisztító telep befogadó

7 Knowledge holds the key to unlocking the right solutions Elérhető technológiák Azaz az adott problémát a megfelelő módszerrel kezeljük! Eszköz a problématípusokra megvan, azokat használjuk! 1. Klasszikus megoldások : aknakiöntések, kapacitásproblémák stb.- 1 dimenziós modellek (pl. MIKE Urban) 2. Talajvíz és csatornahálózatok egymásrahatása egy mással kommunikáló, összekapcsolt modellek (pl. MIKE SHE és MIKE Urban) 3. Csatornahálózati kiöntés felszíni terjedésének hatáselemzése (1D+2D) (pl. MIKE 21 és MIKE Urban= MIKE Urban Flood) a technológia akár online előrejelzésre is alkalmas! (lásd jelen ppt végén DHI dán alkalmazása) Alkalmazási példák -lásd következő előadásokban : 1.Sopron csatornahálózati Master Plan 2. Tát-Tokod projekt 3. Bukaresti példa

8 Digitális adatbázis #26 Hiánylista (példa) - 3 elem és hozzájuk tartozó leírás #

9 Adathiányos hálózati elemek (jelölés pirossal) #29 Csőfeltárás- van, ahol szükség lehet Szent további, Miklós de költséges útjafeltárási munkára veszélyes helyek, itt geodéziával nem lehet (vannak olyan részek, ahol nem tudni hogy hova köt be, vagy valóban hol megy.. #30 Master Plantól a tervezésig 1. Master Plan (koncepcióterv)- időhorizont, forgatókönyvek 2. Tervezési, beruházási és üzemeltetési igények sorozata (lista) 3. Milyen sorrendben és hol, pontosan mit? Miért? Fennmaradó hálózati kapacitás Üzemeltetési biztonság -forgatókönyvek Hálózati nyilvántartás

10 Gördülő fejlesztési terv(gft) Gördülő fejlesztési terv évi CCIX. Törvény a víziközműszolgáltatásról A víziközmű-szolgáltatás hosszú távú biztosíthatósága érdekében - a fenntartható fejlődés szempontjaira tekintettel - víziközmű-szolgáltatási ágazatonként tizenöt éves időtávra gördülő fejlesztési tervet kell készíteni. A gördülő fejlesztési terv felújítási és pótlási tervből, valamint beruházási tervből áll. Master Plan (MP)? Célja: rövid és hosszú távú fejlesztési stratégia megalapozása A rendszer viselkedésének, működésének komplex elemzése, értékelése, optimalizálása támogatja a stratégiai tervezést, rekonstrukciók ütemezését, a hálózatfejlesztési beruházások ütemezését Rendszeroptimalizáció (költségek is!) Eszközei: Integrált adatkezelés és adatgyűjtés: nyilvántartás adatok, üzemeltetés adatai, Monitoring eredmények Numerikus modellek és szimulációs eredményei Elvárt eredmények Objektív alátámasztó dokumentum a beruházásokhoz MASTER PLAN Jelenlegi állapot elemzése Feladatok megfogalmzása Eszköz a tervezői egyeztetésekre Objective document for investments Tanulm Study on current state #38 Definition of tasks to be done terve Tool for further consultation with designer Települési és vízgyűjtő határok és a települési csapadékvíz ügyek Misalignment of catchment hydrological boundaries - urban area and the area under the control of the municipal administration Vízgyűjtő határ Belterületi határ Települési közigazgatási határ

11 Folyamatok a városi rendszerekben Evaporation párolgás Impervious area - vízzáró felület Rain csapadék Leakageszivárgás Infiltrationbeszivárgás Overland flow felszíni lefolyás Drainage- gyűjtőhálózat Grundwater flow f.a.víz áramlás Folyamatok a városi rendszerekben párolgás Településrendezési eszközök Szabályozási tervek Szerkezeti tervek Helyi építésügyi szabályzatok vízzáró felület csapadék Településtervezési eszközök Zöldfelületek hol, mekkora Vízelvezetési és visszatartási megoldások felszíni lefolyás beszivárgás szivárgás f.a.víz áramlás gyűjtőhálózat Tervezési alternatívák Esőgyűjtő tetőfelületek Zöldtetők Esőgyűjtő tartályok Beszivárogtató árkok Stb. beépíthetők a modellbe Hatások kiértékelése #

12 Folyamatok a városi rendszerekben párolgás Településrendezési eszközök Szabályozási tervek Szerkezeti tervek Helyi építésügyi szabályzatok vízzáró felület csapadék Településtervezési eszközök Zöldfelületek hol, mekkora Vízelvezetési és visszatartási megoldások felszíni lefolyás beszivárgás szivárgás Vízgyűjtő lehatárolás, hossz-szelvény rendelkezésre áll a tervező részére? gyűjtőhálózat Vajon az egyes tervezői vonalakat és számokat... f.a.víz áramlás ELKÉSZÜLT Vízgyűjtők lehatárolása Tervezői szupport támogatás: ha tervez, változtat, akkor alapparamétereket tud adni a Master Plan: összegyülekezési idő vízgyűjtő alakjától, lejtésétől függő paraméterek, vízzáróság, hova terhel a hálózaton #44 Miért? Hatótényezők city development Aarhus.dk climate adaptation resilence Politiken Településfejlesztés, -rendezés klímaváltozás alkalmazkodás ellenállóképesség #

13 MASTER PLAN koncepcionális terv (rendszer működését leíró digitális döntéstámogató eszközrendszer) Elvárt eredmények Objektív alátámasztó dokumentum a beruházásokhoz Jelenlegi állapot elemzése Feladatok megfogalmzása Eszköz a tervezői egyeztetésekre Objective document for investments Tanulm Study on current state #49 Definition of tasks to be done terve Tool for further consultation with designer Problémamegoldás kicsiben Lokális beavatkozások történnek, miután a probléma jelentkezik: - Szétválasztás, leválasztás - Aknafelújítások - Átkötések - Ároktisztítás, új árkok kijelölése - stb A probléma nem biztos, hogy csak a felszínen jelentkezik (szennyvíztisztító telep) Az aknák kerülnek csak elöntésre csatornák nyomás alá kerülnek állagromlás évek múltán már a felszínen is látható. Problémamegoldás nagyban A jövőbeli fejlesztéseknél figyelembe kell venni a elvezetési lehetőségeket, kapacitásokat + a meglévő rendszerek felújítását, átalakítását a fejlesztési igényeknek megfelelően kell végezni. Ehhez meg kell ismerni a helyi környezeti viszonyokat (csapadékmennyiség, csapadékeloszlás, felszíni lefolyás/beszivárgás) és a hálózatot. Fel kell tárni a problémákat és hosszú távú megoldást kell találni, megfelelő tartalék kapacitásokkal

14 Koncepcióterv (Master Plan) módszertan LÉPÉSEK 1. adatgyűjtés (hálózati adatok-statikus és dinamikus) 2. monitoring program 3. szimulációs modellek építése és kalibrálása 4. a jelenlegi rendszer vizsgálata 5. a jövőbeli állapot modell és koncepció, javaslatok Monitoring Monitoring kölcsönösen összefüggő jelenségek mérése egymással párhuzamos időben, mellyel később a rendszer működését és viselkedését elemezhetjük Egyedi és megismételhetetlen

15 Monitoring kampány Forgatókönyvek futtatása valós alapokon lesz H - vízszint mérések Q - hozam mérések R - csapadékmérők Modell kalibráció Példa eredményekre: 10 perces 2 éves visszatérésű csapadék esemény és nedves talajállapot kapacitás elemzés Példa eredményekre: 10 perces 2 éves 10 perces 2 éves visszatérésű csapadék visszatérésű esemény és nedves talajállapot csapadék negatív esemény áramlás - visszaduzzasztás és nedves talajállapot negatív áramlás - visszaduzzasztás

16 Magas prioritású problémás helyek Javaslatok Q, v eredmények adott csap.intenzitásra Tát-tokodi rendszer Magas prioritású problémás helyek - Javaslatok Méretezni kell a hálózatot a jövőben várható terhelésre is #

17 Települési szerkezeti és szabályozási tervek is feldolgozásra kerültek Virágvölgy javasolt csatornahálózat kialakítás (tározókat is tartalmaz) #62 Vízvisszatartásra alkalmas területek MUI D Méret m3 EOV Y EOV X R1_ , ,018 K 60 R2_ K , ,076 Táblázat: A vízvisszatartásra alkalmas területek javasolt mérete (Kutya-hegy) #63 Kutyahegyi hálózat csatlakozása a jelenlegi hálózathoz Csatlakozása a jelenlegi Terhelés hálózathoz Maximális hozam Lefolyó víz abszolút Végpont befogadó mennyisége ( m3) ( m3/s) T15 T30 T60 T15 T30 T60 2,56 1,11 1,10 0,00 0,00 0,00 1_109 Tacsi árok Hálózat 1,84 7,41 22,14 0,04 0,02 0,00 161,1 130,2 144,2 2265B7 Hálózat 0,11 0,09 0, F7FC Hálózat 41,94 37,20 41,65 0,03 0,02 0,02 ABAB7 Hálózat 0,14 0,14 0,14 0,00 0,00 0,00 B1259 Hálózat 86,67 70,46 76,96 0,07 0,07 0,05 Node_268 Rák patak 0,28 29,54 31,66 0,04 0,03 0,00 43CF8 keresztül 2,90 97,87 119,9 Node_294 0,12 0,08 0,00 4 hálózat Árok rendeszeren 442,1 416,0 484,3 Node_618 0,44 0,33 0,21 keresztül Liget-patak Árok rendeszeren 725,2 724,3 802,8 Node_637 0,73 0,59 0,36 keresztül Liget-patak Rák patak Node_664 73,11 59,31 63,83 0,06 0,05 0,04 Node_665 Rák patak 52,15 42,40 44,78 0,04 0,03 0,03 Node_665 Rák patak 0,21 0,21 0,21 0,00 0,00 0,00 Tervezett hálózat Node_67 2,04 39,24 42,99 0,03 0,03 0,00 kolosterhegy utca Rák patak Node_696 0,23 46,05 50,38 0,07 0,05 0,00 134,5 144,6 Node_697 Rák patak 0,21 0,13 0,14 0, ,0 Node_698 Rák patak 0,76 0,66 0,40 0,03 0, ,76 Node_699 Rák patak 19,51 16,08 0,05 0,01 0,01 336,8 659,7 727,2 Node_701 Rák patak 0,82 0,54 0, BD073 Node_705 0,14 0,14 0,14 0,00 0,00 0,00 kersztül hálózat 230ADB 11,29 9,21 9,88 0,01 0,01 0,01 Node_706 kersztül Terhelési táblázat. Kutyahegyi hálózat terhelési értékek Tervezett hálózat Node_75 Gesztenyés elemzése körút megtörtént 0,30 0,51 3,21 0,00 0,00 0,00 #65 307,4 308,1 340,0 2C68F2 Hálózat 0,32 0,22 0, C68F6 0,15 0,15 0,15 0,00 0,00 0,00 Erre a területre is meghatároztuk az adott befogadóhoz tartozó, a vízgyűjtőről érkező terheléseket (lefolyó vízmennyiséget és maximális hozam értékeket). Jelenlegi Jelenlegi Jövő Javasolt Hossz MUID átmérő MUID átmérő (m) 2265D A DA , D B DB , A A , A A AA ,64 Javasolt rekonstrukciók a jelenlegi hálózaton távlati tervek teljes kiépülése esetén a következő

18 Példa a javasolt átépítésre hossz-szelvény MIKE URBAN modellező szoftverrel, kalibrált modellen alapuló eredmény MIKE VIEW hosszszelvény megjelenítő #66 Szigetszentmiklós elöntési potenciál - elöntésveszély 60 mm 100 mmm Miért? Miért nem elég a kapacitásnövelés?

19 Átmérő növelés? Szigetszentmiklós város Vizgyűjtőként a szétosztandó víztömeg. Beavatkozások sorrendje: Vízvisszatartásra alkalmas területek lehatárolása vízelvezetők visszatartás és elvezetés MASTER PLAN Jövőbeni hálózatfejlesztéseket megalapozó részletes tanulmány és tervezési elveket rögzítő dokumentum. Azaz: szakági iránymutatást ad a csatornahálózatok tervezésénél, szakterületi tervhierachiában első helyen áll, a további tervezések az útmutatóban megadott hidraulikai méretezéseken alapulnak

20 átemelők csőhálózat vízszint mérési adatok modul csőhálózat áramlásmérési adatok modul Üzemeltetőnél a mérési adatok hogyan vannak nyilvántartva? OK-OKOZATI FELTÁRÁS? MIKE INFO platform Adatok, technikák és csapadékvíz elöntések korszerű megoldások városok részére - példák Felhasznált részletek C. Wennberg*, U. Moback**, L-G. Gustafsson*, N. Blomkvist **, D. Karlsson*** DHI, Drakegatan 6, Gothenburg, Sweden, ** Göteborgs Stad, Stadsbyggnadskontoret, Box 2554, Göteborg Sweden, *** Göteborg Stad, Kretslopp och Vatten, Box 123, Angered Sweden Szigetszentmikós Master Plan, , DHI Hungary. Gothenburgh Elmúlt 10 év kár: 100 millió SEK felett

21 By the water Becsült jövőbeli kár: 1 milárdsek felett... Városfejlesztés és népességnövekedés a városban Göthenburgh város vízgazdálkodási szereplői Kretslopp och Vatten (Sustainable Waste and Water, City of Gothenburg) City Planning Waste Authority Water City Treatment Traffic Office GRYAAB Swedish Transport Administration for large infrastucture objects and projects Vízgazdálkodás a városban stakeholder platform (közös értelmezése a céloknak)

22 Felszín alatti víz aktuális talajvíztérkép (folyamatos monitoring!) Elöntési információk (tenger és vízfolyás) Tervezési szint utak, épületek Kritikus infrastruktura és mindennapi élet egységei (pl.utak, középületek) Forgatókönyvek Felhőszakadás tervezés, scoping screening

23 Felhőszakadás management - az ún. felhőszakadás elöntési térkép Várostervezők és rendszerüzemeltető Beavatkozások jóságának tervezésére és ellenőrzésére A tervezési feladatok könnyebb koordinálására Szigetszentmiklós területét ún. tervezési területekre bontottuk keletkező vízmennyiségeket számolni kell! Szigetszentmiklós elöntési potenciál - elöntésveszély ott ahol van jelenleg vízelvezető rendszer: a nem megfelelő karbantartás esetében utal a megjelenhető gondokra. Mindezek mellett rámutat azon csapadékesemények időablakára is, a hirtelen kialakuló lehetséges problémákra, amikor a csap.elvezető rendszer még/már nem bírja el /viszi el a terhelést; ahol nincs még jelenleg kiépített vízelevezető rendszer, rámutat azon területekre ahol várhatóan a víz meg fog állni a természetes domborzati adottságok miatt. 60 mm 100 mmm

24 Esővízgyűjtő tartályok Esőkertek--- hatékonyság Csapadék adatok - közadat Nagyfelbontású csapadékadatok 24 órás előrejelzés

25 Szennvíztisztító telep Záporkiömlő hidrológiai és hidraulikai modell eredményeként & telepre érkezőterhelés előrejelzéséből MASTER PLAN 2.0 Felhőszakadás Master Plan Elöntési vonal és vízmélység számos szcenárióra

26 Master Plan Felhőszakadás Management Holisztikus szemlélet - STRATÉGIA -vízgyűjtő szinten kezeli a feladatot -meghatározza azon feladatokat, amelyek vízvisszatartásban és elvezetésben szerepet játszanak azaz a nagy elöntés kockázattal (szociális és gazdasági érték) rendelkező területekről átvezeti a vizet az alacsonyabb kockázatú területekre. Köszönjük a figyelemet!