„Londone nuolat lyja“. Girdėta? O ar girdėta, kad Vilniuje lyja ir dažniau, ir smarkiau nei Londone? Beje, kur patenka mieste surenkamas lietaus vanduo? Teisingai, vamzdynais teka į valyklas ir išleidžiamas į atviro vandens telkinius. O ar esamas lietaus nuotekų tinklas dar pajėgia nutekinti tokius didelius vandens kiekius?
Lietaus nuotekų tvarkymas – plika akimi nematomas darbas, apie kurio svarbą dažnas sužino tik tada, kai smarkesnė liūtis užtvindo gatvės atkarpą. Miestui augant, keičiantis užstatymo intensyvumui, didėjant kietųjų paviršių plotui ir į lietaus nuotekų sistemą patenkančio vandens kiekiui, senųjų įrankių nebepakanka.
Vilniuje kuriamas skaitmeninis lietaus nuotekų tinklų modelis leis analizuoti lietaus nuotekų sistemos darbą, simuliuoti miesto infrastruktūros plėtrą, rasti atsakymus į strategiškai miestui aktualius inžinerinius klausimus.
Padėtis netenkina
Prieš kelerius metus pradėtas Vilniaus miesto paviršinių nuotekų sistemų tvarkymas apima ne tik aktualiausių vamzdyno ruožų renovavimą ir naujų lietaus nuotekų valyklų statybą: itin svarbu lietaus nuotekų tinklus su visais jų elementais vertinti kaip vientisą infrastruktūros kompleksą. Vilniaus miesto paviršinių nuotekų tinklas yra didžiausias ir sparčiausiai augantis Lietuvoje – jo ilgis siekia beveik 1.700 km, jį sudaro beveik 117.000 atskirų lietaus vamzdinių komunikacijų atkarpų.
Deja, didelė dalis svarbios paviršinių nuotekų kanalizavimo infrastruktūros informacijos nėra aukšto patikimumo lygio – lig šiol ji vis dar kaupiama popierinėse kortelėse, kuriose išbraižoma tik principinė šulinių schema su vamzdžių altitudėmis.
Tokia padėtis visiškai netenkina paviršinių nuotekų kanalizavimo infrastruktūros modernaus ir tvaraus planavimo, ekstremalių situacijų ir eksploatacinių savybių simuliavimo bei naujų tinklų statybos arba esamų tinklų renovacijos projektavimo iššūkių.
Vilniaus miesto paviršinių nuotekų tinklų sistemos inventorizavimas, duomenų skaitmenizavimas ir tinklų valdymas šiuolaikinėmis informacinėmis sistemomis yra svarbi Vilniaus miesto savivaldybės ir šią infrastruktūrą eksploatuojančios Vilniaus miesto paviršinių nuotekų tvarkytojo UAB „Grinda“ vykdomos veiklos dalis.
Kuriamas skaitmenimis hidraulinis modelis
„Darome tai, ko iki šiol Lietuvoje dar nedarė niekas: kuriame Vilniaus miesto lietaus nuotekų tinklų skaitmeninį kloną. Turėdami tikslius skaitmeninius duomenis – kiekvienos vamzdyno atkarpos diametrą, ilgį, altitudžių skirtumus – ir užduodami eksperimentinius parametrus galėsime modeliuoti skirtingas situacijas, įvertinti sistemos gebėjimą susidoroti su didesniais lietaus nuotekų srautais, atitinkamai reaguoti į numatomą miesto plėtrą ar vamzdyno rekonstrukcijos reikalavimus.
Kitais žodžiais tariant, kuriamas skaitmenimis hidraulinis modelis leis apskaičiuoti skirtingus vamzdyno apkrovų scenarijus ir efektyviai valdyti infrastruktūrą bei žmogiškuosius išteklius,“ – pasakoja Dalius Kuliešius, UAB „Grinda“ Gamybos tarnybos vadovas, šiuo metu einantis ir bendrovės vadovo pareigas.
Vamzdyno matavimas vykdomas atidarant šulinių dangčius ir skenuojant juos 3D lazerinio skenavimo (LIDAR) metodu. Lazerinio skenavimo įrenginys leidžia suformuoti sferinius vaizdus, tiksliai įvertinti šuliniuose ir kamerose esančių vamzdynų altitudes, skersmenis ar skerspjūvio plotą paviršinių nuotekų kolektoriuose. Preliminariu vertinimu, šio projekto metu bus išmatuota apie 17.500 lietaus nuotekų šulinių.
„Hidrauliniame modelyje būtina suvesti realias žemės paviršiaus ir vamzdžių įtekėjimų bei ištekėjimų altitudes, todėl labai svarbu turėti kokybišką tinklo brėžinį, kuriame būtų nurodyti visi įmanomi vamzdžių ir kitų sistemos elementų atributai, leidžiantys modeliuoti tėkmės greitį, sistemos užsipildymo pajėgumą,“ – pasakoja D. Kuliešius.
Naudinga planuojant Vilniaus infrastruktūrą ir teritorijų plėtrą
Pavyzdžiui, vienas didžiausių Vilniaus lietaus nuotekų baseinų apima net 900 ha teritoriją – Pašilaičių, Fabijoniškių, Šeškinės ir dalies Šnipiškių teritorijas. Lietaus vanduo iš visos šios teritorijos transportuojamas vienu – Geležinio Vilko gatvės – kolektoriumi.
Tai reiškia, kad jei intensyvus lietus šiaurinėje Vilniaus dalyje užsitęstų, Pašilaičiuose esantis vamzdynas galbūt dar susitvarkytų su padidintu lietaus nuotekų srautu, tačiau Konstitucijos žiedo apačioje iš vamzdyno jau gali pradėti veržtis nuotekos ir užlieti Geležinio Vilko gatvę.
Skaitmeninis modelis įvertins lietaus nuotekų tekėjimo greitį ir sistemos užpildymą atsižvelgiant į realius vamzdyno parametrus ir pateiks skaičiavimus, kaip keisis sistemos darbas skirtingomis sąlygomis – esant ilgalaikiam ar intensyviam lietui, prijungus naujus klientus ar išplėtus lietaus nuotekų surinkimo baseino plotą. Toks modeliavimas labai naudingas planuojant Vilniaus infrastruktūros ir teritorijų plėtrą.
Hidraulinis modeliavimas leidžia analizuoti nuotekų sistemą siekiant įvertinti jos darbo efektyvumo didinimo galimybes.
Daugelyje pasaulio šalių hidraulinio modeliavimo taisyklės įpareigoja prie esamo tinklo prijungiant naujus tinklus ar pavienius elementus atlikti hidraulinį modeliavimą ir įvertinti, ar nauji pakeitimai nepadarys neigiamos įtakos esamam tinklui.
Regioninės svarbos projektas „Paviršinių nuotekų sistemų tvarkymas Vilniaus mieste“ finansuojamas Europos Sąjungos Sanglaudos fondo, Vilniaus miesto savivaldybės ir UAB „Grinda“ lėšomis. Viso projekto vertė yra 34,7 mln. Eur, jo įgyvendinimą prižiūri Aplinkos ministerijos Aplinkos projektų valdymo agentūra (APVA).
