Znanje in podpora

Vodni krog v urbanem okolju: Trajnostno upravljanje z vodnimi viri je največji izziv sodobnega sveta

Tako kot kroži voda v globalnem hidrološkem ciklu, tako kroži tudi v urbanem vodnem krogu, ki je eden od temeljnih oskrbnih sistemov sodobnega sveta. Prvič v zgodovini se človeštvo sooča s situacijo, da več kot polovica prebivalstva živi v mestih. Zagotavljanje varne in zanesljive oskrbe s pitno vodo mestnemu prebivalstvu, kot tudi njen odvod in čiščenje, pa so odločilni izzivi 21. stoletja. V Petrolu smo v odziv razvili paleto rešitev na področju upravljanja vodnega kroga s poudarkom na čiščenju nastale odpadne vode, saj je trajnostna, zelena in pametna družba del naše vizije prihodnosti.

Po napovedih Združenih narodov bo do leta 2050 kar 70 odstotkov prebivalstva živelo v mestih, zato bo vpliv mest na okolje velik. Predvsem voda je izjemnega pomena za mesta in skupnosti, saj predstavlja urbani vodni krog enega od temeljnih sistemov sodobnega sveta.

Urbanizacija s povečevanjem neprepustnih površin (npr. strehe, ceste, …) posega v naravni vodni krog in ga spreminja, pojasnjujeta dr. Nataša Atanasova in Matej Radinja s Fakultete za gradbeništvo in geodezijo Univerze v Ljubljani, Oddelek za okoljsko gradbeništvo.

Ravnanje z vodo v mestih zagotavlja ob tem tri poglavitne storitve za prebivalstvo:

  • odvajanje površinskega odtoka za preprečitev poplav,
  • vodooskrbo z neoporečno pitno vodo ter
  • odvajanje in čiščenje nastale odpadne vode za zagotovitev zdravja prebivalstva,

pojasnjujeta sogovornika in poudarjata, da večina sodobnih mest te storitve tudi zagotavlja.

Toda izvajanje teh nalog postaja vse večji izziv, pridaja dr. Daniel Kozelj, vodja produktne skupine Vodovodni sistemi v Petrolu, saj so zlasti urbana središča podvržena nenehnim spremembam in pritiskom, ki zahtevajo učinkovito in uspešno upravljanje z vodo za blaženje negativnih posledic teh procesov.

Za učinkovito upravljanje vode v urbanem okolju je zato strateškega pomena sodoben informacijski sistem, ki ima sposobnost zagotavljanja zanesljivih podatkov v realnem času, potrebnih za spremljanje, merjenje, modeliranje in upravljanje z vodnimi viri, distribucijskim omrežjem, odvajanjem ter čiščenjem komunalnih odpadnih in padavinskih voda.

Kot poudarja dr. Daniel Kozelj, vodijo zanesljivi podatki k boljšemu odločanju, saj zaradi podnebnih sprememb zgodovinski podatki niso več tako zanesljivi in jih zato ni mogoče uporabljati samostojno. Posledično lahko z zagotavljanjem potrebnih informacij za izboljšanje dostopa do vode naredimo jasnejše projekcije za ublažitev pomanjkanja vode, kot tudi zagotavljanje komunalnih storitev v primeru povečanja populacije.

Z zagotavljanjem informacij za izboljšanje dostopa do vode lahko naredimo jasnejše projekcije za ublažitev pomanjkanja vode.

Kako lahko zmanjšamo vpliv na okolje komunalnih in industrijskih voda?

Ker imajo komunalne vode velik vpliv na kakovost vodnih virov, moramo poskrbeti za gospodarno rabo pitne, sanitarne in tehnološke vode, pojasnjuje dr. Daniel Kozelj s Petrola, kjer gradimo in upravljamo čistilne naprave za čiščenje odpadnih industrijskih in komunalnih voda po modelu javno-zasebnega partnerstva. “Če se mesta odločijo za ta model investicije, prihranijo svoja alokacijska sredstva, ki jih lahko porabijo za druge investicije, obenem pa se v določenem obsegu razbremenijo še poročanj, fakturiranja in ostalih administrativnih obveznosti.”

V letu 2019 smo tako v Petrolu na štirih komunalnih čistilnih napravah (Murska Sobota, Mežica, Sežana, Ig) v okviru opravljanja javne službe čiščenja komunalnih odpadnih voda očistili 5,2 milijona kubičnih metrov komunalnih odpadnih vod, ki jih očistijo s čistilnimi napravami ali tehnološkimi rešitvami do te mere, da so primerna za izpust v okolje. Ko izpusti iz čistilne naprave presegajo dovoljene parametre, je potrebno delovanje čistilnih naprav dodatno optimizirati z nadgradnjo ali izbiro pravilnih in optimalnih tehnoloških procesov.

Trajnostno upravljanje z viri v industriji navsezadnje zmanjšuje tudi rabo surovin, podaljšuje njihovo uporabo in življenjski cikel ter s tem prispeva h krožnemu gospodarstvu. “V proizvodnji zagotavljamo s Petrolovimi rešitvami manjši potreben odvzem vode iz okolja zaradi nižjih vodnih izgub v fazi distribucije. V tehnoloških procesih pa poskrbimo za hlajenje in čiščenje vode ter njeno vračanje v ponovno uporabo. Gospodarna raba industrijske odpadne vode, poleg ugodnih vplivov na okolje, ustvarja namreč tudi konkurenčne prednosti.”

V letu 2019 smo v Petrolu na dveh industrijskih čistilnih napravah (Vevče in Paloma) očistil 1,7 milijona kubičnih metrov industrijskih odpadnih vod.

Digitalizacija storitev vodnega kroga je ključna za prehod v pametna mesta

Mesta lahko s pametnim ravnanjem z vodo postanejo vzor in ne breme za okolje, in sicer v okviru koncepta krožnega gospodarstva.

Ključni izziv ravnanja z vodo v mestih je pri tem preseganje parcialne obravnave posameznih delov vodnega kroga oz. njegovo reduciranje na poplave, vodovod in kanalizacijo ter širjenje zavedanja o kompleksnosti upravljanja z vodo tudi na druge stroke, ki oblikujejo in načrtujejo mestni prostor (urbanisti, krajinski arhitekti, prostorski načrtovalci), pojasnjujeta dr. Nataša Atanasova in Matej Radinja s Fakultete za gradbeništvo in geodezijo Univerze v Ljubljani.

Izziv pa po njunih besedah predstavlja tudi sprememba obstoječe vodne infrastrukture, ki je načrtovana za 'linearno' ravnanje z vodo in ne podpira koncepta krožnega gospodarstva. Krožnemu ravnanju z vodo pa prav tako (še) ni prilagojen zakonodajni okvir, “saj v Sloveniji nimamo niti standardov za ponovno rabo prečiščene odpadne vode v mestih,” pridajata.

Vodni krog

Petrolova vizija je omogočiti mestom in regijam razvoj in uporabo novih storitev z digitalizacijo vodnega kroga.

V razvoju koncepta pametnih mest predstavlja urbani vodni krog enega od najpomembnejših procesov obvladovanja masnih in snovnih tokov, pri čemer je digitalizacija storitev vodnega kroga ključni izziv prehoda v pametna mesta, dodaja k temu dr. Daniel Kozelj s Petrola.

Petrolova vizija je omogočiti mestom in regijam razvoj in uporabo novih storitev z digitalizacijo vodnega kroga. “Z izvajanjem celovitih storitev Digital Intelligent Smart Networks – Water Systems« (DISNet - WS) in posameznimi produkti nudimo v Petrolu partnerjem celovito podporo pri izboljšanju učinkovitosti obratovanja vodovodnega sistema v realnem času, kar jim v nadaljevanju zagotavlja večjo obratovalno varnost, zmanjšuje tveganja pri zagotavljanju skladnosti in zdravstvene ustreznosti pitne vode na distribucijski poti od vodnega vira do odjemnega mesta pri uporabniku. Naš temeljni cilj je končnim uporabnikom zagotoviti čim bolj zdravo pitno vodo ob čim nižjih stroških obratovanja in vzdrževanja.”

Pri tem je upravljanje vodovodnega sistema podprto s sodobno informacijsko rešitvijo, produktom Tango, ki je odprta agregacijska OT/IoT platforma. Tango omogoča gospodarno načrtovanje, učinkovit nadzor in učinkovito upravljanje blizu realnega časa. Predstavlja orodje za poslovno analitiko in umetno inteligenco in na enem mestu združuje vse podatke iz različnih virov.

“V Petrolu pa zagotavljamo tudi procese in digitalizacijo upravljanja pri oskrbi s pitno vodo. Pri teh oblikah storitev uporabljamo sodobne informacijske rešitve za optimizacijo CAPEX/OPEX, s pomočjo katerih na podlagi posnetka in analize obstoječega vodovodnega sistema zagotovimo načrtovanje in rekonstrukcijo omrežja.” Z zmanjševanjem izgub v Petrolu partnerjem pomagajo letno prihraniti toliko pitne vode, ki bi lahko zadostila gospodinjskim potrebam mesta z 80.000 prebivalci. “Z javnimi partnerji sodelujemo preko klasičnega pogodbenega razmerja ali preko koncesije, kar našim partnerjem pomaga pri razbremenitvi administrativnih bremen,” pojasnjuje dr. Daniel Kozelj.

V Petrolu zagotavljamo tudi procese in digitalizacijo upravljanja pri oskrbi s pitno vodo.

S trajnostnim upravljanjem virov do nizkoogljične družbe

Učinkovito upravljanje z viri, izboljševanje energetske učinkovitosti in celovite energetske rešitve na področju energije, infrastrukture, stavb, vodnega kroga in mobilnosti so gradniki prehoda v nizkoogljično družbo.

“Mesta in regije pa vse pogosteje prepoznavajo tudi vrednost vode v krožnem gospodarstvu in njihove ekosistemske storitve, ki dolgoročno spodbujajo trajnostno gospodarsko rast in ustvarjanje delovnih mest. Pri tem imata ključno vlogo določitev ustrezne cene storitev za vodo in povečanje razumevanja javnosti o urbanem vodnem krogu,” še meni dr. Daniel Kozelj iz Petrola.

Sodobni informacijski sistemi za upravljanje skušajo pri tem, kot že omenjeno, omiliti izzive v vodnem sektorju, predvsem s spodbujanjem usklajenega razvoja in upravljanja z vodno infrastrukturo, z integracijo izdelkov, rešitev in sistemov informacijsko-komunikacijskih tehnologij. Tehnološke inovacije v vodnem sektorju, ki so prisotne, širijo nabor možnosti za učinkovito upravljanje z vodo v urbanem okolju.

Ob vsem tem se morajo tudi institucije vodnega sektorja pripraviti na prihodnje spremembe in postati bolj odporne na vplive, kot so npr. podnebne spremembe, rast prebivalstva in urbanizacija, staranje in povečanje kompleksnosti infrastrukturnih sistemov, pohod sodobnih tehnologij. Obseg in intenziteta teh temeljnih virov sprememb sicer še niso znane, dodaja dr. Kozelj, vendar je treba to negotovost vključiti v sprejemanje odločitev na nivoju strateškega razmišljanja in fleksibilnega načrtovanja.


Primeri dobre prakse:

Storitve DISNet - WS v Petrolu izvajamo na več kot 14 vodooskrbnih sistemih v več kot 80 občinah, v skupni dolžini več kot 10.000 km vodovodnega omrežja, z več kot 1.300.000 uporabniki in z več kot 320.000 vodomeri.

V Mestni občini Kranj smo z optimizacijo vodovodnega sistema znižali količino izgubljene vode s približno 42 na 34 odstotkov, kar predstavlja cca. 1,9 mio m3/leto zmanjšanja vodnih izgub. To smo dosegli z vzpostavitvijo nadzornega centra upravljanja in implementacijo sodobnega informacijskega sistema za upravljanje v realnem času, ter z vzpostavitvijo učinkovitega in celovitega nadzora nad obratovanjem vodovodnega omrežja.

Z optimizacijo vodovodnega sistema v Šaleški dolini pa smo vodne izgube znižali za 900.000 m3 na leto, prihranki pri stroških priprave vode in električne energije pa znašajo 500.000 evrov na leto.

* * *