Naukowcy z Politechniki Wrocławskiej we współpracy z ekspertami Instytutu Meteorologii i Gospodarki Wodnej – Państwowego Instytutu Badawczego zaktualizują oraz rozbudują cyfrowy atlas opadów. Nowa wersja uwzględni dane z lat 2016–2025 i scenariusze zmian klimatu, wspierając projektowanie bezpiecznej infrastruktury odpornej na ekstremalne zjawiska pogodowe.
Zmiany klimatu to nie tylko rosnące temperatury, ale także coraz częstsze i bardziej gwałtowne zjawiska pogodowe, w tym ulewne deszcze. To właśnie one są przyczyną powodzi błyskawicznych, które w ostatnich latach dotykają polskie miasta, paraliżując transport i powodując ogromne straty materialne. Skuteczna ochrona przed tymi zagrożeniami wymaga precyzyjnych i aktualnych danych, które pozwolą inżynierom i planistom na prawidłowe wymiarowanie systemów odwadniających. Specjaliści z Instytutu Meteorologii i Gospodarki Wodnej – Państwowego Instytutu Badawczego oraz Politechniki Wrocławskiej wspólnie rozbudują cyfrowy atlas opadów miarodajnych PMAXTP.
Wiedzieć, aby zapobiegać
Atlas PMAXTP to nowoczesne, cyfrowe narzędzie, które dostarcza precyzyjnych danych o opadach maksymalnych w dowolnej lokalizacji na terenie całej Polski. Oferuje zaawansowane modele probabilistyczne i bogatą, zweryfikowaną bazę danych stu stacji pomiarowych zlokalizowanych na terenie całego kraju. Jego pierwotna wersja powstała w 2022 roku i bazowała na danych z lat 1986–2015, jednak postępujące zmiany w charakterystyce opadów sprawiają, że atlasy należy aktualizować.
Wiarygodna informacja o opadach, które z natury fizycznej są bardzo trudnym elementem meteorologicznym do analizy, jest absolutnie kluczowa w wielu dziedzinach inżynierii i gospodarki wodnej – podkreśla prof. Bartosz Kaźmierczak, dziekan Wydziału Inżynierii Środowiska, koordynator działań zespołu naukowców z Politechniki Wrocławskiej. – Atlas jest dostępny w ramach publicznych danych otwartych dla każdego, natomiast w sposób szczególny jego zawartość służy szerokiej grupie odbiorców w sektorze publicznym i prywatnym – dodaje.
Głównymi użytkownikami są inżynierowie projektujący na przykład systemy kanalizacji deszczowej, odwodnienie obiektów liniowych, takich jak drogi czy torowiska, ale także mosty i inne obiekty specjalne. Ważną grupą odbiorców są również architekci oraz planiści gospodarki przestrzennej i krajobrazowej, którzy muszą spełnić wymagania prawa budowlanego i wodnego oraz zadbać, aby woda deszczowa była elementem funkcjonalno-użytkowym organizowanej przestrzeni lub krajobrazu.
W ostatnich latach coraz więcej uwagi poświęca się w Polsce rozwijaniu błękitno-zielonej infrastruktury oraz rozwiązań opartych na naturze, które również odwołują się do wody deszczowej jako źródła zasilania proponowanych rozwiązań. Bez danych z atlasu, niemożliwe byłoby prawidłowe i bezpieczne eksploatacyjnie wymiarowanie systemów kanalizacyjnych zamkniętych lub otwartych, zbiorników retencyjnych oraz towarzyszącym im układom technologicznym, takim jak przepompownie – wyjaśnia prof. Kaźmierczak.
Co ważne, atlas jest także nieocenionym wsparciem dla jednostek samorządu terytorialnego, w tym miast i gmin, które są odpowiedzialne za planowanie przestrzenne oraz zarządzanie wodami opadowymi. Dzięki precyzyjnym danym, samorządowcy mogą podejmować racjonalne decyzje inwestycyjne, unikać kosztownych błędów projektowych i skuteczniej chronić swoich mieszkańców przed ryzykiem powodzi.
Nowa, rozszerzona wersja atlasu PMAXTP będzie również wsparciem dla przedsiębiorstw wodno-kanalizacyjnych oraz firm wykonawczych z branży inżynierii sanitarnej z uwagi na dodatkowe komponenty w postaci opadów modelowych, projekcji zmian klimatu, a także ujednoliconych wytycznych projektowych, które ułatwią komunikację między organami administracji państwowej i otoczeniem przemysłowym – dodaje dziekan Wydziału Inżynierii Środowiska.
Krok po kroku
Głównym celem projektu jest aktualizacja obecnie istniejącego narzędzia, które będzie wspierać projektowanie infrastruktury miejskiej odpornej na zmiany klimatu. Prace zostały podzielone na sześć szczegółowych zadań.
Kluczowym aspektem jest aktualizacja atlasu o najnowsze dane opadowe z lat 2016–2025 i metody zaawansowanej analizy matematycznej. Następnie skupimy się na opracowaniu opadów modelowych, które będą zawierać informacje o typowych, lokalnych przebiegach czasowych opadów maksymalnych, niezbędnych do analiz numerycznych modelowania hydrodynamicznego – tłumaczy dr inż. Marcin Wdowikowski z Katedry Gospodarki Wodno-Ściekowej i Technologii Odpadów PWr. – To istotna zmiana, która otwiera narzędzia do weryfikacji założeń projektowych oraz umożliwia analizę potencjalnych wariantów – dodaje.
Kolejnym etapem będzie uwzględnienie scenariuszy zmian klimatu w charakterystykach opadowych. Pozwoli to na projektowanie infrastruktury, która będzie skuteczna nie tylko obecnie, bo obejmuje występujące dotychczas zdarzenia pogodowe, ale także w perspektywie kolejnych dziesięcioleci.
Ostatnie trzy zadania to: rozbudowa platformy cyfrowej atlasu PMAXTP, aby była jeszcze bardziej intuicyjna i interaktywna, przygotowanie zaktualizowanych wytycznych projektowych, które ułatwią praktyczne stosowanie atlasu w inżynierii oraz działania informacyjne i promocyjne, upowszechniające wiedzę o intensywnych opadach deszczu oraz zwiększające świadomość zagrożeń powodziowych.
Efektywna współpraca
Liderem projektu jest IMGW-PIB. Do zadań specjalistów z instytutu należy przede wszystkim dostarczenie i weryfikacja danych pomiarowych. Zajmą się również aktualizacją atlasu o dane pomiarowe z lat 2016–2025. Naukowcy z PWr będą z kolei odpowiadali za innowacyjne elementy projektu.
Skupimy się na opracowaniu danych opadowych z wykorzystaniem zaawansowanych modeli probabilistycznych, które posłużą do generowania opadów modelowych. Nasza praca jest szczególnie istotna w kontekście włączenia do atlasu danych prognostycznych na podstawie scenariuszy zmian klimatycznych – wyjaśnia dr Wdowikowski. – Politechnika, jako jeden z wiodących ośrodków współpracy z biurami projektowymi i otoczeniem przemysłowym, będzie również brała udział w tworzeniu wytycznych projektowych, które pomogą wdrożyć wyniki badań do praktyki inżynierskiej.
Nowe narzędzie pozwoli na projektowanie infrastruktury, która przyczyni się do łagodzenia skutków zmian klimatycznych, w tym skutków coraz częstszych i intensywniejszych ulew. To z kolei przełoży się na aspekty ekonomiczne, wynikające z ograniczenia kosztów naprawy lub odbudowy zniszczonej infrastruktury, rekompensat za szkody materialne oraz utrudnień w funkcjonowaniu miejscowości dotkniętych ekstremalnymi zdarzeniami pogodowymi.
Badania rozpoczną się w czwartym kwartale tego roku i potrwają trzy lata. Projekt otrzymał dofinansowanie w wysokości 1,5 mln zł w ramach programu Fundusze Europejskie na Infrastrukturę, Klimat i Środowisko (FEnIKS).
źródło: PWr