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 (IMGW-PIB) oraz naukowcy z Wydziałów Inżynierii Środowiska i Matematyki Politechniki Wrocławskiej wspólnie rozbudują cyfrowy atlas opadów miarodajnych PMAXTP.
• Europejski grant
Atlas PMAXTP to nowoczesne, cyfrowe narzędzie, które dostarcza precyzyjnych danych o opadach maksymalnych w dowolnej lokalizacji na terenie całej Polski. Oferuje on 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. Projekt otrzymał dofinansowanie w wysokości 1,5 mln zł w ramach programu Fundusze Europejskie na Infrastrukturę, Klimat i Środowisko (FEnIKS).
Kierownikiem ze strony IMGW-PIB jest prof. Bogdan Ozga-Zieliński, a koordynatorem działań zespołu naukowców z Politechniki Wrocławskiej został prof. Bartosz Kaźmierczak, dziekan Wydziału Inżynierii Środowiska.
• Wiedzieć, aby zapobiegać
– 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 – mówi prof. Bartosz Kaźmierczak. – 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 czy zbiorników retencyjnych – 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
W całym projekcie wiodącą rolę pełni IMGW-PIB, a do zadań specjalistów z instytutu należy przede wszystkim dostarczenie i weryfikacja danych pomiarowych. IMGW-PIB zajmie się również aktualizacją atlasu o dane pomiarowe z lat 2016–2025. Naukowcy z PWr będą z kolei odpowiadali za innowacyjne elementy projektu.
– Zajmiemy się opracowaniem 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. – Nasza uczelnia, 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 – dodaje.
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.
– Nasza współpraca z IMGW-PIB to istotny krok w budowaniu odporności Polski na skutki ekstremalnych zjawisk pogodowych. Dzięki połączeniu wiedzy hydrologicznej, statystycznej oraz informatycznej powstanie narzędzie, które ma potencjał, aby znacząco wpłynąć na to, jak projektujemy i planujemy przestrzeń publiczną w zmieniających się warunkach klimatycznych – zaznacza prof. Kaźmierczak.
Badania rozpoczną się w czwartym kwartale 2025 roku i mają potrwać do połowy 2028 roku. Na realizację projektu przyznano dofinansowanie w wysokości blisko 1,5 mln zł w ramach programu Fundusze Europejskie na Infrastrukturę, Klimat, Środowisko 2021–2027, działanie FENX.02.04 „Adaptacja do zmian klimatu, zapobieganie klęskom i katastrofom”, typ projektu: „Rozwijanie systemów prognozowania i ostrzegania środowiskowego”.
