Добрый день, уважаемые читатели!
Данная тема с большой предысторией. В 2017 году я на своей пузотерке поехал за детьми в детский сад. Начался дождь. Очень сильный дождь. Даже не так. Ливень. Результаты хорошо видны на видео: https://www.youtube.com/watch?v=2FkfAVINBKE
или здесь: https://www.youtube.com/watch?v=TRTHj3MtV4U
Для меня все обошлось: детей забрал, до дома заехал, а на следующий день директор нашего строительного института сообщил мне (я на то время был зам. директора), что ректор интересовался ливневкой. Можно ли что то сделать по данному вопросу. Я с 2004 года считал коммунальные системы городов (водоснабжение, водоотведение и, чуть позже, системы теплоснабжения), но ливневые системы относятся к дорожным системам.
Здесь стоит дать небольшое пояснение: г.Уфа - это город-миллионник, соответственно все системы жизнеобеспечения секретны и ни в коем случае не находятся в открытом доступе. Это сильно тормозило варианты проработки решений по г.Уфа.
В 2021 г. удалось запустить проект "Цифровая платформа для оперативного управления объектами водоснабжения и водоотведения "Цифровой водоканал" (расскажу про данный проект в другой статье) в рамках которого удалось закупить ПО Zulu с модулями Hydro и Drain.
В 2022 г. мы с моим магистром Х.Р. приступили к проектированию ливневой канализации г.Уфы на примере мкр.Сипайлово. Повторюсь, т.к. население г.Уфа свыше 1 млн. человек, то графические материалы будут представлены в усеченном варианте. На рисунке ниже представлен мкр. Сипайлово, который был поделен на 3 водосборных бассейна.
Геодезические отметки были взяты с открытого источника https://www.viewfinderpanoramas.org/Coverage%20map%20viewfinderpanoramas_org3.htm и пропущены через ПО Zulu.
Конечный продукт в виде цифрового двойника ливневой канализации представлен ниже.
Укрупним часть территории:
Попробуем разобраться зачем нужен цифровой двойник (далее ЦД). Рассмотрим сценарии:
1. Одна из характеристик, заложенная в ЦД - это интенсивность дождя. Многие климатологи, эксперты, чиновники ссылаются на изменение климата и это изменение мы можем учесть. Увеличиваем интенсивность дождя в программе и модель автоматически пересчитывает диаметры труб, отыскивает слабые места и позволяет планировать мероприятия по замене труб.
2. Застройка территории города, т.е. увеличиваются площади водонепроницаемых поверхностей соответственно возрастает объем ливневых вод. В ЦД есть характеристики - площади водосборных бассейнов и коэффициенты проницаемости поверхностей. Город растет, меняются характеристики, пересчитывается система отвода ливневых вод.
3. Заиление трубопроводов ввиду высокой концентрации взвешенных веществ. В Zulu есть возможность применения коэффициентов на заиление труб.
На рисунке ниже представлен слайд по построению профилей.
Данный инструмент наглядно показывает отличия между существующими диаметрами труб и расчетными. Для сравнения: в настоящее время выпуски ливневой канализации в мкр. Сипайлово примерно 1,2 м, по расчету необходимы выпуски более 2,0 м.
Ну а слайд ниже Вам для веселья)
Безусловно, если набрать в сети "ливень Москва, Казань, Краснодар, Сочи" выйдут не менее впечатляющие видео, что говорит о системной проблеме и в правительстве России обратили на это внимание (https://www.osminstroy.ru/news/-stochnye-khody--v-rossii-moderniziruyut-livnevki-v-gorodakh/). Но вот в чем вопрос: прежде чем модернизировать, перекладывать, строить новые сети наверное стоит оценить существующие системы, полностью рассчитать их, но специалистов по данному направлению в РФ явно недостаточно.
Вместо послесловия: 1. по данной теме неоднократно подавались заявки на гранты, результаты отрицательные. 2. эксплуатирующая организация заинтересовалась данной работой в части понимания объема стоков в каждом районе г.Уфа и расчету стоимости транспортировки стоков. Финансирования по данной тематике пока нет. 3. мой магистр в 2024г. получил на защите "отлично", но пришлось сказать: "Впервые в Республике Башкортостан без помощи московских и питерских специалистов, полностью силами регионального вуза разработан цифровой двойник ливневой канализации части г. Уфа".