Podejście perspektywiczne do projektowania i użytkowania systemów kanalizacji deszczowej wymaga uwzględnienia nie tylko szacowanych zmian związanych z dalszą urbanizacją terenów odwadnianych, ale również zmian klimatu, które będą wpływać na obciążenie już istniejących systemów.

Międzyrządowy Zespół ds. Zmian Klimatu (IPCC) w czwartym raporcie zaproponował cztery scenariusze rozwoju cywilizacyjnego świata w zależności od wyboru celów ekonomicznych lub środowiskowych oraz globalizacji lub regionalizacji (tzw. scenariusze SRES). Na podstawie tak zdefiniowanych modeli socjoekonomicznych, których wynikiem jest szacunkowa wartość liczebności populacji, PKB oraz wielkość emisji gazów cieplarnianych w latach przyszłych, opracowano modele klimatyczne.

W piątym raporcie IPCC nastąpiło odejście od modeli socjoekonomicznych na rzecz kategoryzowania efektów rozwoju cywilizacji (scenariusze RCP), Zespół wyszedł bowiem z założenia, że do tego samego efektu może doprowadzić więcej niż jeden scenariusz socjoekonomiczny. Nowe scenariusze opisują zatem ostateczną wielkość wymuszenia radiacyjnego w roku 2100 w odniesieniu do roku 1750, niezależnie od przyczyn cywilizacyjnych, na poziomie 2,6, 4,5, 6 i 8,5 W/m2.

Wynikiem działania modeli klimatycznych są przewidywane zmiany temperatury oraz zmiany wielkości opadów atmosferycznych. Alternatywą dla modeli globalnych są modele lokalne o gęstszej siatce obliczeniowej, a tym samym dokładniej odwzorowujące sytuację regionalną. Dla Europy funkcjonują modele EURO-CORDEX (wyniki na stronie http://www.data.euro-cordex.net).

Od strony praktycznej przy obliczeniach szacowanego przyszłego obciążenia kanalizacji deszczowej najważniejszym wynikiem działania modelu klimatycznego jest proporcjonalna zmiana wielkości opadu. Wystarczy przemnożyć aktualne obciążenie zlewni kolektora opadem przez otrzymany współczynnik, żeby otrzymać obciążenie prognozowane.

IPCC nie podaje, który scenariusz ? socjoekonomiczny (SRES) czy emisyjny (RCP) ? jest najbardziej prawdopodobny. W przypadku SRES przyjmuje się zwykle SRA1B jako najbardziej zrównoważony. Dla RCP, w ramach Miejskich Planów Adaptacji (MPA) do zmian klimatu, rozpatrywane są scenariusze RCP4,5 jako średni i RCP8,5 jako ekstremalny. Pozostaje też wybór spośród licznych dostępnych numerycznych modeli klimatycznych. Nie ma tutaj złotego środka. Możliwe są podejścia związane z uśrednieniem wartości współczynników z jak największej liczby modeli lub konstrukcja odrębnych scenariuszy, opartych na modelach o największych i najmniejszych zmianach.

Jeżeli zastosowany do obliczeń model hydrologiczny odpływu ze zlewni do kolektora uwzględnia ewapotranspirację, przy opracowaniu scenariusza adaptacyjnego do zmian klimatu można brać pod uwagę zmianę temperatury, która w danym punkcie pobierana jest z modelu klimatu w postaci wartości bezwzględnej i dodawana do aktualnej temperatury. Z osobnych modeli można pobrać również prognozowane zmiany poziomu morza, jeżeli mają one wpływ na poziom odbiornika kanalizacji deszczowej.

Wprowadzając te zmiany do aktualnego modelu hydrologicznego, można otrzymać rozsądne przybliżenie przyszłego obciążenia systemów kanalizacji deszczowej. Przykładowo dla miasta o populacji ok. 100 tys. mieszkańców w północnej Polsce obciążenie opadem, szacowanym dla zmian do 2050 r., spowodowało wzrost liczby wybijanych studzienek o ok 12% i wzrost długości przeciążonych kolektorów kanalizacji deszczowej o ok. 4% dla deszczu o prawdopodobieństwie przekroczenia 20% (statystycznie raz na pięć lat).

Aktualnie wiele miast boryka się z problemem zawodności sieci kanalizacji deszczowej, spowodowanej nieprzewidzianymi na etapie projektowania zmianami klimatu. Działania adaptacyjne, zaproponowane w MPA, pozwolą podjąć działania na rzecz ochrony infrastruktury, dziedzictwa kulturowego i mienia osób na przyszłość. Nowo projektowane inwestycje powinny brać pod uwagę, oprócz aktualnego obciążenia deszczem, również obciążenie przy prognozowanych zmianach klimatu.

Tomasz Wilk

Źródła

  1. IPCC_TGICA: General Guidelines on the Use of Scenario Data for Climate Impact and Adaptation Assessment, Version 2. Prepared by T.R. Carter on behalf of the Intergovernmental Panel on Climate Change, Task Group on Data and Scenario Support for Impact and Climate Assessment, 2007.
  2. Zero M., Urban M.: Climate Change. Scentific Documentation. 2016.
  3. Moss R. i in.: Towards New Scenarios for Analysis of Emissions, Climate Change, Impacts, and Response Strategies. Technical Summary. Intergovernmental Panel on Climate Change. Genewa 2008.
  4. Centrum Rozpowszechniania Danych IPCC ? model Bergen Climate Model (BCM) Version 2, http://www.ipcc-data.org/ar4/model-BCCR-BCM2-change.html (dostęp: 28.08.2017).