减少来自备用下水道的洪水?有一个应用程序

  • 发布时间:2021-11-12 11:04:58
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曾经很少发生水灾的地区,现在一些街区反复发生水灾。雨水下水道正被更猛烈的风暴淹没。

大多数解决方案都需要大管道和昂贵的结构。

相反,一组研究人员正在帮助城市更好地使用他们当前的系统。有一个应用程序。

这项研究背后的想法相当简单。即使下大雨,雨水和下水道联合系统的某些部分也未装满。有存储容量。问题是你必须知道在哪里。每个系统的答案都不同。

“有些地方正在处理非常大规模的洪水,而另一些地方则在处理水质受损问题。在五大湖地区,我们汇集了这些,”领导一组博士生的副教授布兰科·科克兹(Branko Kerkez)说。密歇根大学土木与环境工程学院的学生。

你听说过自动驾驶汽车。他们正在设计自动运行的下水道系统。

Kerkez 说,暴雨不会同时以相同的方式袭击城市。

“所以一个很好的例子是,城镇的一个部分下雨很多,而城镇的另一部分没有那么多雨,所以你的存储资产可能一直没有满,”Kerkez 解释说。

他和他的团队一直在试验连接到互联网的廉价显示器。通过查看电脑屏幕甚至手机,下水道系统操作员可以看到发生了什么。

“什么条件?我这里有额外的存储空间吗?我可以关闭那个阀门让系统的另一部分排出吗?就像自动驾驶的汽车一样。考虑到不断变化的条件,未来的供水系统可能能够根据这些输入动态控制自己,”Kerkez 说。

该沃什特诺县水利委员会一直与Kerkez和他的团队。Harry Sheehan 是首席水资源副专员。

在最近一个寒冷的早晨,他向我展示了一些使用显示器的池塘。

“这要花费 500 美元,你可以把它们放在任何地方,对,它有一个太阳能电池板,里面有一个调制解调器,所以它可以很快告诉你水位。所以,你知道,它很便宜,维护成本低,它为你提供了很多信息,”Sheehan 说。

对于 Washtenaw 县,传感器正在帮助确定存在阻塞点的位置。他们可以将监测器安装在蓄水池和连接它们的小溪中。几年后,他们收集了大量关于小溪和池塘在大风暴期间表现的数据。

“当我们聘请工程顾问进行建模时,看看可以在那里完成什么以及设计应该是什么样子。他们已经有了数据。对。所以你已经用几百美元收集了价值 30,000 美元的数据,”Sheehan 说。

这将帮助沃什特诺县找出如何更好地管理雨水并节省一些钱。

Sheehan 指出,甚至可以监测雨水花园渗入地下的水,看看它们是否运作良好。

在沃什特诺县这样的系统中,大部分雨水径流流入雨水花园和池塘,就像我们访问过的那样。

大多数池塘是在 1960 年代和 70 年代挖掘出来的。当时对美学没有太多考虑。与 Kerkez 及其团队的合作者发现,公众对智能雨水系统的接受程度取决于它是否适合社区。

“智能雨水池的边缘是如何出现的。这受到建造池塘的坡度的影响,以及该坡面有多少边缘有水,你可以在哪里种植以及那里有什么样的植物,”Joan Nassauer教授解释说,密歇根大学环境与可持续发展学院。她对有和没有智能雨水系统的城市进行了调查。

她说,除了它的外观,还有其他问题。

“感知问题部分是关于舒适性,部分是美学,但它们也非常与感知安全有关,”她说。“自动化系统降低和升高水位对附近玩耍的孩子有危险吗?反正水是自然上升和下降的,但居民的看法仍然是一个重要的考虑因素。”

Washtenaw County 看到了未来使用该技术的其他方式,但 Branko Kerkez 和他的团队正在附近使用一个更大的系统,智能下水道的想法现在正在进一步发展。

在大湖水务局工作供水和污水处理系统,用于密歇根州东南部的一大块:城市底特律,韦恩,马科姆的,奥克兰县和超越。

在那里,研究人员不仅将传感器安装在下水道管道中,而且还获得了有关下雨地点的更精确的实时信息。他们正在寻找远程激活管道中的阀门和充气水坝的方法,以将水引导到他们有储存能力的地方。这将有助于避免下游街道和社区发生洪水。并有助于避免将未经处理或部分处理的污水倾倒到底特律河中。

约翰诺顿是五大湖水务局能源、研究与创新主管。他说,在短短几年内,下水道系统就可以由人工智能控制。

“我们需要的是控制——建立一个自动控制——嗯,我们有。我们需要传感器来弄清楚发生了什么。就像你指出的那样,有降雨传感器,有使用雷达和 NOAA 数据的实际预测。那么有各种不同的传感器,我们如何将所有这些集成在一起?然后是算法本身。”

诺顿说他们可以在两三年后尽快建立这样的系统。其他城市,如辛辛那提和印第安纳州南本德,已经拥有类似的系统,可以作为全国的典范。

“我仍然无法相信我们可以管理下水道,我们不仅可以管理下水道,而且还使用人工智能来帮助我们管理下水道,”他说。

智能下水道不能解决所有问题。

随着气候变化的继续,一些地方将需要更多的大型混凝土管道和地下储存。但是这些系统将使废水系统现在的工作效率更高,而且运行速度快,成本低。

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