Streszczenia referatów, które zostały wygłoszone na posiedzeniu Komisji Geodezji i Inżynierii Środowiska Oddziału PAN w Krakowie w dniu 21 stycznia 2020 r.

Prof. zw. dr hab. inż. Zbigniew S. Piasek (PK), dr hab. inż. Monika Siejka, prof. UR  (UR)

"Systemy Informacji Przestrzennej w procesach decyzyjnych dla potrzeb lokalizacji inwestycji infrastrukturalnych"

Od początku XXI wieku mamy do czynienia z dynamicznym rozwojem nowej multidyscyplinarnej dziedziny naukowej nazwanej geotechnologią. Badania prowadzone w tej dziedzinie mają charakter naukowy i utylitarny, a ich istotą jest dostarczanie szeroko rozumianej geoinformacji, czyli informacji o powierzchni Ziemi i najbliższym jej otoczeniu. Geinformacja dostarczana w oparciu o współczesną geotechnologię ma charakter przestrzenny i multidycyplinarny, a dodatkowo określona jest na konkretną epokę czasową. Powstaje w rezultacie z integracji wielu nowoczesnych systemów tj. globalnego systemu nawigacji satelitarnej (GNSS – Global Navigatin Satellite System), teledetekcji (RS- Remote Sensing) np. z satelitów do obrazowania w wysokiej rozdzielczości, takich jak IKONOS, czy też geograficznych systemów informacyjnych (GIS – Geographic Information System). Dzięki temu jesteśmy obecnie w stanie pozyskiwać wiarygodne dane przestrzenne oraz na bieżąco je analizować i wykorzystywać, do rozwiązywania zagadnień praktycznych i naukowo-badawczych. Jednym z takich zagadnień związanych jednocześnie z realizacją zasady zrównoważonego rozwoju jest lokalizacji inwestycji infrastrukturalnych. W oparciu o przeprowadzone testy badawcze na rzeczywistych danych terenowych, udowodniono, że systemy informacji przestrzennej stanowią użyteczne źródła informacji w procesach decyzyjnych związanych z oceną lokalizacji inwestycji o tak ważnej funkcji dla środowiska naturalnego. Metodologia badawcza dla potrzeb typowania obszarów pod ściśle określony cel obejmuje pięć odrębnych etapów; definicję parametrów, pozyskanie danych z systemów informacji przestrzennej, standaryzację danych, wagowanie kryteriów przy zastosowaniu metody AHP, obliczenie wskaźnika przydatności terenu do lokalizacji danego obiektu inwestycyjnego i jego graficzne zobrazowanie na mapie za pomocą interaktywnej aplikacji opracowanej w środowisku Delphi. Wynikiem końcowym jest wskazanie obszaru optymalnego do realizacji danej inwestycji infrastrukturalnej.

 

Dr inż. Tadeusz Żaba (PK)

"GIS narzędziem przestrzennej oceny jakości wody w sieci wodociagowej"

Jakość wody w miejskim systemie dystrybucji wody stanowi bardzo ważny element bezpieczeństwa miasta. Od kilkunastu lat w przedsiębiorstwach wodociągowych wprowadza się rozwiązania informatyczne wspomagające procesy zarządzania zapewnieniem jakości wody w sieci wodociągowej. Standardem staje się wdrażanie systemów GIS do tworzenia map numerycznych sieci wodociągowo-kanalizacyjnych oraz systemów SCADA do monitorowania przepływów i ciśnień w sieci wodociągowej, jednak systemy te wdrażane są zwykle niezależnie. Podstawę do stworzenia zintegrowanego systemu informatycznego wspomagającego kompleksowe zarządzanie przedsiębiorstwem wodociągowym stanowią współpracujące ze sobą – zintegrowane systemy GIS i SCADA oraz modele hydrauliczne sieci. Taki proces integracji systemów GIS, SCADA, hydrauliczny model sieci, system bilingowy oraz system ERP (IFS) rozpoczęto w Wodociągach Miasta Krakowa w ramach budowy tzw. „Inteligentnego systemu zarządzania sieciami”.

Biorąc pod uwagę rozległość systemu wodociągowego oraz aktualne zapotrzebowanie na wodę, szczególnego znaczenia nabiera monitorowanie wtórnego zanieczyszczenia wody w sieci, które może być spowodowane zbyt małymi prędkościami przepływu. Badania jakości wody w sieci wodociągowej prowadzone są w stałych punktach kontrolnych, w których systematycznie pobierane są próbki wody, a duża liczba wyników analitycznych pozwala na ocenę dynamiki zmian jakości wody w sieci oraz tworzy solidną bazę danych.

Istotną rolę w gromadzeniu danych odgrywa istniejąca baza danych w systemie przestrzennej GIS dotycząca sieci wodociągowej, uwzględniająca wszystkie zjawiska związane z siecią a dane gromadzone są w odrębnych „warstwach” bazy GIS, takich jak awarie, skargi   i reklamacje, informacje uzyskiwane przy okazji remontów, rutynowe badania jakości wody   w sieci, informacje o uszkodzeniach wodomierzy i inne.

W referacie przedstawiono wykorzystanie systemu GIS z ww. warstwami danych, wspartego wynikami modelowania hydraulicznego (szacowanie „wieku wody”) do oceny zagrożenia wtórnego zanieczyszczenia wody w sieci wodociągowej Miasta Krakowa w aspekcie mikrobiologicznym i fizykochemicznym (uboczne produkty dezynfekcji, THM-y) oraz do ozeny ryzyka związanego z ww. zagrożeniami.

 

Dr inż. Tadeusz Żaba (PK)

"Zarzadzanie majatkiem spółki w oparciu o system GIS i IFS"

We współczesnym świecie umiejętne zarządzanie majątkiem sieciowym może w znaczący sposób wpływać na jakość decyzji podejmowanych w przedsiębiorstwach wodociągowo-kanalizacyjnych. Osoby decyzyjne powinny mieć pełną informację o posiadanym i zarządzanym majątku sieciowym. Sprawne zarządzanie nie tylko pozytywnie rzutuje na działanie spółki, lecz także warunkuje wysoki poziom świadczonych usług.

W związku z dynamicznym rozwojem miasta Krakowa ciągłej rozbudowie podlega również sieć wodociągowa i kanalizacyjna. Na koniec 2019 roku system wodociągowy liczył ponad 2280 km sieci wodociągowej oraz ponad 1950 km sieci kanalizacyjnej. Sieć wodociągowa składa się z 3 065 pozycji środków trwałych, natomiast sieć kanalizacyjna to ponad   4 500 pozycji środków trwałych. System ten podlega ciągłej rozbudowie. Tak rozległy system wymaga sprawnych narzędzi do zarządzania. Zarówno układem hydraulicznym, technologicznym jak i kwestiami związanymi z prawami majątkowymi takimi jak własność działek czy też podatki.   Dane te ułatwiają podejmowanie właściwych decyzji w obszarze zarządzania zasobami w sieci wodociągowej i kanalizacyjnej.      

System GIS wspiera prace eksploatacyjne, stanowi bazę informacji o awariach oraz wspiera procedurę typowania do remontów. Dane z zakresu sieci wodociągowej i kanalizacyjnej zawarte w GIS wykorzystywane są przez dyspozytorów, Centralne Laboratorium, Zakład Sieci Wodociągowej i pogotowia wodociągowe. Dyspozytornia sprawuje całodobową kontrolę nad bieżącą eksploatacją sieci wodociągowej i kanalizacyjnej na terenie Krakowa, a sprawne funkcjonujący system GIS jest narzędziem, które umożliwia sprawne i właściwe podejmowanie decyzji w sytuacjach awaryjnych. Dyspozytorzy po przyjęciu zgłoszenia awarii wprowadzają punkt na warstwie awarie w miejscu wystąpienia awarii. Dane o miejscu zdarzenia system automatycznie przekazuje do odpowiednich działów.

Integracja GIS z modelem hydraulicznym pozwala na modelowanie pracy sieci, zarówno w zakresie zaopatrzenia w wodę jak i odbioru ścieków. Model systemu kanalizacyjnego pozwala również ocenić wpływ wód opadowych na pracę systemu kanalizacyjnego. Aby model mógł właściwie funkcjonować niezbędne jest bieżące przesyłanie danych z systemu monitoringu sieci. Ponadto system GIS jest połączony z systemem bilingowym posiadającym pełne dane dotyczące lokalizacji obiektów. System GIS zawiera również bazę szkiców powykonawczych przyłączy domowych. Jest ona powiązana z warstwami GIS i danymi bilingowymi. Obecnie baza ta składa się z 80376 szkiców. Ponadto system jest połączony z ewidencją gruntów i budynków. Posiada również wprowadzone dane numeryczne modelu terenu, które mogą one służyć do weryfikacji archiwalnych rzędnych pokryw studni kanałowych oraz prac związanych z opracowywaniem koncepcji projektowych

W referacie przedstawiono praktyczne przykłady zarządzania zasobami w systemie dystrybucji wody z wykorzystaniem systemu GIS zintegrowanego z aplikacją IFS (ERP) w Wodociągach Miasta Krakowa, przedstawiono przykładowe procedury typowania przewodów wodociągowych do renowacji lub wymiany w oparciu o analizę danych z ww. systemów oraz ocenę ryzyka w zakresie ciągłości dostaw wody dla wybranych obszarów sieci wodociągowej.

 

Dr inż. Mariusz Cholewa (UR)

"Zasady dokumentowania geotechnicznego dla składowisk odpadów"

Referat dotyczy zasad sporządzania dokumentacji geologiczno-inżynierskiej i prowadzania badań terenowych, laboratoryjnych, prac kameralnych i specjalistycznych w odniesieniu do składowisk odpadów. Składowanie odpadów jest najstarszą i najpowszechniejszą metodą unieszkodliwiania odpadów stałych, która może mieć charakter uzupełniający lub być końcowym elementem procesu zagospodarowania odpadów. Niezależnie od przyjętej technologii unieszkodliwiania, składowanie występuje zawsze. Projektowanie składowiska powinno być poprzedzone badaniami geotechnicznymi i hydrogeologicznymi w obszarze lokalizacji oraz wyznaczeniem strefy oddziaływania. Dokumentacja geologiczno-inżynierska będąca zbiorem informacji o budowie podłoża gruntowego, warunkach hydrogeologicznych, właściwościach fizyczno-mechanicznych gruntów, jest w tym wypadku niezbędna do planowania, projektowania, budowy i monitoringu inwestycji. Badania geologiczno-inżynierskie dla składowisk mogą być także związane z rejestracją istniejących czynnych lub zrekultywowanych obiektów, które zgodnie z zaleceniami odnośnych jednostek organizacyjnych, w tym Wojewódzkich Wydziałów Ochrony Środowiska i Wojewódzkich Inspektorów Ochrony Środowiska, mogą podlegać okresowej lub długotrwałej ocenie oddziaływania na środowisko, opartej głównie na monitoringu wód podziemnych i gruntów w rejonie składowiska.

 

 

Streszczenia referatów, które zostały wygłoszone na posiedzeniu Komisji Geodezji i Inżynierii Środowiska Oddziału PAN w Krakowie w dniu 25 czerwca 2019 r.

Prof. zw. dr hab. inż. Zbigniew S. Piasek (PK), dr inż. Adam Różyczka (UR)

"Historyczna kartografia terenu walk pod Monte Cassino"

Poczas II Wojny Światowej, w trakcie kampanii włoskiej, przełomowym momentem stała się bitwa pod Monte Cassino (zwana także Bitwą o Rzym). Była to raczej seria bitew, które miały miejsce od 17 stycznia do 19 maja 1944 roku, w rejonie klasztoru Monte Cassino. Niemcy, zdając sobie sprawę ze strategicznego znaczenia wzgórza Monte Cassino, zbudowali na nim (i sąsiednich wzniesienia) pas umocnień, zwany linią Gustawa, zamykający drogę inwazji wojsk sprzymierzonych z południowych Włoch w kierunku Rzymu. W składzie wojsk alianckich - obok jednostek amerykańskich, brytyjskich, indyjskich i nowozelandzkich - walczyli tam żołnierze 2 Korpusu Polskiego pod dowództwem gen. Andersa. W trakcie rozpoznania terenu i przygotowania szturmów, żołnierze 12 Kompani Geograficznej 2 Korpusu Polskiego wykonali, oprócz map, wiele szkiców perspektywicznych wzgórz i budowli z kilku stanowisk obserwacyjnych.

Autorzy podjęli próbę analizy wybranych szkiców, pod kątem ich parametrów geometrycznych i zgodności z mapą, wykonaną w 1944 roku w oparciu o zdjęcia lotnicze. Część z tych szkiców nie jest rysunkami perspektywicznymi tylko panoramicznymi (odwzorowanymi na powierzchni walcowej albo sferycznej), z podaną podziałką kątową i odległościami. Prawdopodobnie miały one być wykorzystywane do ostrzału artyleryjskiego - świadczyć o tym może ich prezycja. Na uwagę zasługuje również wręcz artystyczne przedstawienie szczegółów terenu.

 

Dr inż. Tadeusz Żaba (PK)

"Gospodarka komunalna elementem inteligentnego miasta Krakowa"

Miasta systematycznie rozbudowują systemy inteligentne, których zadaniem jest ułatwianie codziennego życia mieszkańców oraz poprawa efektywności funkcjonowania służb odpowiedzialnych za poszczególne segmenty związane z bieżącą eksploatacją systemów miejskich. Rozbudowa inteligentnych rozwiązań, które zakresem obejmują szeroko pojętą gospodarkę komunalną, stanowi istotny element budowy inteligentnego miasta Krakowa.

Wprowadzane systemy inteligentne obejmujące swoim zakresem dostawę wody, odbiór ścieków, dostawę ciepła, systemy komunikacyjne czy też gospodarkę odpadami, pozwalają na łatwiejszy dostęp do informacji oraz poprawę komfortu życia mieszkańców i osób odwiedzających Kraków. Umożliwiają lepsze i bardziej efektywne zarządzanie oraz pozwalają na oszczędność energii i ochronę środowiska.

 

Prof. zw. dr hab. inż. Jan W. Dobrowolski (AGH)

"Zrównoważony rozwój i biogospodarka - perspektywy dla Polski i świata"

Prekursorska w skali światowej koncepcja prof. W. Goetla z 1956 r. dotycząca oszczędnej, zrównoważonej gospodarki zasobami przyrody może być najpełniej realizowana w oparciu o przesłanki naukowe wynikające z integracji interdyscyplinarnych badań w zakresie biotechnologii środowiskowej, ekotoksykologii i radioekologii oraz ekologii człowieka i inżynierii ekologicznej z biogospodarką. Integracja ta umożliwia stosowanie technlogii energio- i surowco- oszczędnych, najbardziej skutecznych biotechnologii dla oczyszczania ścieków, zagospodarowania odpadów oraz rekultywacji i optymalnemu zagospodarowaniu terenów zdegradowanych w tym skażonych metalami o dużej toksyczności, węglowodorami i innymi substancjami szczególnie szkodliwymi dla ekosystemów i zdrowia. Autor referatu zainicjował rozwijanie metod wczesnego wykrywania w/w zagrożeń i bardziej skutecznej ich eliminacji (m. in. poprzez biodegradacje i bioremediacje) oraz zagospodarowanie różnego rodzaju regionów zgodne z zasadami zrównoważonego rozwoju i rozwijanie stabilnego rynku pracy w ramach biogospodarki. Innowacyjne badania były połączone z 50-letnimi nieobowiązkowymi szkoleniami tysięcy zainteresowanych studentów z wiodących ośrodków akademickich w Polsce oraz kilkunastu krajów europejskich i z Brazylii, Boliwii, Meksyku, Kuby, USA, Egiptu, Syrii, Maroka, Turcji, Madagaskaru, Japonii, Indii, Chin, Nepalu, Malezji itd. Uczestnikami tych szkoleń byli m. in. późniejsi profesorowie europejscy i amerykańscy, w tym z Trinity College Uniwersytetu w Cambridge, którzy uzyskali w 2018 r. 1 miejsce w rankingu na modernizację szkolnictwa wyższego w Europie (w połączeniu z promocją zrównoważonego rozwoju oraz biogospodarki dla poprawy zdrowia środowiskowego). Autor rozwija też od 1975 r. współpracę z czołowymi specjalistami w zakresie spowodowanej skażeniem pokarmowym rtęcią organiczną choroby cywilizacyjnej Minamata w Japonii. Kolejne spotkanie nt. tej nieuleczalnej choroby ma odbyć się przy współpracy z naszą Komisją 10 września br. Promocja zrównoważonego rozwoju i biogospodarki ukierunkowana na współpracę ekspertów ze społeczeństwem opartym na wiedzy aktualizowanej przez całe życie - miała miejsce na szeroką skalę w ramach Uniwersytetu Otwartego AGH od 1 wykładu nt. nasza wspólna przyszłość w 1989 r. do 2015 r. Było to z inicjatywy i pod opieką naukową autora referatu, który w tym zakresie nawiązał też współpracę z Uniwersytetami Otwartymi w Tokio i Brukseli, a szczególnie z Narodowym Uniwersytetem Otwartym w Indiach, szczycącym się rekordową liczbą ponad 3,5 mln słuchaczy.

 

Dr hab. inż. Agnieszka Policht-Latawiec (UR)

"Zanieczyszczenia biogenne w wodach powierzchniowych - ocena trendów w jakości zasobów wody pitnej dla miasta regionalnego w Europie Środkowej"

W pracy przedstawiono zmiany stężeń 7 wskaźników biogennych w wodzie rzeki Wisłok, określające procesy uzdatniania wody niezbędne do uzyskania wody nadajacej się do spożycia. Badania przeprowadzono w latach 2004-2013, a próbki wody pobrano w 67,9 km rzeki przy ujęciu wód powierzchniowych do zaopatrzenia w wodę mieszkańców miasta Rzeszowa. Analiza wyników badań pozwala prognozować zmiany technologiczne i organizacyjne w procesach oczyszczania pobieranej wody. Stwierdzono, że tylko średnie stężenie azotu Kjeldahla przekroczyło wartość dopuszczalną dla klasy I, co pozwoliło na zaklasyfkowanie wody rzeki Wisłok do klasy II z dobrym potencjałem i określiło kategorię jakości wody jako A2, co wskazuje na konieczność typowej obróbki fizycznej i chemicznej. Trendy spadkowe zawartości badanych składników odżywczych wystąpiły w okresie badań, z wyjątkiem azotu azotynowego. Statystycznie istotne tendencje spadkowe  zarejestrowano dla azotu amonowego, azotu Kjeldahla, azotu ogólnego i fosforanów. Spadek stężeń składników pokarmowych w wodzie Wisłoka jest wymiernym rezultatem wprowadzenia nowych standardów gospodarowania zasobami wodnymi w zlewni, zgodnych z prawodawstwem Unii Europejskiej.

 

Dr. inż. Pelagia Gawronek (UR)

"Metodyka badania stabilności obiektów mostowych z zastosowaniem naziemnego skaningu laserowego"

Infrastuktura mostowa stanowi fundamentalną część transportu lądowego. Jej znaczenie w drogownictwie stawia wysokie wymagania w zakresie niezawodnego oraz bezawaryjnego użytkowania. Obecnie kolejnictwo w Posce ulega technologicznemu przeobrażeniu. Rozwój polskich kolei dotyczy nie tylko taborów kolejowych lecz także infastruktury. Najliczniejszą grupę mostów kolejowych występujących na liniach PKP PLK S.A. stanowią stalowe mosty kratownicowe, pochodzące głównie z lat 50. oraz 60. ubiegłego stulecia. Zgodnie z zaleceniami krajów Europy Zachodniej wiekowe, stalowe mosty kolejowe powinny zostać zweryfikowane pod względem ich użyteczności technicznej. Podstawy formalne prowadzenia badań stabilności mostów kolejowych zawarte są zarówno w normach odbiorczych PN jak i w przepisach branżowych. Współczesna rewolucja technologiczna dotyczy nie tylko kolejnictwa lecz także rozwoju w obszarze pomiarów monitorujących zmiany konstrukcji. Nowe rozwiązania technologiczne zapewniają obiektywizację wyników pomiarów oraz przyspieszają ich proces, a w badaniu stabilności konstrukcji mostowych pozwalają na bezkontaktowy pomiar.

Badania naukowe, zaprezentowane w referacie, dążyły do zdefiniowania metodyki badania stabilności obiektów mostowych z zastosowaniem naziemnego skaningu laserowego (ang. TLS). W tym celu, na przestrzeni lat dokonano pomiarów okresowych stabilności stalowego mostu kolejowego w technologii TLS oraz tradycyjnymi metodami geodezyjnymi (niwelacja prezycyjna, bezreflektorowa tachimetria precycjna). Pomiary przemieszczeń mostu wybranymi metodami przeprowadzono również w warunkach obiciążeń statycznych. Rezultaty badań przemieszczania się konstukcji uzyskanych metodami tradycyjnymi porównano z rezultatami opracowania danych TLS, uwzględniając w przypadku tych drugich różne podejścia metodyczne.

Wyniki badań naukowych pozwoliły stwierdzić, że ściśle zdefiniowana metodyka pomiaru i opracowania wyników obserwacji naziemnym skanerem laserowym, wsparta tradycyjnymi technikami pomiarów geodezyjnch, pozwala na wznaczenie przemieszczeń obiektów mostowych. W myśl przeprowadzonych analiz optymalną metodyką badania stabilności obiektu mostowego w technologii TLS, podyktowaną względami dokładności oraz kompleksowego charakteru opracowania, jest różnicowanie chmur punktów obiektu o wysokiej rozdzielczości, wspartych georeferencją układu wyznaczonego z wysoką prezycją oraz niezawodnością względną. Zalecana metodyka opracowań wskazuje na konieczność zapewnienia danym przestrzenny obiektu silnej georeferencji układu.