Blue Green Solutions - BGS

ГРАЂЕВИНСКИ ФАКУЛТЕТ БЕОГРАДИнститут и Катедра за водно еколошко инжењерство

Проф. др. Чедo Максимовић дипл. грађ. Инж.Емеритус професор – Империал Колеџ Лондон

14 новембар 2018

ПЛАВО‐ЗЕЛЕНА РЕШЕЊА ПРАВЦИ РАЗВОЈА СИСТЕМА УРБАНИХ ВОДА

САДРЖАЈ ПРЕДАВАЊА

УВОД О ПЛАВО ЗЕЛЕНИМ РЕШЕЊИМАБУДУЋИ ПРАВЦИ РАЗВОЈА СИСТЕМА УРБАНИХ ВОДАВОДНИ РЕСУРСИСНАБДЕВАЊЕ ВОДОМПЛУВИЈАЛНЕ ПОПЛАВЕ – УРБАНО ОДВОДЊАВАЊЕПРЕЧИШЋАВАЊЕ ОТПАДНИХ ВОДАУРБАНИ ВОДОТОЦИ

Blue Green SolutionsPlavo Zelena Rešenja

Prva javna prezentacija u Londonu, Maj 2, 2017

City of Sao Paolo with covered wastewater and stormwater sewers - problems with flooding persist

30

Designed by

Our beautiful planet Earth

Why BGD? The threat of Climate Change…

BGD

BGD

Lack of focus on resource efficiency

Ecological footprint in 2050 - need more than 2 planets

I challenges and BGS/Nature based solutions – from challenges to opportunities

“Complete” Infrastructure

•water supply

•wastewater disposal

•solid waste dumping

•urban stream

21

Designed by

STANDARDAN SISTEMPLANIRANJA

- MENTALITET PLANIRANJA: REŠAVANJE PROBLEMA, A NE SPREČAVANJE

- FRAGMENTIASANPROCESS PLANIRANJA

- NEMA SISTEMATSKE KVANTIFIKOVANE OPTIMIZACIJE REŠENJA

REZULTAT

- PLANSKA REŠENJA SKUPLJA

- REŠENJA NISU DOVOLJNO ODRŽIVA (REGENERATIVNA)

- NIŽI KVALITET ŽIVOTA GRAĐANA

PLAVO ZELENIPRISTUP

- SISTEMATKA ANALIZAPOTREBA I RESURSA

- KONCEPTI I FUNKCIJE BAZIRANI NA OPTIMIZIRANIM REŠENJIMA

REALNOST PLANIRANJA - 1

Inovativna prednost ove metode je činjenica da su interakcije između urbanih komponenti kvantifikovane, što omogućava projektnom timuda optimizira ceo projekat na bazi parametarskih analiza i rezultata;

sa direktnim posledicama na kvalitet i cenu.Promena paradigme – ne „štitimo prirodu“ nego priroda štiti nas

Plavo Zelena Resenja

PZ SISTEM PLANIRANJA

1. INOVATIVNA METODOLOGIJAPLANIRANJA

SA PRIMARNIM KRITERIJUMOM:

KVALITET ŽIVOTA LJUDI

Održivost u osnovi jeste pasivan pristup planiranju.PZR sistem ovo menja u aktivan, „regenerativni“ pristup: sve nase aktivnosti moraju činiti grad boljim mestom za život – regeneracija prirodnih resursa i zdravog načina života.

Pojam održivost standardno uslovljava da mi treba da pojačamo, zaštitimo i podržimo Eko-servise (prirodu). Međutim, PZR strategija urbanizma se bazira na kriterijumu da Eko-servisi (priroda) treba da podrže nas, da živimo zdravije, lepše i jeftinije !

BITNE STRATEGIJE PZR SISTEMA

OBA USLOVA ZAHTEVAJU SPECIFIČAN PRISTUP PLANIRANJU

SISTEMSKI PRISTUP

KOJI NE DOZVOLJAVA PROPUSTEI „GARANTUJE“ OPTIMALNA REŠENJA

Blue Green Solutions

a. Sistemska matrica za urbano planiranjeSistemska analiza potreba, resursa &

potencijala

b. Matrica interakcija između komponenti

urbanizma – Sinergije identifikovane i kvantifikovane

d. Matrica otpornosti na klimatske ekstreme –Definisana integrisana

konceptna rešenja – date preporuke za planiranje

c. Matrica smanjenja troškova

Identifikovani potencijali za smanjenje cene i

troškova

REZULTAT :

DETALJNI PROJEKTNI

ZADATAK SA OPTIMIZIRANIM KONCEPTIMA I

REŠENJIMA

1. P Z – METODOLOGIJA / SISTEM PLANIRANJA

f. Matrica za aktiviranje poslovnih operacija

Identifikovane mogućnosti za aktiviranje poslovnih

operacija

e. Matrica uklapanja novih projekata

Svaki novi projekat mora se integrisati sa

okruženjem

Šema učešća interesnih grupa u procesu planiranja

DODATNA CENA ILI LOŠIJI KVALITET

ZGRADE

ZAGAĐENJA

ENERGIJA

URBANIZAM

VODENICIKLUSI ZELENILO

KVALITET ŽIVOTA

+SOCIJALNI

EFEKTI

REZULTAT

KLIMATSKIEKSTREMI

MODEL ZA KVANTIFIKACIJU INTERAKCIJA

Dodatne interakcije:ZdravljeTransportEko-sistem servisiTretman otpadnih voda

VODENICIKLUSI ZELENILO

URBANIZAM

ENERGIJA

ZAGAĐENJA

ZGRADE

KLIMATSKIEKSTREMI

KVALITET ŽIVOTA

+SOCIJALNI

EFEKTI

PZR promena mentalnog pristupa planiranju

Arhitekti Projektanti Hortikulture

Planeri urbanizmaEkoloziBiolozi

CFD modelariPPV ekspertiHidrogeolozi

Šumarski inženjeriElektro inženjeri

Konsultanti za akustikuMenadžeri gradnje

Eksperti za kvalitet unutrašnje sredineInženjeri vodovoda i kanalizacije

Konsultanti zelene gradnjeMašinski inženjeri

StatičariInženjeri osvetljenja

Stručnjaci za predmer i predračunModelari energetike zgrade

Saobraćajni inženjeriEkspert za kvalitet terena

Blue Green Solutions

PRIMER INTERAKCIJA

VODOVOD

KIŠA

ENERGIJA OTPADNIH

VODA

ISPIRANJETOALETA

PRANJE PROSTORA

IZMENA ENERGIJE

SISTEM KGH

ZALIVANJEINTERNOG ZELENILA

TRETMAN OTPADNIH

VODA

PRIRODNI

VEŠTAČKI

BOLJISPOLJNI KOMFOR

REDUKCIJA TOPLOTNOG

OSTRVA

ZALIVANJE SENČENJE ZGRADA

BOLJI KOMFORUNUTRA

VODA SE VRAĆA U AKVIFERPODZEMNI AKVIFER

PODZEMNEVODE

MODELI ZA KVANTIFIKACIJU INTERAKCIJA

KORISTITI INTERAKCIJE MEĐU

RESURSIMA

KLIMATSKI EKSTREMI

EFIKASNE ZGRADE

ZAGAĐENJA

ENERGIJA

URBANIST. REŠENJA

VODENI CIKLUSI ZELENILO

KVALITET ŽIVOTNE SREDINE

II FAZA:

ANALIZE MEĐUSOBNIH UTICAJA KOMPONENTI URBANIZMA

REZULTATJE DOKUMENAT:

Šabac

Plavo Zeleni koncepti razvoja grada

ОСНОВА ПРИ НИСКОМ ВОДОСТАЈУ

ОСНОВА ПРИ ВИСОКОМ ВОДОСТАЈУ

2 3

SENKE

ZGRADE

4

ADIJABATSKO

HLAĐENJE

ISPARAVANJE

7

KORIDORI ZA

ŽIVOTINJE

8

SOCIJALIZACIJA

1

SENKE

PEŠACI

65

PREČIŠĆAVANJE

VAZDUHA

9

ZIMSKA

BARIJERA VETRU

RAZLIČITO DRVEĆE, SVOJIM FUNKCIJAMA

Acer platanoides Acer sp Sophora japonica Juglans nigra Quercus lyrata

1

POVRŠINSKE

VODE

2

PODZEMNE

VODE

3

MIKRO

KLIMA

4

POLOŽAJ

ZGRADA

5

UNUTRAŠNJI

KOMFOR

6

POTROŠNJA

ENERGIJE

7

KVALITET

SPOLJNE

SREDINE

8

RIZIK OD

POPLAVA

9

PRIRODNA

FLORA&FAUNA

10

KOMŠILUK

11

U INTERAKCIJI SA:

DAJE SLEDECE SINERGIJSKE KORISTI:

1. EFEKAT TOPLOTNOG OSTRVA

REDUKOVAN

2. RASHLAĐIVANJE SPOLJNOG

VAZDUHA3.ZGRADE KOMFORNIJE

4. ZGRADE KORISTE MANJE

ENERGIJE

5. OMOTAČ ZGRADA JEFTINIJI 6. JEFTINIJE INSTALACIJE 7. VISA CENA IMOVINE 8. LJUDI ZDRAVIJI

9. KVALITET SPOLJNE

SREDINE VIŠI 10. BOLJI USLOVI ZA PEŠAČENJE 11. SOCIJALIZACIJA INTEZIVNIJA 12. KONTROLA VODA EFIKASNIJA

13. JEFTINIJE VODENE

INFRASTRUKTURE

14. POVEĆANA OTPORNOST NA

KLIMATSKE PROMENE

15. STABILNO KORISŠĆENJE

ENERGIJE PODZEMNIH VODA

16. REDUKOVAN RIZIK

OD POPLAVA

GRAĐANI

DRUŽENJE

SENKETOPLOTNA OSTRVA

Blue Green Solutions

Ventilacioni koridor za prirodnohlađenje zgrada – leto noć

Ventilacioni koridor za prirodno hlađenje zgrada – leto dan

Orijentacija klastera– sever/jugmaksimalno koristi prirodne resurse

sum

mer

win

d -n

ight

sum

mer

win

d -d

ay

Cam

pus

Bor

onga

j –Pa

ram

etric

urb

an d

esig

n

Adijabatsko hlađenje – drveće sa velikom površinom lišća

Pasivno grejanje -drveće koje gubi lišće rano u Oktobru

Barijera protiv zimskogvetra – zimzeleno drveće

Ингетралана решења за урбане воде

• Дијагноза• Планирање • Моделирање • Пројективање • Менаџмент

Сакупљање отпдних вода

Distribution Aquatic habitats &Urban streams

Receiving water bodiesprotection

Abstraction &Urban groundwater

Purification &desalinisation

Рециклажа ресурса

Пречшћавање Отпадних вода

Управљање кишним водама

Illicit connections but also many illicit “solutions” in UD in developing countries

Networks with Dynamically Adaptive Connectivity and

Operation

Fellowship

Static topologyPoorly monitored & controlled

Reconfigurable Water Networks Dynamically optimise operation

Evolution

Historic development of urban storm drainage systems – towards integrated Blue Green Solutions

Интегрисни систем SUDS

Kontrola na izvoru

Filterske trake, polja i drenovi +“swales“ ovi +“swales”

Kontrola funkcionalnih celina

Cevi ili površinski otvoreni travnati kanali („swales“)

Regionalna kontrola

Kontorola transportaVode

“swales” cevi, kanali, retenzije

Vodoprijemnik

Konačni i rezultat – Smanjeni vršni proticaj proticaj i pobošan kvalitet vode

Blue Green Wave at the ENPC, Paris

Water content Temperature

PrecipitationHumidity

Integration of the Sponge City concept into next generation combination of BGS and advanced urban flood prediction and management

Advanced (Water Sensitive) Urban Planning (Blue Green Solutions)

Improved Forecasting and Event Management (RainGain methodology)

Urban Fluvial Flood Mitigation solutions

Blue Green Wave at the ENPC, Paris

Water content Temperature

PrecipitationHumidity

Integration of the Sponge City concept into next generation combination of BGS and advanced urban flood prediction and management

Advanced (Water Sensitive) Urban Planning (Blue Green Solutions)

Improved Forecasting and Event Management (RainGain methodology)

Urban Fluvial Flood Mitigation solutions

1. Early Civilisation - Living in Nature - Low Level of Pollution

Phases in Unsustainable Urban Development5

3. Uncontrolled Urbanisation (Occupation) of Flood Plains Streams as Recipients of Solid & Liquids Wastes Problems with Flooding

4b

4. Channelisation of Urban Streams Recipients of Solid & Liquid Wastes - Wastes & Stormwater Problems with Flooding & Clogging

6b

4. Channelisation of Urban Streams Recipients of Solid & Liquid Wastes - Wastes & Stormwater Problems with Flooding & Clogging

6b

6. Uncontrolled Urbanisation in the Upper Parts of a Stream Building of Separate Sewers - Problem of Inlet Clogging

6d

7. Renaturalisation of Urban Streams32

Renaturalisation of Urban Streams Back to Nature

8bFigure 1.6.b

Sadašnje stanje BK – Mešoviti sistem

Površinski tok

IndustrijskaOV

Sanitarna OV

Podsliv

Izliv neprečišćene vode

Gradski sliv

Slivnik)

Vodoprijemnik

Izlivanje kanalizacije bez prečišćavanja

6e

Oovršinsko tečenje

IndustrijskaOV

Sanitarma OV

PodslivGradski sliv

Slivnik Controlstructure

Klasično postorjrnje za

POVPrečišćemi

efluentVodoprijemnik

Mešoviti sistrem sa prelivima i prečišćavanjem

Prelim na mešovitom slivu

Postojeće stanje – Dominira mešoviti sistem

2. Nove tehnologije prečišćavanja (za 22 vek)

Prednost Beogarda Nema tradicionalne sisteme1. Tradicionalne tehnologije

prečišćavanja otpadnih voda (potiču iz 19-og veka)

Ekonomski prihvatljivo prečišćavanje i recikliranje zahteva ekstemno efikasnu tehnologiju sa malom površinom osnove (footptint), izgrađenu u blizini izvora lKoneskventno, objekti (PPOV) moda daa. skladno i neprimetno se uklapaju sa urbanom celinom b. ne remete sklad stambenih, poslovnih, zdravstvenih, naučnih objekatac. Arhitektonski su atraktivne i sociloški prihvatljive d. Kvalitetno pejzažno uređeni spolja. a unutra sa bujnom atraktvnom vegetacijom

(botanička bašta) preko cele godine e. Imaju višenamensku edukacionu – promotivnu ulogu.

BIOTECHNOLOGYMICROBIOLOGYNANOTECHNOLOGYINFORMATICSARTIFICIAL INTELLIGENCEECOLOGICAL ENGINEERING

MECHANICAL ENGINEERINGARCHITECTUREELECTRICAL ENGINEERINGCIVIL ENGINEERING

Next generation WWPT is a High-Tech Industry

Sintetički korenski sistem – Jedinstveni nosač biofilma. • Podržavaju veliku kolićini biomase koja se „hvata“ za nosače• Novostvorena biomasa ima laku pokrtnu vlaknastu strukturu• Izvanredne karakteristike transfera mase u svim slojevima• Bio masa je zdrava i aktivna; „razjedinjuje zagađujuću materiju• Nosači podržavaju veliku količinu fiksne biomase po jedinici , MNR može

da funkcioniše kao fiksni film bez potrebe za značajnijm suspendovanom biomasom.

Površina veštačkog nosača imitira koren akvatičke biljke.

The carrier is able to support large quantities of biomass

The attached biofilm has a loose, fibrous structure

Стабилност процеса• Veliki broj i raznovrsnost mikroorganizama različitog ekosistema je mnogo

otporniji nego konvencionalnisistemi na udarna opterećenja („shock loading“)

• Biomasa u fiksnoj formi održava visoku koncentraciju čak i kada je voda vrlo razređena (jaki pljuskovi).

• => Stabilne karakteristike efluenta

Енергетска ефикаснист MNR sistemi rade u modu sa čisto fiksnim filmom i sa niskom vrednošću TSS Faktor transfera kiseonika (α-factor) aeracije se dramatično povećava =>značajne uštede energije.

BITNE PREDNOSTI INTEGRISANOG BGS PLANIRANJA:

a. Smanjen fizički obim kanalizacione infrastrukture,b. Smanjeni fizički obim vodovodne infrastrukture,c. Redukovana potreba investicija u ViK infrastrukturu,d. Uredjen i kontrolisan površinski tokovi voda –

smanjen rizik od poplavae. Redukovani operativni troškovi ViK sistema,f. Redukovana cena životnog veka sistema (LCC).g. Smanjeni troškovi uklapanja sa EU propisiamah. Poboljšano zdravstveno stanje stanovništva

Strategy for WWTP upgrade retrofitting

STRATEGY 1(Curent wisdom)

Existing footprint

WWTP X (any in UK)

New development requiring

connection to WWTP

Strategy for WWTP upgrade retrofitting

Existing footprint

WWTP X (any in UK)

Reduced footprint, increasing capacity

STRATEGY 2(BGS/MNR)

New development requiring

connection to WWTP

Strategy for WWTP upgrade retrofitting

Existing footprint

WWTP X (any in UK)

Reduced footprint, increasing capacity

STRATEGY 2(BGS/MNR)

New development requiring

connection to WWTP

Other benefitsReduced CAPEX

Reduced OPEX

Odor free – no smell

Higher effluent quality

Dynamic function regulation

Attractive architecture and interior

Multifunctional resource recycling

Polycentric (decentralized) system

Inside an Urban Sewage Treatment Plant

100+ Commercial Plants Globally

2

The iPhone Factory in Shenzhen

…. and the Organica Wastewater Reuse Facility

3

Megacity Residential Area in China

60.000 PeopleПримери ППОВ у градском ткиву

Постојеће-предложено решење за канализацију и ППОВ у Београду Централни систем ППОВ Велико село ( )

и 4 ППОВ ( ) за приградска насељаCurrent proposal for Belgrade

Велико село

Батајница, Крњача, Остружница и Болеч

Постојећи систем

Могућа унапређења применом ПЗРВелико село (смањен капацитет)

Нови Београд (Ушће) и , Чукарица и-или БнВ (Кумодрашки слив) - могуће спајање) Батајница, Крњача, Остружница иБолеч

Предлог за концепцијско унапређење постојећег система Постојећа решења за канализацију и ППОВ у Београду могу да се значајно унапреде и за Централни систем и за приградска насеља уз значајно смањење трошкова и грађења и експлоатације комбинујући већ изграђене делове са ПЗР- Плаво Зеленим Решењима

Časopis Vodoprivreda (sledeće izdanje) UDK: 628.33/36 Originalni naučni rad

IMA LI SRBIJA DOVOLJNO MUDROSTI DA POSTANE VODEĆA ZEMLJA U PRIMENI NOVIH TEHNOLOGIJA POSTROJENJA ZA PREČIŠĆAVANJE OTPADNIH VODA (Ili dobrovoljno ostaje ‘siromah’ na začelju - za šta će da potroši više para)

Prof dr Čedo MAKSIMOVIĆ dip. građ. inž. Imperial College London, LONDON SW7 2AZ, UK, Doctor honoris causa (ENPC, Paris, France), e-mail adresa: c.maksimovic@imperial.ac.uk

Contact details

www.bgd.org.uk

Contact detailsProf. Cedo Maksimovic – BGD Principal Investigator: c.maksimovic@imperial.ac.ukDr. Karl M. Smith: BGD Project Manager: kmsmith@imperial.ac.uk

www.bgd.org.uk