En digital tvilling av reningsverket med tillhörande spillvattenledningar i Göteborg med omgivande kommuner bidrar till att framtidssäkra regionen och utnyttja befintlig infrastruktur på bästa sätt

Göteborg har en vision om att bli den bästa staden i världen när det regnar, vilket låter bra då Göteborg är en av de regnigaste städerna i Sverige. Detta i kombination med den växande befolkningen, en åldrande infrastruktur samt allt fler extremväder på grund av klimatförändringen, gör att stadens reningsverk har ett digert arbete att göra för att skydda staden och den omgivande miljön.

Utmaning

Kraftig nederbörd gör att Göteborgsregionens centrala reningsverk Ryaverket utsätts för en mycket ojämn belastning. Eftersom cirka 25% av ledningarna transporterar både dagvatten och avloppsvatten ökar risken för översvämningar samt för att orenat avloppsvatten släpps ut i det omgivande ekosystemet.

Dessutom ger förändrade klimatförhållanden i kombination med en växande befolkning ytterligare påverkan på Göteborgs åldrande infrastruktur och försvårar verksamheten.

Gryaabs främsta prioritet är att skydda göteborgarna från översvämningar och att skydda ekosystemen i regionens vattendrag och bassänger från förorenat avloppsvatten. För att göra detta var Gryaab tvungna att säkerställa en optimal hantering av det vatten som rinner in i och ut ur staden. De behövde hitta ett mer framtidssäkert sätt att effektivt hantera frågor som rör bräddningar från kombinerade avlopp och minska stormvädrets påverkan på ledningar och reningsverk. Det traditionella tillvägagångssättet byggde i hög grad på operatörernas erfarenhet och omdöme.

Rya reningsverk har endast bemanning vardagar under dagtid, övrig tid sköter beredskapspersonalen verket hemifrån. Detta begränsar antalet övervakningstimmar och mängden information som kan bearbetas. Det lämnar också utrymme för manuella fel. Det är särskilt viktigt att operatörerna har så mycket information som möjligt när höga flöden väntas, så att de kan fatta rätt beslut och undvika kritiska situationer som kan få negativa konsekvenser för staden och miljön.

De största utmaningarna för Gryaab var:

• Minimera effekterna av flödesvariationer i extrema väderförhållanden
• Förbättra dämpningen av inflödet till Rya reningsverk så mycket som möjligt för att minska trycket på systemet
• Förbättra vattenkvaliteten hos recipienterna.
• Kontrollera var CSO förekommer för att minimera miljöpåverkan

Lösning

Gryaab har en historia av att använda innovativa och digitala lösningar för att hantera regionens avloppsvatteninfrastruktur, och såg snabbt potentialen i att ha en digital tvilling av hela systemet för att förbättra överblicken och hanteringen.

En digital tvilling är i princip en virtuell kopia som visar ett fysiskt objekt eller en process i realtid, till exempel Göteborgsregionens tunnelsystem och avrinningsområde. Den använder analys och prediktiv modellering för att validera beslut samt automatisera tidskrävande och manuella tekniska eller operativa processer. Genom att implementera den digitala tvillingen Future City Flow (FCF) kunde Gryaab få realtidsinformation om händelser i tunnlarna samt, tack vare integration till väderprognoser, exakta förutsägelser om potentiella problem och belastningstoppar i systemet.

Projektet omfattar:

• Uppbyggnad av detaljerade hydrologiska och hydrodynamiska modeller av tunnelsystemet med detaljerad simulering av det 250 km2 stora avrinningsområdet 
• Integrering av alla styrbara enheter (t.ex. portar, pumpar) i realtidskontrollsystemet Digital Twin
• Utveckling av Forecast-on-Demand-funktioner med möjlighet att justera föreslagna strategier och analysera historiska händelser för utbildningsändamål
• Utveckling av en operativ strategi för att minska risken för översvämningar i städer

Med FCF: s digitala tvilling kan Gryaab agera tidigt och personalen kan fatta beslut baserat på omfattande data och prognoser i realtid. De använder också den digitala tvillingen för att träna på olika scenarier så att personalen är väl förberedda inför framtida kritiska situationer och inför att fatta bättre och mer välgrundade beslut. FCF: s digitala tvilling används helt enkelt för bättre kontroll i realtid och för att hitta sätt att förbättra driften av tunnelsystemet, både idag och i framtiden.