Mentionsy

Dzień dobry Państwu, witam wszystkich serdecznie.

Dziękuję Dagmaro za wprowadzenie.

Jak Państwo słyszeli, ja pracuję w Instytucie Geofizyki Polskiej Akademii Nauk w Zakładzie Hydrologii i Hydrodynamiki.

Zanim, proszę Państwa, o tym tutaj tajemniczym czerwonym barwniku...

To chciałabym kilka słów właśnie na temat, czym zajmujemy się w Zakładzie Hydrologii i Hydrodynamiki, a następnie na temat w ogóle rozprzestrzeniania się zanieczyszczeń i tych analiz rozprzestrzeniania się zanieczyszczeń.

Patrzę, moja myszka odmówia posłuszeństwa, nie działa.

Myślę, że większość z Państwa oczywiście zdaje sobie sprawę, czym zajmuje się hydrolog.

Oczywiście hydro z języka greckiego oznacza wodę, więc my w Zakładzie Hydrologii i Hydrodynamiki rzeczywiście zajmujemy się badaniem wody występującej w przyrodzie.

Natomiast nie chodzi o takie stricte badania wody składu fizyko-chemicznego, tym raczej zajmują się chemicy.

My natomiast jesteśmy bardziej zainteresowani procesami różnymi, które zachodzą w tym środowisku wodnym.

Zajmujemy się różnymi ekstremalnymi tutaj zjawiskami, jak susze po wodzie, czy też właśnie zanieczyszczenia, rozprzestrzenianie się tych zanieczyszczeń i bardziej jest to związane z takim modelowaniem

czy modelowaniem z użyciem komputerów, czy takim przewidywaniem, co może się wydarzyć.

I zanim dojdziemy do tych tutaj zanieczyszczeń, chciałabym tutaj takie małe ćwiczenie z Państwem, żebyśmy się zastanowili w celu ustalenia uwagi, gdzie ta woda w tym naszym środowisku się znajduje.

Więc jeśli mogłabym prosić, czy tutaj w aplikacji, czy na Facebooku, jeśli Państwo są z nami, nie wiem ile osób już dołączyło, to...

Dla odważnych bardzo proszę, żeby napisać na czacie, gdzie tutaj, taki mamy poglądowy obrazek, znajduje się woda.

Państwo powoli dołączają, więc może się obejdzie bez moich odpowiedzi.

Drodzy Państwo, proszę śmiało.

Inaczej pani Dagmara będzie musiała odpowiadać.

Czy dla ośmielenia pani Dagmara zgadnie najpierw?

Kto pierwszy, ten łatwiej.

To ja może powiem na zachętę, że oceany.

Zaczynam zwykle lekcje z dziećmi na ten temat, natomiast chciałam to zwrócić uwagę na pewne aspekty, dlatego też chciałam zacząć.

Również mówiąc, że troszeczkę dajemy czasu spóźnialskim.

Powiem, że rzeki w takim razie.

Powiem, że jeziora.

Nie wiem kto, ale jeziora zgadza się bardzo dobrze.

Już nam niewiele zostało.

W takim razie śnieg.

Woda może być uwięziona w lodowcach również.

Ja tu zerkam z boku na Facebooka, ale też nie widzę komentarzy.

Jeszcze nie właśnie.

Dobrze, to ja jeszcze podpowiem, że tutaj w atmosferze, tutaj tak mamy obrazowo napisane chmury i oczywiście wody podziemne.

Dlaczego tak chciałam tutaj sobie na początku to wszystko rozrysować?

Dlatego, że chciałam zwrócić uwagę

że jeśli chodzi o to rozprzestrzenianie się zanieczyszczeń, to podejście do analiz rozprzestrzeniania się zanieczyszczeń będzie troszeczkę inne i to jest dosyć ważne, czy my zajmujemy się rzekami, oceanami, czy zajmujemy się wodami podziemnymi.

Dlaczego to jest ważne?

Ważne jest, no mamy troszeczkę inne środowisko, troszeczkę inne możemy...

przyjmować założenia, czy też uproszczenia, jak również mamy zupełnie inne warunki brzegowe.

I to potem oczywiście ma znaczenie i to zawsze należy brać pod uwagę w momencie, kiedy taki problem z zanieczyszczeniami chcemy rozwiązać.

Ja konkretnie, proszę Państwa, zajmuję się modelowaniem rozprzestrzenia się zanieczyszczeń.

Chodzi tu oczywiście o modele komputerowe, czyli zastosowanie tej naszej nowej stosunkowo technologii do

tego, żebyśmy mogli przeprowadzić symulację, czyli takie przewidywania tego, co ewentualnie się wydarzy w momencie, kiedy do rzeki czy jakiegoś innego środowiska wodnego zostaną wprowadzone zanieczyszczenia.

I to, co Państwo widzą, jest to przykład takiej symulacji dla rzeki Wisły w okolicy Krakowa.

Być może mamy kogoś z Krakowa i tu też mam takie specjalne zadanie.

Tutaj mamy taki chwilowy zrzut zanieczyszczeń z jednego z dopływów rzeki Wisły.

Jeśli ktoś jest z Krakowa, to taki mały konkurs, to proszę o informację, jeśli ktoś jest nie z Krakowa, to też oczywiście może się odezwać, jeśli wie, co to jest, jak nazywa się ten dopływ.

Obrazuje nam to sytuację właśnie chwilowego zrzutu zanieczyszczeń, czyli na przykład takiego zrzutu, z którym mamy do czynienia często, kiedy mamy jakąś awarię, katastrofę i dzięki tego typu modelom, dzięki tego typu symulacjom,

możemy sobie obserwować i analizować, w jaki sposób ta plama zanieczyszczeń będzie się przemieszczać, czyli np.

po jakim czasie dotrze do tego zakrętu przed wawelem i tutaj widzimy, że czoło tej plamy zanieczyszczeń dociera po około 25 minutach, natomiast maksymalne stężenie mamy po około pół godzinie.

Tutaj tymi kolorami oczywiście oznaczona jest koncentracja czy też stężenie potencjalnego

potencjalnej jakiejś substancji, która została do rzeki wrzucona.

Czy ktoś napisał może, jak ten dopływ się nazywa?

Ja natomiast jestem z Krakowa i bardzo jestem ciekawa odpowiedzi, przyznam szczerze.

Ktoś się zgłasza, widzę rączkę.

Ktoś macha w każdym razie do nas.

Przez chwilę ktoś machał, może chciał coś napisać.

A to nie Rudawa przypadkiem?

A to jest Rudawa właśnie.

Ja oczywiście polecam spacer Doliną Rudawy.

Rudawa, odsłoniłam teraz, jeśli ktoś by miał wątpliwości.

Oprócz takiego chwilowego zrzutu zanieczyszczeń możemy mieć również do czynienia z ciągłym zrzutem zanieczyszczeń i tu też jest przykład takiej symulacji.

Taka symulacja może być użyta akurat nie w takim przypadku jak tu, kiedy ten ciągły zrzut zanieczyszczeń mamy właśnie z dopływu rzeki Rudawy.

Rudawa ma trochę inny skład fizyko-chemiczny niż Wisła, dlatego też to można wykorzystać jako taki model, który nam pokazuje, w jaki sposób te rzeki się ze sobą mieszają.

Możliwe, że Państwo gdzieś widzieli zdjęcia.

takich rzek, które mają troszeczkę też oprócz innego składu, to na przykład jedna ma dużo więcej sedymentu niż druga i wtedy, kiedy one się łączą, bardzo ładnie widać przez dłuższy czas te rzeki płyną jakby jeszcze obok siebie.

Z takim ciągłym zrzutem zanieczyszczeń mamy również do czynienia w momencie, kiedy zrzucane są do rzeki różnego rodzaju zaplanowane ścieki komunalne czy przemysłowe, czy też wtedy, kiedy zrzucana jest do rzeki ciepła woda.

I tak, proszę Państwa, ciepła woda również może być zanieczyszczeniem.

Ona ma specjalną nazwę, nazywamy ją zanieczyszczeniem termicznym.

No i z takim zanieczyszczeniem mamy do czynienia wtedy, kiedy właśnie ta temperatura, zmiana temperatury wody wykracza poza taką naturalną zmienność temperatury wody, bo oczywiście ta temperatura wody w rzece też nie jest stała, wiemy, że ona się zmienia w ciągu doby, zmienia się w ciągu roku.

Z zanieczyszczeniami termicznymi w rzekach mamy do czynienia zwykle wskutek zrzutów wód podgrzanych, które są wody, która jest używana w procesach chłodzenia.

W różnego rodzaju obiektach przemysłowych zwykle są to elektrownie.

Tu Państwo mają zdjęcie elektrowni do żerania, jeszcze za chwilę wrócimy.

Natomiast w Polsce jest kilka takich elektrowni, które używają

wód z rzek do chłodzenia.

I jeśli chodzi o tą ciepłą wodę, dlaczego ona jest taka niefajna?

Na pewno w kontekście Odry i w kontekście tego, co słyszeliśmy, co się stało na Odrze w zeszłym roku, już wiemy, że ta wysoka temperatura nie jest korzystna.

z różnych względów.

Wiemy, że ta wysoka temperatura przyczyniła się do tego, co stało się na Odrze.

Natomiast tutaj mieliśmy do czynienia z takim naturalnym wzrostem temperatury.

Natomiast w przypadku zanieczyszczeń termicznych, czyli zrzutów tych wód podgrzanych, mamy do czynienia z dodatkowym wzrostem tej temperatury.

I to nie chodzi tylko o sam wzrost temperatury, ale dobrze...

Wiemy, że ten wzrost temperatury zmienia również, zarówno skład zmiany powoduje w składzie chemicznym wody, na przykład w ilości tlenu, również powoduje zmiany w procesach biologicznych.

Dlatego też zanim tego typu obiekty, jak elektrownie na przykład, zostaną zbudowane, wymagane przez prawo jest wykonanie czegoś, co się nazywa oceną oddziaływania na środowisko.

W ramach tej oceny oddziaływania na środowisko nie tylko potrzebujemy określić możliwy wzrost temperatury wody, ale też zwykle staramy się przeanalizować i później wybrać z tych wariantów jakiś najkorzystniejszy.

Dodatkowo w takich praktycznych zastosowaniach w przypadku wykonywania takich ocen oddziaływania na środowisko mamy zawsze problem

bo mamy do czynienia z sytuacją, której tak naprawdę nie ma, która nie istnieje w tym momencie.

Nie możemy wyjść i zmierzyć i wszystkiego sprawdzić.

I mamy zawsze niewystarczającą ilość informacji oraz danych wejściowych, bo oczywiście moglibyśmy

próbować w taki jak najbardziej dokładny i idealny sposób próbować przewidywać tą temperaturę, ale zawsze inwestor jest ograniczony zarówno czasem, chce oczywiście wynik jak najszybciej i oczywiście kosztami, czyli jak najtaniej, czyli zawsze staramy się znaleźć taki bilans między wydatkami, kosztami, a tym jaki otrzymujemy efekt, czyli

z jakim błędem tak naprawdę przewidujemy tę prognozę, prognozujemy ten wzrost temperatury.

I tutaj właśnie bardzo przydatne są tego typu modele komputerowe, które pozwalają nam zrobić w symulację prognozę dla sytuacji, która nie istnieje.

Ponadto pozwalają nam przeanalizować różne warianty, zarówno zrzutów lokalizacji, ale też, co za chwilę pokażę, jest bardzo ważne dla różnych wariantów danych wejściowych.

Ja tu chciałabym Państwu tą historię z zanieczyszczeniami, tu na przykładzie zanieczyszczeń termicznych, chciałabym Państwu zobrazować to dwoma przykładami.

Będą to przykłady właśnie dotyczące zrzutu wody podgrzanej do Wisły, zplanowanych do rozbudowy elektrowni.

Jeden przykład, przypadek pierwszy, to jest województwo mazowieckie, są to okolice Warszawy, w zasadzie Warszawa-Żerań.

Drugi przypadek jest to województwo kujawsko-pomorskie, okolice Włocławka i tutaj tą gwiazdką żółtą zaznaczyłam dla Państwa przybliżoną lokalizację zrzutu wody podgrzanej.

Chciałam zwrócić uwagę na kilka istotnych rzeczy.

Pierwszą rzeczą jest wybór metody rozwiązania, czy też wybór modelu, który chcemy użyć.

Już na początku wspomniałam Państwu, że bardzo ważne jest, czy mamy do czynienia z rzeką, czy mamy do czynienia z oceanem.

Oczywiście równania są podobne, ale warunki brzegowe i uproszczenia, które możemy poczynić, są zupełnie inne.

Dlatego jeśli ktoś z Państwa miałby się zajmować modelowaniem czy używać takich gotowych modeli, zawsze warto zwrócić uwagę, no trzeba zwrócić uwagę, do czego one służą.

My się nieraz spotykamy z sytuacjami, zwłaszcza w kontekście wykonanych ocen oddziaływania na środowisko,

że ktoś użył modelu dowód podziemnych do modelowania tego, co dzieje się w rzekach, co oczywiście skutkuje tym, że te wyniki, które otrzymał, są w ogóle dziwne co najmniej, chociaż nawet na pierwszy rzut oka wyglądają prawidłowo.

Natomiast nikt nie będzie w stanie określić, z jakim błędem one zostały wyznaczone.

Więc to jest oczywiście ważne.

Ważne jest, jakie równania są rozwiązywane.

zajmuje się rzeczywiście tym modelowaniem.

Natomiast ważne jest oczywiście też

z jakimi zanieczyszczeniami mamy do czynienia, bo oczywiście inaczej i inne modele będą adekwatne, czy inne metody rozwiązania do ścieków komunalnych na przykład.

Tu Państwo mają przykład, pewnie mogą Państwo kojarzyć to zdjęcie, ponieważ była to dosyć medialna też sprawa w przypadku awarii Czajki i ścieki zrzucane do Wisły w wyniku awarii stacji uzdatniania wody Czajka.

Inne modele będą miały zastosowanie w przypadku wód pochłodniczych.

Tu to akurat przykład dla symulacji zrzutu wody podgrzanej z elektrowni w Wielkiej Brytanii.

Natomiast już zupełnie inne modele, na przykład dla wycieków ropy, kiedy wiemy, że ropa czy oleje utrzymują się na powierzchni.

I to jest bardzo ważne na początku, żeby wybrać właściwy model, który będzie adekwatny dla danej sytuacji.

Drugą bardzo istotną sprawą jest wybór warunków początkowych.

mogą sobie Państwo tutaj wyobrazić, albo właśnie może pytanie do Państwa, dla których z tych warunków początkowych widzimy tutaj dwa zdjęcia rzeki Wisły.

Dla sytuacji, kiedy wody mamy dużo, są duże przepływy, wysokie stany wody.

i sytuacji, kiedy mamy niskie stany wody, czyli małe przepływy, dla których z tych opcji tutaj będzie dużo bardziej istotne przeprowadzić ewentualnie takie przewidywania, prognozy i symulacje.

Ja tutaj podpowiem tylko, że można sobie wyobrazić sytuację, że do szklanki wody wrzucamy łyżeczkę gorącej wody albo do jednej czwartej szklanki wody wrzucamy łyżeczkę gorącej wody i możemy się teraz zastanowić, kiedy jesteśmy rybą, którą sytuację odczujemy bardziej.

Albo żeby sobie bardziej to uzmysłowić, to można sobie zrobić taki eksperyment później z cukrem lub solą.

I myślę, że nikt nie będzie miał wątpliwości, że te niskie stany wody, które mamy coraz częściej tak naprawdę, są dużo bardziej istotne.

Dlatego też zanim tego typu analizy, czy to w kontekście zrzutów ciepłej wody, czy w kontekście innego rodzaju zanieczyszczeń,

zostają przeprowadzone, musimy tak naprawdę przeanalizować dane historyczne dla danego obszaru, którym jesteśmy zainteresowani, żeby zorientować się, dla jakich warunków początkowych takie modele, po prostu takie symulacje przeprowadzać.

I tutaj Państwo mają dla przykładu, dla tego przypadku pierwszego, czyli okolic żerania, takie zestawienie

z najniższych przepływów odnotowanych na analizowanym odcinku Wisły w ostatnich stu lat.

Te przepływy bardzo łatwo się przelicza na stany wody, czyli na to, jaką mamy głębokość wody w rzece.

I tutaj na tym analizowanym odcinku najniższe odnotowane około 68 metrów sześciennych na sekundę odnotowano w styczniu 1946 roku.

Ja tutaj dla porównania, bo to mogą Państwo pamiętać, w 2015 roku mieliśmy też w mediach wielki alarm, że mamy bardzo niskie stany wody, ale wtedy to było 157 m3 na sekundę i to są zdjęcia z tego okresu.

Widać tu, jak dno Wisły zaczyna być widoczne.

Tej wody było rzeczywiście mało.

Więc to był dość wyjątkowy ten 68 m3 na sekundę.

W zasadzie była to sytuacja zimowa spowodowana zatorem lodowym, więc troszeczkę coś innego.

Natomiast rzeczywiście był to najniżej odnotowany przepływ na tym odcinku.

Na podstawie takich danych historycznych podejmuje się decyzję właśnie, dla jakich warunków tego typu symulacje, czy w kontekście ciepłej wody, czy w kontekście innych ścieków, które są, jak wiemy, zrzucane do naszych rzek, będą przeprowadzone symulacje.

I tutaj w przypadku żerania te symulacje były przeprowadzone dla 200 metrów sześciennych na sekundę, to jest taki przepływ średni i niski dla tych, którzy bardziej siedzą tutaj w temacie.

Były przeprowadzone dla 100 metrów sześciennych na sekundę, czyli to takie niskie przepływy, jakie były odnotowywane, a ten 68 metrów jako ten najniższy odnotowany, to już można powiedzieć, że trochę bardziej w takiej ciekawostki,

Przy takim przepływie tak naprawdę 68 m3 na sekundę, to po prostu elektrownia musiałaby przestać działać.

Tej wody byłoby za mało, żeby ją w ogóle używać do celów chłodniczych.

Prawo też przewiduje limity, mówiące o tzw.

przepływie nienaruszalnym, poniżej którego nie można tej wody do innych celów, właśnie np.

I też te symulacje tutaj dla przykładu pokażę Państwu dla dwóch temperatur, czyli dla temperatury wody zrzucanej, o temperaturę tej wody zrzucanej często podaje się zmianę temperatury, nie samą temperaturę, bo tak jak powiedziałam, ta temperatura wody w rzece się...

nawet w ciągu doby waha o kilka stopni.

O 8 stopni Celsjusza była wyższa od naturalnej temperatury wody w rzece plus scenariusz z wartością 35 stopni Celsjusza.

To był wtedy, kiedy przeprowadzono tę symulację limit według polskiego prawa.

I tu już widzą Państwo przykładowe wyniki właśnie dla okresu letniego.

czyli dla założonej też średniej wartości temperatury z okresu letniego.

Widzą Państwo tutaj te kolory, to oczywiście oznaczają temperaturę wody.

Tu jest cały ten analizowany obszar.

Widać, że ten wpływ to około 1, powiedzmy, kilometr.

Widzimy wpływ.

tego zrzutu ciepłej wody.

Jeśli przyjrzymy się na te scenariusze, które tutaj były analizowane, najgorszy i najlepszy, to możemy zobaczyć po pierwsze, że w przypadku tego najgorszego widzimy tutaj pojawiające się wyspy, można powiedzieć w związku z niskim stanem wody.

tego miejsca zrzutu i skupimy naszą uwagę na przykład na tym pomarańczowym kolorze, to jest temperatura wody wyższa o około 1 stopień od naturalnej temperatury wody.

Możemy teraz porównać sobie ten najgorszy i najlepszy scenariusz.

Widać, że ta plama tu jest dużo większa, ten zasięg, wpływ zrzutu tej ciepłej wody jest dużo większy.

Jeśli popatrzeć na wszystkie te scenariusze, to

Bardzo ładnie widać, że ta pomarańczowa plama jest coraz większa im mniej mamy wody w Wiśle i oczywiście jest coraz większa im wyższa jest temperatura wody zlucanej, co oczywiście jest dosyć intuicyjne.

Natomiast z tych analiz, z tych symulacji możemy sobie szacować

jak daleki jest właśnie ten wpływ, zasięg tej ciepłej wody zrzucanej i czy jest to akceptowane przez normy środowiskowe czy nie.

Bardzo często analizujemy sobie już później, jest dużo łatwiej analizować, kiedy sobie pokroimy tą naszą rzekę na kawałki, tu Państwo mają przekroje właśnie, czyli

z grubsza prostopadle do brzegu, kroimy sobie tą naszą rzekę w odległości 100, 250, 500 metrów i patrzymy, jak wyglądają te rozkłady temperatury.

100 metrów od miejsca zrzutu, widzimy, że różnica między tym najlepszym a najgorszym scenariuszem to około 1,5 stopnia Celsjusza, co proszę Państwa dla ryb może być bardzo dużo.

Dla niektórych gatunków może to oznaczać, że po prostu przestaną się rozmnażać.

Czyli wiemy już, że te warunki początkowe są bardzo istotne.

Następną kwestią są również dane wejściowe.

Z tymi danymi wejściowymi, jak powiedziałam wcześniej, mamy zwykle bardzo duży problem, a jednocześnie te dane wejściowe, którymi jest i geometria koryta, czyli jak głęboko i w którym miejscu.

I to, jak rozkłada się prędkość, czyli pole prędkości, czyli jak szybko płynie woda i w którym miejscu szybciej, w którym wątki.

Te wszystkie rzeczy musimy wcześniej przygotować.

Kiedy chcemy budować modele, czy chcemy używać już gotowych modeli, musimy wprowadzić zwykle bardzo dużo różnych parametrów.

które bardzo mocno wpływają na to, jak zachowuje się nasze zanieczyszczenie.

I tu chciałam Państwu na drugim przykładzie, czyli tym przykładzie z okolicy Włocławka,

Tutaj widzimy, że troszeczkę większy mamy, dalej mamy, widzimy ten wpływ zrzutu tutaj tej ciepłej wody.

Tutaj jest troszeczkę więcej tej wody zrzucanej metrów sześciennych na sekundę.

Dla podobnego warunku tutaj początkowego, czyli temperatury początkowej wody są zrobione te obliczenia.

Ale to, co chciałam pokazać Państwu dla tego przykładu tutaj z Włocławka, to jest jeden z parametrów

który musimy wprowadzić do modelu, musimy powiedzieć jaka jest jego wartość, jak różne wartości

tego parametru założonego na samym początku, jednego z parametrów, które musimy wyspecyfikować, wpływa na rozwiązanie.

I tu widzą Państwo wizualnie, jaki jest wpływ w zależności, jaką przyjmiemy wartość jednego z parametrów tzw.

współczynników mieszania.

Ja tu już nie chciałam wchodzić w teorię, natomiast chciałabym, żeby Państwo zobaczyli, jak te modele są wrażliwe

na to, jakie wartości tam wprowadzimy.

I teraz właśnie przechodząc do tego czerwonego barwnika, chciałam Państwu opowiedzieć o eksperymentach znacznikowych, czyli zastosowaniu tego czerwonego barwnika, on nazywa się Rodamina WT, do właśnie analiz rozprzestrzeniania się zanieczyszczeń, czyli do

taki znacznik wrzucamy sobie do rzeki i następnie obserwujemy, w jaki sposób on jest i jak szybko transportowany w dół rzeki.

I te obserwacje, które czynimy w trakcie takich eksperymentów, pozwalają nam

wyznaczyć wartości tych współczynników mieszania, które tak bardzo wpływają na wynik naszych symulacji.

Te współczynniki, które są bardzo istotne, są jednocześnie trudne do oszacowania na przykład na podstawie różnych formuł empirycznych, bo oczywiście takie też istnieją, natomiast ponieważ one są bardzo specyficzne dla danych warunków, czyli jaka jest geometria rzeki, jakie jest dno rzeki,

jaka jest roślinność w rzece i czy w ogóle jest ta roślinność.

Dlatego też tak trudno je oszacować na podstawie dostępnych relacji.

Tutaj drugi eksperyment znacznikowy.

Tamten poprzedni był na rzece Narew z 2006 roku.

Zaraz Państwu jeszcze powiem, dlaczego go pokazałam.

To jest akurat jeden z ostatnich naszych eksperymentów.

Był to eksperyment przeprowadzony w kanale warszawickim,

który w stosunku do rzeki Narew jest bardzo małym kanałem, jest to w zasadzie taki kanał, można powiedzieć, rolniczy.

I tutaj również Państwo widzą, w jaki sposób tutaj jest uwolniony ten znacznik.

Tu widzą Państwo tę strefę zrzutu, a tutaj już po wymieszaniu wzdłuż szerokości.

I dlaczego właśnie... Przeskoczył mi slad.

Chciałam Państwu pokazać te piękne zdjęcia, które pokazują, jak roślinność jest powszechna w rzekach i kanałach.

Tu akurat zdjęcia tej pierwszej rzeki, w której przeprowadzaliśmy eksperyment, rzeki Narew.

Widzimy roślinność zarówno w kanale, jak i wszędzie dookoła.

w czasie wegetacji.

Tutaj roślinność w kanale warszawickim, widzimy, jak ona potrafi być różna i jak bardzo ten kanał tu jest zarośnięty.

Ta roślinność bardzo wpływa na to, co dzieje się w samym kanale, czyli na przepływ i to rozprzestrzenianie się substancji, na te współczynniki w modelach finalnie, o których mówiłam.

Ona też wpływa na wszystko, co dzieje się dookoła, bo ona też wpływa na mikroklimat, na ukształtowanie koryta, na samą jakość wody, jaką mamy w kanale, potem w rzece, na ekologię, pośrednio rolnictwo, urbanizację, ale tak naprawdę wiele innych aspektów naszego życia.

Oczywiście nas bezpośrednio interesuje, jak wpływa na ten przepływ i transport substancji i na te wspomniane współczynniki mieszania

Te współczynniki, które są trudne do określenia same w sobie, w momencie, kiedy mamy do czynienia z roślinnością, to te wszystkie procesy stają się jeszcze bardziej skomplikowane.

I dlatego też w tym kanale warszawickim, tutaj też chciałam Państwu jeszcze zwrócić uwagę i pokazać w ramach takiego projektu nauki obywatelskiej, projektu Bright Tech, robiliśmy razem z dziećmi z różnych szkół podstawowych i ponadpodstawowych,

monitoring roślinności w różnych rzekach i kanałach.

Tutaj pokazuję Państwu wyniki tego monitoringu.

Widać, jak ta roślinność się zmienia właśnie dla kanału warszawickiego, w którym potem przeprowadzaliśmy eksperymenty.

Tutaj zestawione te zdjęcia na jednym slajdzie.

Te zdjęcia były, może mamy kogoś z Warszawic, bo zakładam, że trochę śledzą nas na Facebooku.

To są zdjęcia robione przez dzieci ze szkoły podstawowej właśnie w Warszawicach i widzimy, że ta roślinność nie tylko, że zmienia się w przestrzeni, ona się bardzo zmienia w czasie, to znaczy mamy zupełnie inne warunki zanim ta wegetacja się rozpocznie i tak naprawdę zupełnie inne warunki, które się cały czas zmieniają w okresie wegetacji i tu mamy sytuację, kiedy ta roślinność w tego typu kanałach w Polsce raz, dwa razy do roku ta roślinność jest czyszczona.

I teraz w jaki sposób my ten eksperyment tutaj przeprowadzaliśmy.

Coś mam wrażenie, że ominęłam slajd, ale zaraz sprawdzę.

Tutaj widzą Państwo cały ten kanał warszawicki, ten odcinek, na którym przeprowadzaliśmy eksperymenty.

W tym miejscu zrzucaliśmy znacznik, widzieli to Państwo na filmie, a następnie w wybranych przez nas z różnych powodów przekrojach, punktach robimy pomiary stężenia tego czerwonego barwnika rodaminy WT.

Tutaj te próby pobieramy za pomocą takiego specjalnego urządzenia skonstruowanego przez naszych tutaj kolegów z działu aparatury.

Jest to tak naprawdę taki długi kij od miotły, aczkolwiek aluminiowy, więc bardzo lekki.

Natomiast panowie na końcu zamontowali nam taki świetny koszyczek idealnie dopasowany do naszych butelek.

Widzą Państwo tutaj na końcu taką czarną butelkę.

Ta butelka jest specjalnie czarna, dlatego że ta rodamina znika pod wpływem światła, więc jeżeli tych badań nie przeprowadzamy od razu, a ponieważ tych prób często pobieramy bardzo dużo, setki, czasami tysiące, to później trwa, zanim oczywiście te pomiary zdążymy zrobić.

Dzięki tego, że mamy taki piękny kij, nie musimy wchodzić do tej rzeki,

Co nie tylko jest to, że my nie musimy się moczyć, ale również nie zakłócamy tego, co w tej rzece się dzieje, mogłoby to mieć wpływ na nasze wyniki.

I tu widzą Państwo, to był przeprowadzany eksperyment na odcinku około pół kilometra.

Natomiast wspomniany wcześniej eksperyment na rzece Narwi, jest to najdłuższy, o którym wiem, eksperyment przeprowadzony na około 90 kilometrach, więc tam rzeczywiście spędziliśmy trochę czasu.

Jak Państwo widzą, namioty, kilka dni tam spędziliśmy, pobierając te próby.

Tutaj też moje zdjęcie, tu mam specjalne zadanie, bo w którymś momencie okazało się, że rozłożyliśmy się dokładnie na drodze, gdzie Pan musiał przejechać, żeby przewrócić siano, więc Pan bardzo nalegał, żebyśmy te wszystkie sprzęty złożyli, a to...

Podłączanie tego wszystkiego, podłączanie prądu, to jest dosyć czasochłonna sprawa, więc nie bardzo byliśmy chętni, więc zaproponowałam Panu, że ja to siano przewrócę.

Pan trochę nie chciał uwierzyć, że panienka z Warszawy jest w stanie przewrócić siano.

No ale zademonstrowałam Panu, że potrafię i skończyło się na tym, że rzeczywiście nie musieliśmy wszystkiego przestawiać i w ramach przerwy między pobieraniem prób przewracaliśmy siano w sposób, jak widać tutaj, ręczny, bez jakiejś tam maszyny.

I to rzeczywiście tutaj koleżanka wspomniała na początku o tej czerwonej wodzie, bo jak Państwo widzieli, ta woda rzeczywiście była czerwona i ludzie, których tutaj mogliśmy spotkać, byli do nas bardzo przyjaźnie nastawieni, że my tutaj próbujemy

Różne rzeczy, naukowcy przyjechali z Warszawy, to jest tutaj Podlasie, bardzo byli pozytywnie nastawieni, oczywiście do momentu, kiedy zobaczyli, że ta woda jest czerwona, chociaż byli uprzedzeni o tym, bo my i...

różnymi kanałami, czyli tymi kanałami takimi oficjalnymi, ale też na ogłoszeniach parafialnych, bo to jest miejsce, w którym stosunkowo łatwo dotrzeć do ludzi.

Ogłaszaliśmy oczywiście, że ta woda będzie czerwona, niemniej jednak albo do niektórych nie dotarło, albo nawet jak dotarło, to ten czerwony kolor ich przeraził rzeczywiście.

Natomiast było nam dużo łatwiej w Warszawicach, to te nasze ostatnie właśnie w ramach projektu nauki obywatelskiej, wcześniej pracowaliśmy z tymi dziećmi w szkole, robiliśmy z nimi różne inne rzeczy, lekcje, obserwowaliśmy jak ta roślinność się zmienia, potem właśnie mieliśmy zaplanowane te eksperymenty.

w których też dzieci brały udział, więc była o tyle łatwiejsza sytuacja, że jeżeli dzieci w szkole wiedziały, to była dosyć nieduża wioska, to wiedzieli wszyscy tak naprawdę w tej wiosce i jakby ułatwiło nam to rzeczywiście sprawę, bo ludzie nie byli

zaskoczeni i też byli bardziej ufni, dlatego że te dzieciaki w tym brały udział.

Więc to jest też taki, też jakby Państwo kiedyś z czymś takim się spotkali, to nie zawsze to oznacza coś złego.

Czasami, oczywiście zawsze trzeba zgłaszać, jak coś dziwnego dzieje się w rzece, tak?

To na pewno.

Natomiast czasami ta czerwona woda może oznaczać po prostu, że ktoś próbuje zrozumieć jakieś procesy, które w rzece zachodzą.

I w tym kanale warszawickim, tak jak wspomniałam, tu nawet widzą Państwo na zdjęciu dzieci właśnie z tej szkoły podstawowej w Warszawicach, zrobiliśmy ten eksperyment, tutaj Państwo widzą, w dwóch skrajnych sytuacjach, czyli mamy kanał mocno porośnięty roślinnością i kanał po usunięciu tej roślinności i to jest rzeczywiście ten sam kanał, widać drastyczną różnicę.

Tu jeszcze dodatkowe ujęcie w okolicach punktu zrzutu.

I jeden z przekrojów też widać, jak bardzo tutaj on jest zaraśnięty.

Ten kanał ma taką szerokość jak tutaj, to jest około 4 metry, a tu praktycznie całe te 4 metry, tutaj niewiele jest takiego prześwitu po środku.

Oczywiście ta woda płynie tutaj pod tą roślinnością.

Natomiast różnica jest rzeczywiście drastyczna.

My również do obserwacji tego, co dzieje się w tej rzece i jak ten znacznik się przesuwa, używamy dronów.

I tu widzą Państwo z lotu ptaka jeden fragment tego obszaru między akurat przekrojem P2 i P3, porośnięty roślinnością i bez roślinności.

Natomiast na tych zdjęciach tutaj też mamy dwa pierwsze są bezroślinności, dwa drugie z roślinnością.

Na tych bezroślinności widać, jak ta plama zanieczyszczeń się przesuwa i jednocześnie spłaszcza.

bardziej rozpływa.

Oczywiście ten kolor jest dobrze widoczny na początku, kiedy to stężenie jest duże, natomiast potem on jest coraz, coraz bledszy, tak jak tutaj Państwo widzą w tych plastikowych tu pojemniczkach.

I tak naprawdę w którymś momencie to jedynie jesteśmy w stanie wykryć wartości stężenia tej substancji

za pomocą specjalnych urządzeń, one się nazywają fluorometry.

Tu Państwo widzą takie urządzenie.

To jest urządzenie akurat, nie to jest laboratoryjne, oczywiście w terenie też go można używać, natomiast generalnie jest to jedno z dokładniejszych urządzeń, w którym dysponujemy, które jest w stanie najniższe wartości tej koncentracji odczytywać.

W terenie używamy też takich ręcznych florymetrów, które nam pozwalają zarówno dostosować ilość tych pobieranych prób, bo oczywiście jesteśmy trochę limitowani ilością butelek,

Też wiemy, używając tych florymetrów ręcznych, kiedy zakończyć takie pomiary.

No i są też takie tutaj, tak jak widać, florymetry zatapialne, które możemy zamontować w rzece.

Zaraz Państwo zobaczą, jak tutaj kolega montuje.

w rzece ten fluorymetr.

I one są w stanie nam automatycznie na bieżąco, co zadajemy jakieś powiedzmy co 10 sekund, sczytywać wartość koncentracji.

Oczywiście są najfajniejsze, bo robią to automatycznie.

Natomiast są oczywiście bardzo drogie.

No i też w sytuacji, kiedy taki instrument zawiedzie, to kompletnie nie mamy danych z tego miejsca, więc jest to wtedy troszeczkę problematyczne.

Tu Państwo jeszcze widzą

doprowadzone kablem zasilanie.

W nowych florymetrach tego typu mamy baterie już w środku, czyli nie musimy martwić się tym kablem, który tutaj jest ciągnięty.

I też w nowych florymetrach tego typu często mamy możliwość zdalnego przesyłania danych, bo ten konkretny musimy zabrać później do laboratorium czy

czy do pokoju po prostu ściągnąć na komputer kablem te dane, które zostały zarejestrowane.

I teraz mając te pomiary z tych poszczególnych przekrojów, na przykład z tego pierwszego przekroju, widzą tu Państwo, że prawie na tej osi poziomej mamy czas od momentu zrzutu, na osi pionowej mamy koncentrację.

I prawie od razu po zrzucie byliśmy w stanie odczytać już jakąś wartość koncentracji, która bardzo szybko rosła i potem dość szybko malała.

Natomiast już w tym drugim profilu widać, drugi profil był już oddalony od tego pierwszego, jakichś 128 metrów.

Widzimy, że pierwszy odczyt to ponad pół godziny po zrzucie.

Już dużo spokojniej sobie rośnie, osiąga maksimum, czyli maksymalną wartość stężenia tej rodaminy po około godzinie i potem spokojnie sobie maleje.

Im dalej od miejsca zrzutu widać, że ta plama zanieczyszczeń, bo to obrazuje nam później w rzeczywistości tą plamę zanieczyszczeń, którą widzieliśmy też z drona, ta plama jest dużo bardziej spłaszczona i rozciągnięta w przestrzeni.

I my, proszę Państwa, na podstawie tych tutaj rozkładów koncentracji, bo tak to fachowo się nazywa, jesteśmy w stanie używając różnych metod matematycznych wyznaczyć sobie właśnie te współczynniki charakteryzujące procesy mieszania i rozprzestrzeniania się właśnie substancji rozpuszczonej, którymi mogą być różnego rodzaju zanieczyszczenia.

I te współczynniki właściwie wyznaczone możemy wprowadzić do naszych modeli komputerowych, aby dostać jak najbardziej dokładne rozwiązanie.

Tutaj jeszcze porównanie.

My oczywiście zrobiliśmy serię analiz, które pozwoliły nam uzależnić, znaleźć pewną relację między jednym z tych współczynników mieszania a pokryciem roślinnością, czyli jak gęsto ta roślinność w tym kanale rośnie.

Tą gęstość roślinności wyznaczaliśmy sobie właśnie za pomocą drona.

Wtedy jesteśmy w stanie na przykład wyznaczyć taką relację, którą też możemy później w tego typu modelach używać.

To tak pokrótce o tym, jak wygląda nasza praca.

jak wyglądają te eksperymenty znacznikowe.

Czyli tak jak widać, trochę czasu spędzamy w terenie, trochę czasu spędzamy później przed komputerem.

Po pierwsze analizując te nasze dane, a potem aplikując do tych właśnie, czy tworząc te modele, czy używając gotowych modeli.

I zakończyć chciałam tutaj ważną kwestią jeszcze, ja oczywiście mam zakryte to, Państwo mam nadzieję widzą, patrzą na Facebooku, widać, świadomością błędów czy niepewności naszego rozwiązania.

jak przeszliśmy sobie przez ten wybór modelu warunków początkowych, danych wejściowych, jak Państwo widzieli, jak duże błędy mogą powodować, czy duże różnice, różnie przyjęte wartości.

to, że od dnia dzisiejszego, patrząc na różne prognozy, niekoniecznie tylko w kontekście rozprzestrzeniania się zanieczyszczeń, ale również prognozy pogody czy prognozy różnych innych

katastrof, które zwłaszcza w filmach science fiction możemy zobaczyć, taki wielki zegar, 40 sekund do uderzenia fali, do jakiejś tam katastrofy i dokładnie jest 0,1 i 0,0 i wtedy to się dzieje.

Te modele wszystkie komputerowe nigdy nie będą w stanie, proszę Państwa, dać takich dokładnych wyliczeń.

Tak jak nigdy, jeśli Państwo patrzą na prognozę deszczu na jutro, to można jej w zasadzie wierzyć.

Natomiast jeśli prognozę opadów analizujemy za tydzień, dwa tygodnie, to w zasadzie wynik jest na tyle niepewny, że może padać i może nie padać.

I bez patrzenia na tę prognozę możemy wysnuć takie wnioski.

Są to słowa wypowiedziane przez brytyjskiego statystyka, all models are wrong, but some are useful, które na polski możemy przetłumaczyć.

Wszystkie modele są błędne, ale niektóre są przydatne.

To tyle, co dla Państwa przygotowałam, natomiast chętnie odpowiem na pytania.