AI może ocalić miejską wodę. Eksperci stawiają twardy warunek

Zmiany klimatu sprawiają, że miasta muszą jednocześnie mierzyć się z nadmiarem i niedoborem wody. Eksperci alarmują, że do końca XXI wieku ekstremalne susze mogą obejmować rocznie nawet o 30 proc. większy obszar lądów niż obecnie, a każdy wzrost średniej temperatury zwiększa zawartość wilgoci w atmosferze o około 7 proc., co bezpośrednio podnosi ryzyko powodzi.

W raporcie „AI for Future Cities: Water” specjaliści Arup wskazują, że bez wsparcia zaawansowanych technologii tradycyjne podejście do gospodarki wodnej może okazać się niewystarczające. Sztuczna inteligencja daje miastom szansę na bardziej precyzyjne planowanie, szybsze reagowanie i lepsze przygotowanie na kryzysy związane z wodą.

Woda pozostaje zasobem kluczowym dla życia i rozwoju miast, ale coraz silniej oddziałują na nią globalne trendy: urbanizacja, zmiany klimatyczne i napięcia geopolityczne wokół ograniczonych zasobów. To wymusza nowe modele zarządzania oraz inwestycje w technologie, które zwiększą odporność systemów wodnych.

Arup – firma doradczo-inżynieryjna stojąca m.in. za Zieloną Wizją Warszawy, planem klimatycznym londyńskiej dzielnicy Waltham Forest czy dynamicznym modelem miasta Adelaide – przekonuje, że AI może wspierać cały cykl gospodarowania wodą: od pozyskiwania i uzdatniania, po dystrybucję i ochronę infrastruktury. Kluczowe jest jednak wdrażanie tych rozwiązań z myślą o bezpieczeństwie i długofalowej stabilności.

Jedną z największych przewag sztucznej inteligencji jest zdolność do błyskawicznego przetwarzania ogromnych zbiorów danych. Algorytmy, dane satelitarne i modele predykcyjne coraz częściej pomagają prognozować susze i powodzie oraz monitorować sytuację niemal w czasie rzeczywistym.

Dzięki temu miasta mogą nie tylko szybciej reagować na zagrożenia, lecz także lepiej się na nie przygotować. AI wspiera planowanie systemów retencji oraz rozwój zielono-błękitnej infrastruktury, która pomaga magazynować nadmiar wody i ograniczać skutki intensywnych opadów.

– Sztuczna inteligencja pozwala nam na optymalizację i ochronę infrastruktury wodnej. Rozwiązania oparte na AI już pomagają między innymi reagować w czasie rzeczywistym na przeciążenia sieci wywołane ulewnymi deszczami. Na co dzień wykorzystujemy też machine learning do analiz zapotrzebowania na wodę w różnych typach budynków. Dzięki temu jesteśmy w stanie efektywnie rozmieszczać zieloną (drzewa, parki, zielone ściany) oraz niebieską (stawy, jeziora, rzeki) infrastrukturę, tak aby odpowiednio magazynowała i zużywała nadmiar wody – mówi Stefan Obłąkowski, water leader Arup w Polsce.

Autorzy raportu zwracają uwagę, że AI może odegrać istotną rolę także w ochronie jakości wód. Połączenie czujników, inteligentnych liczników i autonomicznych systemów sterowania otwiera drogę do rozwoju lokalnego uzdatniania oraz recyklingu wody.

W dłuższej perspektywie sztuczna inteligencja może wspierać ograniczanie emisyjności najbardziej energochłonnych procesów, takich jak oczyszczanie ścieków, co wpisuje się w cele dekarbonizacji i zrównoważonego rozwoju miast.

Raport Arup podkreśla, że AI może zmienić miejską gospodarkę wodną z reaktywnej w proaktywną. Kluczową rolę odgrywają tu cyfrowe bliźniaki wspierane przez sztuczną inteligencję – wirtualne modele obiektów lub całych obszarów, które pozwalają symulować przyszłe scenariusze i zależności.

Dzięki nim możliwe staje się bieżące identyfikowanie ryzyk, takich jak zmieniająca się częstotliwość powodzi czy tempo wyczerpywania się wód podziemnych. Zarządzanie wodą przestaje być jednorazowym planem, a staje się procesem dynamicznym, opartym na ciągłym uczeniu i adaptacji.

Eksperci Arup nie pomijają jednak zagrożeń związanych z rozwojem AI. Jednym z nich jest rosnące zużycie wody przez centra danych, które w regionach dotkniętych suszą mogą konkurować o zasoby z mieszkańcami i rolnictwem. Kolejne wyzwanie stanowią cyberataki – wraz z postępującą cyfryzacją systemów wodnych bezpieczeństwo danych i infrastruktury staje się krytyczne.

Istotna jest również jakość danych, na których pracują algorytmy.

– Algorytmy mogą popełniać błędy, jeśli korzystają z danych niepełnych, nieaktualnych lub pochodzących z rozproszonych i niekompatybilnych systemów. Dlatego tak istotne jest tworzenie solidnej infrastruktury danych, zapewnienie współpracy między instytucjami oraz nieodzowny nadzór człowieka. Miasta będą musiały też wdrożyć zabezpieczenia oraz zadbać o przejrzystość, tak aby technologie realnie wspierały zmiany – mówi Stefan Obłąkowski, Water Leader Arup w Polsce.

Jeśli miasta chcą skutecznie odpowiadać na wyzwania związane z wodą w nadchodzących dekadach, muszą już dziś inwestować w nową generację narzędzi cyfrowych. Sztuczna inteligencja nie jest uniwersalnym rozwiązaniem, ale – jak pokazuje raport Arup – może stać się jednym z filarów odpornej, nowoczesnej gospodarki wodnej.