De stevige kades in een haven, de landhoofden van bruggen en viaducten, de kanalen die ons land doorkruisen: deze gebruiken allemaal grote grondkerende wanden. Dit project richt zich enerzijds op het verduurzamen van nieuwe grote stalen verankerde wanden en anderzijds op het nauwkeuriger beoordelen van de restlevensduur van bestaande grondkerende wanden. De verwachting is dat de levensduur van veel bestaande wanden verlengd kan worden.
Mede door nieuwe kennis en de digitalisering in de geotechniek, maar ook vanwege aansprekende duurzaamheidsambities, wordt bij het ontwerpen en beoordelen van grondkerende wanden steeds vaker gebruikt gemaakt van de meest geavanceerdere numerieke rekenmodellen. Veel van deze modellen zijn onvoldoende gevalideerd, waardoor het nog onzeker is hoe goed deze modellen aansluiten bij de werkelijkheid.
Het doel van dit onderzoek is drieledig:

Inzicht krijgen in de werkelijke krachtswerking van verankerde grondkerende wanden.

Het valideren en indien nodig optimaliseren van de geavanceerde numerieke rekenmodellen, zodat we beter kunnen voorspellen hoe lang een bestaande grondkerende wand nog mee kan en we duurzamere ontwerpkeuze kunnen maken. Hiermee hopen we een belangrijk stap te zetten om wanden die reeds in gebruik zijn beter te kunnen benutten en voor nieuwe constructies extra staal te kunnen besparen.

Een bijdrage leveren aan het ontwikkelen van ‘slimme’ infrastructuur. Optimaal leren inzetten van de sensoren op en in een grondkerende wand. De sensoren meten het gedrag van de wand tijdens de bouw, het eventuele grondwerk/baggeren en de eerste gebruiksfase. Wat zeggen deze metingen over de capaciteit van de wand als deze dichterbij bezwijken, oftewel einde van de levensduur, geraakt?
De partners hebben ambitieuze doelstellingen op het gebied van duurzaamheid en digitalisering. Voor 2023 wil Havenbedrijf Rotterdam meer dan 50% CO2 besparen bij het ontwikkelen van haveninfrastructuur. Havenbedrijf Rotterdam voorziet haar nieuw kades daarom van de nieuwste sensoren. Dit zijn ‘slimme’ wanden. Hiermee krijgen we inzicht in het gedrag van de kades tijdens de bouwfase.
Voor de gebruiksfase is dit lastiger. De krachten op de wand in gebruiksfase liggen namelijk veel lager dan de krachten waarvoor de wand ontworpen is. Bovendien weten we niet welke kracht op welke locatie aanwezig is, en hoe lang hij daar blijft.
Het plan is daarom ontstaan om een grote proefbelasting aan te brengen op een wand, die is voorzien van sensoren. Omdat deze wand daadwerkelijk in gebruik is moet deze natuurlijk wel heel blijven. Daarom combineren we deze veldproef met een serie centrifugeproeven. Hiermee kunnen we wel tot bezwijken doorbelasten, én we kunnen een serie proeven uitvoeren, waarbij we bijvoorbeeld de grondopbouw variëren, zodat de proefresultaten straks breed bruikbaar zijn. De resultaten van de metingen in de veldproef en de centrifugeproeven kunnen we gebruiken om de rekenmodellen te optimaliseren.
De innovatie van dit onderzoek zit dus in het combineren van:

een veldproef op een kerende constructie met de nieuwste sensoren waarbij de duur, locatie en grootte van de proefbelasting precies bekend is.

een serie centrifugeproeven waarbij de veldproef wordt gesimuleerd en een aantal variaties worden uitgevoerd.

numeriek onderzoek, waarbij eerst de veldproef en de centrifugeproeven worden gesimuleerd, waarna een numerieke studie het antwoord zal geven op diverse onderzoeksvragen.
Door deze onderzoeken te combineren, wordt het inzicht in het gedrag van grote kerende constructies vergroot, en kunnen de ontwerpmethoden worden geoptimaliseerd en kan de levensduur van bestaande kerende wanden beter worden ingeschat.

Bekijk het project

Voor het ontwikkelen van AI en Machine Learning algoritmen is het verbinden en combineren van meerdere
datasets essentieel. Deze ontwikkeling gaat nog niet vanzelf. Alhoewel iedereen ervan overtuigd lijkt te zijn dat
gedeelde data tot betere oplossingen leidt, blijken er in de praktijk allerlei belemmeringen te bestaan die ons
ervan weerhouden om daadwerkelijk data gaan delen. Denk hierbij aan praktische zaken als de omvang van de
datasets en de diversiteit aan platforms en cloud-omgevingen, maar ook aan ethische aspecten,
privacyoverwegingen en wederzijds vertrouwen.
Dit geldt mogelijk nog sterker voor de toepassing van AI-oplossingen. Alhoewel iedereen er over praat zijn de
concrete toepassingen van AI in de praktijk nagenoeg nog op één hand te tellen. Ook hier is blijkbaar een grote
drempel die praktische toepassing in de weg staat. Hoeveel vertrouwen hebben we werkelijk in AI?
In de portfolio analyse die is uitgevoerd in opdracht van de TKI Watertechnologie is geconstateerd dat er nog
niet of nauwelijks wordt ingezet op èchte datascience innovaties voor de watersector, met name waar het gaat
om ontwikkeling en toepassing van AI en machine learning. DigiShape heeft geconstateerd dat het
belangrijkste knelpunt bestaat uit de beschikbaarheid van goede data voor de ontwikkeling van nieuwe
algoritmen en het vertrouwen in data en algoritmen van andere partijen binnen (en buiten) de sector.
Daardoor wordt er slechts in zeer beperkte mate ‘op de schouders’ van andere ontwikkelingen gestaan.
Het onderhavige voorstel richt zich daarom op het samenspel tussen drie belangrijke aspecten: vertrouwen,
interoperabiliteit en (faciliterende) infrastructuur. Aan de hand van deze aspecten en door middel van een
aantal concrete cases ontwikkelen we een nieuwe manier van werken. Dit kent zowel harde aspecten
(technische infrastructuur, modellen, datastructuren) als zachtere aspecten (training, workshops en dialoog).
Het D-OSP brengt deze zaken bij elkaar en borgt het delen van kennis en ervaring.
De verbinding met DigiShape (zowel de partners als de community) waarborgt een brede betrokkenheid van de
watersector, technologie- en kennisleveranciers en eindgebruikers.

Bekijk het project

Grootschalig nat grondverzet komt kijken bij natuurherstelprojecten maar ook bij allerlei beheer- en aanlegwerkzaamheden om de Nederlandse delta te beschermen en leefbaar te maken en houden. Om op een duurzame en klimaatbewuste manier te kunnen werken is het belangrijk om zicht te krijgen op de klimaatvoetafdruk van nat grondverzet. Uit de uitgebreide verkenningsfase van de Proeftuin Duurzaam en Effectief Grondverzet – gestart in 2019 – is gebleken dat het belangrijkste deel van de uitstoot van broeikasgassen bij nat grondverzet mogelijk niet wordt veroorzaakt door het brandstofverbruik van baggermaterieel, maar door emissies vanuit gebaggerd materiaal. Deze emissieroute is echter nog grotendeels onbekend; zowel de omvang als de relevantie op nationale schaal zijn nog niet gekwantificeerd. Deze route is dan ook niet opgenomen in het Transitiepad Kustlijnzorg en Vaargeulonderhoud als onderdeel van de Strategie KCI ‘Naar klimaatneutrale en circulaire rijksinfrastructuurprojecten’ van het Ministerie van I&W met partners RWS en ProRail. Project DuNaG (Duurzaam nat grondverzet voor klimaat en natuur) begint met het vullen van deze kennisleemte over de werkelijke broeikasgasfluxen rond nat grondverzet, om te voorkomen dat slechts één emissieroute (uit materieel) wordt gereduceerd en de ander (uit bodemmateriaal) nog kan doorgaan.
Project DuNaG gaat de broeikasgasfluxen en omstandigheden waaronder deze plaatsvinden meten, in de context plaatsen van ruimte en tijd, en vergelijken met de onverstoorde situatie . Op deze wijze krijgen we systeeminzicht in de koolstofcyclus rond nat grondverzet. Vervolgens vertalen we de resultaten samen met de stakeholders naar een handelingsperspectief voor reductie van deze broeikasgasemissies.
Er worden twee à drie meetlocaties bezocht zodat we een beeld krijgen van verschillende omstandigheden en systeemeigenschappen die invloed hebben op de broeikasgasemissies uit baggermateriaal. Het de monitoringsmethode en strategie worden tussentijds geëvalueerd en aangepast, op grond van de bevindingen en input van stakeholders en experts. Door deze adaptieve aanpak kan DuNaG inspelen op tussentijdse onderzoeksresultaten; meebewegen met de planning van bestaande projecten, omdat vooraf nog niet bekend is waar en wanneer de grootste broeikasgasemissies plaatsvinden; en de praktijktoepassing van de methodes en resultaten waarborgen.
De resultaten van DuNaG (waaronder de dataset, het conceptueel model en het kennisdocument) worden actief gedeeld met de stakeholders o.a. via het kennisplatform EcoShape. Daarnaast worden de resultaten ook breed gedeeld door onder meer wetenschappelijke publicaties en een eindsymposium. De uitkomsten van DuNaG zijn niet alleen relevant voor Nederland, maar ook internationaal met het oog op de grote klimaatuitdagingen en het belang van reductie van broeikasgasemissie.

Bekijk het project

Nederland is niet af. Grote ruimtelijke opgaven en transities kondigen zich aan, zoals aanpassen aan klimaatverandering, verduurzaming van landbouw en de energiesector en het herstel van de biodiversiteit. Maar ook de woningbouwopgave en de zorg voor voldoende en schoon (drink) water staan in de aandacht. In het nieuwste IPCC rapport zien we dat klimaatverandering steeds sneller gaat: snellere zeespiegelstijging, intensievere neerslag en extremere perioden van warmte en droogte kondigen zich aan. Daarom is het belangrijk om tijdig op een nieuwe manier na te denken en te werken aan een veilige en leefbare Nederlandse Delta.
Hier tekent zich een ingewikkeld dilemma af: de noodzaak van systeemveranderingen in een onzekere toekomst, en tegelijkertijd de opgave om de beoogde transities uit te werken en te implementeren binnen de bestaande context van wet- en regelgeving, vigerend beleid en maatschappelijke acceptatie. Kortom, de opdracht om de Nederlandse delta leefbaar en veilig te houden vraagt om een systematische toekomstverkenning naar een duurzame ruimtelijke inrichting van ons water(veiligheids)systeem.
Met dit project dragen we bij aan besluitvorming over het toekomstbestendig inrichten van de Nederlandse (water)landschappen: met een goed ruimtelijk ontwerp van het landschap zodat ze systeem-georiënteerd, natuurlijker, klimaatrobuuster en waarderijker worden. Daarvoor willen we inzichten verkrijgen over het hiervoor geschetste dilemma. Dit doen we door uitgevoerde praktijkcases systematisch te analyseren aan de hand van kritische succesfactoren. Voor een aantal gebiedscases worden ontwerpend mogelijke lange termijn ontwikkelingen verkend en in beeld gebracht. Hierbij gaan we er van uit dat er ‘systeemsprongen’ in het functioneren van de Nederlandse systemen van waterveiligheid en ruimtelijke organisatie denkbaar en wellicht ook noodzakelijk zijn. Door dergelijke sprongen als startpunten te gebruiken, kunnen we de oplossings- en keuzeruimte voor het omgaan met het complexe dilemma vergroten. En planningsinstrumenten ontwikkelen die de korte termijnen van ‘nu’ (2030) en ‘straks’ (2050) beter kunnen afstemmen op inzichten over het ‘later’ (2100) en ‘ooit’ (na 2150).

Bekijk het project

Een circulair voedselsysteem, in combinatie met veranderend watermanagement als gevolg van klimaatverandering, brengt een potentieel verhoogd risico op introductie en verspreiding van ziekteverwekkers en ophoping van contaminanten. Meer dan in een lineair systeem keren, via afvalwater, afspoeling, oppervlakte- en irrigatiewater, microbiële en chemische contaminanten terug in het voedselsysteem. Het risicomanagement van een waterbeheerder heeft dus effect op de veiligheid van gewassen en gezondheid van mens en dier. Desondanks is er op deze punten vrijwel geen afstemming in Nederland. Zo behandelen waterschappen afvalwater en beheren oppervlaktewater volgens normen van de Kaderrichtlijn Water die zijn gebaseerd op ecologische waarden, niet op veilig gebruik voor voedselproductie, noch op risicobeheersing in een circulair water- en voedselsysteem. Bovendien kunnen lozingen van industrieën tot chemische en biologische risico’s leiden, omdat bij de vergunningverlening onvoldoende aandacht is voor het indirecte, de facto, hergebruik in voedselproductie. In een circulair water- en voedselsysteem ontstaan dus nieuwe routes voor overdracht van contaminanten en pathogenen. Dit project richt zich vooral op humane pathogenen, in beperkte mate op chemische contaminanten. Een goed inzicht in de verspreiding en risico’s van pathogenen in het water- en voedselsysteem is een voorwaarde voor én veilig én economisch duurzaam sluiten van kringlopen, maar is ook van belang voor kosteneffectieve controle, handhaving en sturing op voedselveiligheid. Daarnaast is het van belang om de impact van klimaatverandering (periodes van droogte, hevige regenval, hoge temperatuur) op de microbiële kwaliteit van het oppervlaktewater in beschouwing te nemen. Gezien de sterke verbinding tussen gebruik van water en de verschillende stappen van de voedselketen kan voedselveiligheid in een circulair systeem alleen in een sectoroverstijgende aanpak geborgd worden. Het is moeilijk te voorspellen welke pathogenen nieuwe gevaren zullen gaan opleveren. Het is echter niet effectief om ongericht, voor tientallen mogelijke pathogenen, monitoringsprogramma’s in te richten. Anticiperend op de transitie naar een circulair voedselsysteem beoogd dit project daarom een sectoroverschrijdende, risicogebaseerde monitoring om nieuwe voedselveiligheidsgevaren op tijd te onderkennen en te beheersen. De belangrijkste deliverables van dit project zijn modellen die zoveel mogelijk risicofactoren meewegen in de voorspelling van opkomende voedselveiligheidsgevaren en aangeeft waar metingen het best kunnen worden uitgevoerd. We richten hierbij op de overdracht van pathogenen via oppervlaktewater naar verse groenten en fruit.

Bekijk het project

Om bodemdaling en broeikasgasuitstoot tegen te gaan, wordt de grondwaterstand in veenweidepercelen in de zomerperiode verhoogd door wateraanvoer via regelbare drainage en subirrigatie. Dit kan echter weer een ander milieuproblemen veroorzaken: verhoogde uitspoeling van nutriënten in natte perioden en daardoor een slechtere waterkwaliteit.
Evenwel is een win-win-situatie te creëren door hogere grondwaterstanden in veenweidegebieden te combineren met de teelt van natte gewassen (=paludicultuur), die juist nutriënten nodig hebben, voor gebruik als bouw- en isolatiemateriaal en vervanger van turf/veen in substraten. Hierdoor wordt naast veenoxidatie ook nutriëntenuitspoeling tegengegaan en dus een extra ecosysteemdienst geleverd (= waterzuivering), waar een vergoeding tegenover kan komen te staan.
Hiervoor wordt onderzocht welke teeltomstandigheden en veldinrichting de meest efficiënte combinatie van waterzuivering en biomassaproductie geven. Tevens wordt onderzocht hoe veeteelt en natte teelten in een gemengd agrarisch bedrijfsmodel kunnen worden gecombineerd om rendabele kringlooplandbouw in het veen mogelijk te maken. Hieruit moet een optimale verhouding tussen landgebruik voor veeteelt en teelt van natte gewassen in veengebieden resulteren. De Burkmeerpolder is hiervoor zeer geschikt als casus, omdat hier onlangs gestart is met een natte teelt (lisdodde) in veenweidegebied.

Bekijk het project

In steden verandert, in het licht van klimaatadaptatie, het regenwaterbeheer van afvoeren naar opvangen en hergebruiken voor plantengroei als Nature-based Solution om daarmee gezondheid, biodiversiteit en verkoeling in de stad te versterken. De toenemende vraag naar groen-stedelijke ruimte creëert een toegenomen watervraag waardoor steeds meer naar van straten afstromend regenwater gekeken wordt voor plantirrigatie en infiltratie naar grondwater in cascaderende systemen. Individuele onderdelen die dit mogelijk maken (kolken, leidingen, retentie en detentie (infiltratie) voorzieningen) zijn commercieel verkrijgbaar, maar vervuilingen in het (straat-)water passeren veelal relatief ongehinderd naar de bodem en het grondwater. Dat past niet binnen de zorgplicht die geldt voor gemeenten vanuit de Kaderrichtlijn Water en de Grondwaterrichtlijn.

Bekijk het project

The project DECODE aims at fostering the application of an eDNA-based strategy for the monitoring of biodiversity in aquatic ecosystems. The principal use of such a strategy is the detection of genetic material present in an environment and subsequently decoding it to formulate a list of present taxa in an environmental sample.
Although recent advancements are made in the research areas of microbiology and genetics, field application of eDNA-based strategies are hampered by a lack of information on how the genetic material is spread and transported in water. Here we tackle this issue with a consortium that links expertise in species care (senior aquarist, Diergaarde Blijdorp), genetics (senior scientist, Naturalis Biodiversity Center), environmental science (senior scientists, Leiden University and Radboud University), and hydraulic transport (senior scientist, Delft University of Technology).
The project foresees (a) the use of a tank located in Diergaarde Blijdorp for evaluating the dispersion of the genetic material in static water conditions and (b) a river field case for evaluating the spreading under fluvial conditions.
The research will assess how genetic material is transported in water and dispersed. d in water. As a result, it will provide insights into highly probable locations where genetic material occurs.
Also, the research will help develop an eDNA sampling strategy, which is expected to contribute to a wider consensus and acceptance of the eDNA strategy application in water management and biomonitoring sectors. The societal benefit is the consolidation of an innovative technology that reduces the time and cost of evaluating the ecosystem status of fluvial systems, and is standardized through a genetic database, and provides quantitative data.

Bekijk het project

Sea turtles are an important part of coastal ecosystems around the world, but six of seven species are endangered. Climate change and human effects pose many different challenges to sea turtles, including the flooding and erosion of their nesting beaches. To mitigate the rapid degradation of sea turtle nesting habitats, there is a need to develop nature-based solutions, which can contribute to preserving nesting habitats, making them more robust to climate change, and including them in designs of future coastal developments (e.g. flood protection plans or future land reclamations).
TURTLE aims at developing nature-based sandy solutions that improve flood safety of the hinterland while enabling turtle nesting. It provides methods and guidance to assess the risk of sea turtle nest inundation on sandy beaches for various beach-dune profiles. Supported by new observation data on hydrodynamic processes relevant for turtle nest inundation, a global dataset of beach sediment characteristics, and a global analysis of preferential environmental conditions, the project will provide (i) a metamodel to assess seasonal flood risk of sea turtle nests to help coastal managers with short-term decisions on the relocation of turtle nests; and (ii) engineering design guidelines to develop long-term flooding protection plans that enable sea turtle nesting on sandy beaches.

Bekijk het project

Gezonde koraalriffen beschermen kwetsbare laaggelegen koraaleilanden tegen golven die overstromingen veroorzaken. Op laaggelegen eilanden met aangetaste riffen is koraalherstel een mogelijke maatregel om de effecten van zeespiegelstijging te beperken. Hierbij wordt aangenomen dat koraalherstel de risico op overstroming substantieel vermindert. De werkelijke effectiviteit van koraalherstel op overstromingsreductie is echter nog niet bewezen met experimenteel onderzoek in het veld of op een gepaste schaal in het laboratorium. In dit project willen wij het effect van koraalherstel op overstroming op een laaggelegen eiland onderzoeken aan de hand van grootschalige laboratoriumexperimenten. Deze unieke kennis zullen wij gebruiken om ons inzicht te vergroten in het ontwerpen van effectief koraalherstel ten behoeve van kustbescherming

Bekijk het project