Aanleiding van het project

De uitdaging om Eco-engineering en Nature Based Solutions (NBS) breder en op grotere schaal toegepast te krijgen, is de hoofdvraag van de KIC. Het is evident dat voor die bredere toepassing het noodzakelijk is dat de onzekerheden welke inherent zijn aan de natuurlijke dynamiek binnen de BwN-oplossing worden beheerst. Denk bij beheersing aan verschillende vormen van: adaptief management (bv in de kust: meer suppleren als dat nodig blijkt te zijn), resilience in ontwerp (zoals gebruik maken van verschillende soorten/rassen vegetatie om zo de gevoeligheid van deze vegetatie voor ziekten te reduceren), over-dimensionering (bewust meer veiligheidslagen aanleggen omdat je weet dat de spreiding in het veiligheidsniveau per laag groot is door de dynamica van de oplossing), aanpassing aan het financieringsmodel voor infrastructuur (niet uitgaan van één grote investering met daarna een zekerheid van baten/waarden, maar een model waarin de investering cyclisch moet worden bijgesteld) etc.
Om deze verschillende vormen van beheersing en maatregelen goed in beeld te brengen, af te wegen en te selecteren is in verschillende (pilot-) projecten een behoefte waargenomen voor een meer gestructureerde aanpak, gebaseerd op kennis van het ontwikkelproces voor NBS.

Doel van het project

Door middel van gericht onderzoek naar natuurlijke dynamiek en de daaraan gelieerde onzekerheden in BwN-oplossingen zorgen dat de issues en risico’s voor toepassing van deze BwN-oplossingen in zicht komen, zodat mogelijke beheersingsmaatregelen kunnen worden systematisch kunnen worden verkend en afgewogen om de juiste maatregelen te selecteren. Door hiervoor een model-aanpak uit te werken en gebruiksklaar te maken wordt gezorgd voor verbeterde toegankelijkheid en overzichtelijkheid, zodat de beheersing van onzekerheden al in een vroege fase efficiënt meegenomen wordt.

Achterliggend doel is om deze wijze de inzet en toepassing van BwN/NBS te bevorderen.

Omschrijving van de activiteiten

1. Analyse dynamiek
Naast een uitgebreide (literatuur)studie naar dynamiek in BwN-oplossing wordt door EcoShape de ervaring bij verschillende (pilot-)projecten op een rij gezet. Vervolgens zal deze dynamiek geclassificeerd worden om zo per klasse de (invloed van de) onzekerheden die hiermee gepaard gaan in beeld te brengen. De uitkomsten van bovenstaande analyse en classificatie zal worden getoetst met een gebruikersgroep, waarbij we ook typische initiatiefnemers zoals RWS en waterschappen zullen betrekken. Een rapportage van deze analyse brengt de verschillende richtingen en achtergronden van onzekerheid binnen BwN-oplossingen in beeld.

2. Analyse mogelijke maatregelen
Er zal worden geïnventariseerd welke mogelijke maatregelen voor omgang van de natuurlijke dynamiek beschikbaar zijn en wat de context van de toepassing van deze maatregelen is. Ook bij deze analyse wordt gebruik gemaakt van de beschikbare literatuur, maar zeker ook van de ervaringen in de verschillende (pilot-)projecten welke EcoShape en haar partners hebben uitgevoerd of door eerder genoemde gebruikersgroep kan worden aangedragen. De rapportage van deze analyse laat een gestructureerd beeld zien van een groot aantal mogelijke beheersmaatregelen.

3. Opzet systematische model-aanpak
Het creëren van een systematische aanpak om voor een (te ontwikkelen) BwN-project de juiste beheersmaatregel te matchen bij de inherente onzekerheden die in de BwN-projectoplossing een rol spelen is de vervolgstap welke logisch volgt op activiteiten 1. en 2. De aanpak zal worden doorvertaald naar een model welke de gebruiker op basis van eigenschappen van zijn BwN-oplossing tot een afwegingskader voor mogelijke beheersmaatregelen brengt.

4. Toepassing op verschillende voorbeeldcasussen
Om de werking van het model aan te tonen en te toetsen zal een aantal praktische voorbeeldcasussen worden uitgewerkt met behulp van het model en dat deze op de juiste wijze worden gedissemineerd om potentiële gebruikers mak

Verwachte resultaten

1) Rapport analyse dynamiek
2) Rapport analyse maatregelen
3) Model-aanpak met gebruikershandleiding
4) Rapportage voorbeeldcasussen

Innovativiteit

Als gezegd hebben initiatiefnemers van mariene infrastructuurprojecten (Waterschappen, RWS, havenautoriteiten), maar ook belanghebbende bij deze projectontwikkeling (consultants, aannemers, NGO’s) een behoefte om beheersmaatregelen voor omgang met onzekerheden van BwN-oplossingen door natuurlijke dynamiek te kunnen selecteren. Een systematische aanpak om dit te doen ontbreekt op dit moment en het opzetten van een dergelijke aanpak is dus een waardevolle, unieke toevoeging aan het instrumentarium ter bevordering van BwN/NBS.
Het EcoShape-consortium heeft de unieke positie dat het diverse (pilot)projecten heeft uitgevoerd en op die wijze ook een directe link kan maken met de praktijklessen daarvan en zo de typische omstandigheden die de selectie van ontwerp-aanpakken en beheersingsmaatregelen met zich meebrengt. Dit maakt EcoShape een geschikt gremium om deze innovatieve aanpak vorm te geven.

Valorisatie

M.b.t alle producten:
* Wie gaat het gebruiken : Alle betrokken EcoShape-partners en het brede publiek.
* Wie gaat ervoor zorgen, en hoe : De gevormde teams per activiteit (=de betrokken EcoShape-partners), waarbij relevante match wordt gemaakt tussen partner en te leveren producten.

Aanleiding van het project

Door verstedelijking, havenontwikkeling, bedijkingen en bovenstroomse afdammingen is het natuurlijke vermogen om mee te groeien met veranderende condities grotendeels tot stilstand gekomen. De Rijn-Maasmonding is hiervan een duidelijk voorbeeld. Het sediment in de Rijn-Maasmonding is een kostbaar en eindig natuurlijk kapitaal om de Delta veilig te houden. De uitdaging is om de sediment stromen in de Rijn-Maasmonding te sluiten en te gebruiken als kans voor stedelijke ontwikkeling, waterveiligheid, natuurherstel en vergroten van ruimtelijke kwaliteit in de delta.

Doel van het project

Nieuwe Building with Nature (BwN) concepten zoals slib- en zandmotoren, wisselpolders en gebruik maken van biobouwers laten zien dat combinaties van natuurontwikkeling, recreatie en waterveiligheid economisch haalbaar zijn en nieuwe kansen kunnen creëren. Doel is om te laten zien dat deze BwN oplossingen toe te passen zijn
binnen complexe stedelijke context en de projecten op te schalen naar een maat die past bij de volumes van de huidige sedimentstromen in de Rijn-Maasmonding.

Omschrijving van de activiteiten

Kennisuitwisseling binnen het ‘Living Lab’ om fundamenteel en toegepast onderzoek te verbinden met concrete uitvoeringsprojecten.

Toegepast onderzoek naar het doorontwikkelen van een door Tauw ontwikkelde geotextiel oplossing (baggerbuffer) om
sediment op te slaan, vast te houden en sedimentatie bij te sturen onder estuariene omstandigheden.

Ontwikkelen van ontwerp richtlijnen voor (grootschalige) toepassingen van hergebruikt sediment door BwN oplossingen

Verkennen van de haalbaarheid van grootschalige hergebruik van sediment door een verkenning van het aanbod, mogelijke geschikte locaties, en type en aard van het sediment.

Verwachte resultaten

Verschillende living lab bijeenkomsten voor kennisuitwisseling.

Doorontwikkeling van een lichtgewicht geotextiel constructie om fijn sediment op te slaan en sedimentatie processen bij te sturen voor toepassing in de Maasmonding en het Haringvliet.

Publicatie ontwerprichtlijnen voor hergebruik van sediment in stedelijke en havengebieden.

Resultaten verkenning van haalbaarheid van grootschalig hergebruik van sediment, verwerkt in een kaart met mogelijke
toepassingslocaties en hoeveelheden.

Innovativiteit

Om tot grootschalige hergebruik van sediment te komen zijn nieuwe Building with Nature concepten nodig en is het nodig om een nieuwe integrale werkwijze te ontwikkelen waarbij verschillende beleidsdoelen en investeringen op regionale (systeem) schaal gekoppeld worden. Het doorontwikkelen van een eerder uitgevoerde geotextiel sediment vanger voor toepassing onder estuariene omstandigheden biedt kansen voor goedkopere en eenvoudigere oplossingen om estuariene wetlands te beschermen en te herstellen.

Valorisatie

De resultaten van de onderzoeken worden beschikbaar gesteld via de website www.sedimentlab.nl

Aanleiding van het project

Estuaria en getijdebekkens vormen de overgang tussen zee en kust.
Daarmee vormen ze belangrijke leefgebieden voor flora en fauna en worden
intensief gebruikt door de mensen, zoals voor de scheepvaart. Voor de
ecologie en scheepvaart is het van belang de ontwikkeling van de platen en
geulen, de sedimentatiesnelheden en de sedimentsamenstelling van de
bodem te begrijpen en te voorspellen. De bodem van grote estuaria en
getijdenbekkens bestaat veelal uit mengsels van slib en zand, waarbij de
geulen vaak zand gedomineerd zijn en de intergetijdengebieden slib
gedomineerd. De interactie tussen het zand en slib in combinatie met de
stromings- en golfcondities leidt tot een complexe dynamiek met sterk
migrerende geulen en getijplaten. Over het gedrag van de afzonderlijke
fracties is al veel bekend, maar de kennis over de zand-slib interactie is
beperkt, evenals de beschikbare tools en modellen om de bodemontwikkeling
en sedimenttransporten in zand-slib gebieden accuraat te
modelleren. Bestaande modellen zoals die van Van Ledden (2003), Soulsby
& Clarke (2005) of Van Rijn (2007) zijn slechts beperkt vergeleken met
laboratorium- en veldmetingen of de fysica hierin is onvolledig. In de huidige
praktijk worden zand en slib daarom vaak apart beschouwd. Dit leidt tot
extra onzekerheden in de voorspellingen en vereist bovendien complexe
kalibratieprocedures. Voor o.a. grote aanlegprojecten vormt dit een
beperking voor de inschatting van de baggerinspanningen. Hier is echter
grote behoefte aan, gezien aannemers vaak niet alleen verantwoordelijk
voor de aanleg, maar ook voor het onderhoud.

Doel van het project

Doel van het project is drieledig: 1) verbeteren van de wetenschappelijke
kennis van zand-slib dynamiek, 2) testen en verbeteren van bestaande
relaties voor zand-slib dynamiek en deze vastleggen in simpele engineering
tools en in Delft3D, en daardoor 3) verbeterde voorspelling van de dynamiek
van zand-slib gebieden wat relevant is voor de inschatting van de
baggerinspanning, voor de natuurontwikkeling en voor de lange termijn
ontwikkeling van estuaria en getijdebekkens.
Om deze doelen te bereiken worden de volgende activiteiten uitgevoerd:
• Analyse bestaande metingen (laboratorium en veld)
• Laboratoriumexperimenten (golf-stroming, L = 15 m, w = 0.4 m, d =
0.5 m).
• Veldmetingen in ondiepe kustwateren, zoals de Westerschelde en
de Waddenzee.
• Verbeteren van toegepaste formuleringen voor bodemruwheid,
kritische snelheden, schuifspanningen onder gecombineerde
stroming-golfcondities, “near-bed” sediment concentraties,
erosiesnelheden en de sedimentatieprocessen.
• Ontwikkelen van eenvoudige modellen/tools (Python, MATLAB,
Excel)
• Implementatie in Delft3D.

Omschrijving van de activiteiten

Activiteit Type activiteit Rol partijen
Analyseren
bestaande metingen
Experimenteel (gebruik
van bestaande kennis)
25% TKI
Leiding: LvRS. Uitvoering: LvRS
en Deltares.
Uitvoeren nieuwe
laboratoriumexperim
enten
Industrieel
(nieuwe kennis)
50% TKI
Leiding: LvRS en Waterproof. In
samenwerking met Deltares. In
kind bijdrage overige marktpartijen.
Uitvoeren nieuwe
veldexperimenten
Industrieel
(nieuwe kennis)
50% TKI
Leiding: LvRS en Waterproof. In
samenwerking met Deltares. In
kind bijdrage overige marktpartijen.
Maken/verbeteren
van praktische
formuleringen
Industrieel
(nieuwe kennis)
50% TKI
Leiding: LvRS. Uitvoering LvRS en
Deltares.
Bouwen en testen
van praktische tools
(Excel, MATLAB,
Python)
Industrieel
(nieuwe kennis)
50% TKI
Leiding: Deltares. Gezamenlijke
inspanning LvRS, Waterproof en
Deltares. Test: Boskalis, Jan de
Nul, Deme, RHDHV en Arcadis
Implementatie en
test van
formuleringen in
Delft3D
Industrieel
(nieuwe kennis)
50% TKI
Leiding en uitvoering: Deltares.
Test: RHDHV en Arcadis.

Verwachte resultaten

Volgnummer Wat
Wanneer
(jaar)
1
Gecombineerde dataset bestaande metingen +
rapport
2020
2
Dataset laboratoriumexperimenten + rapport
/wetenschappelijke publicatie
2020-2021
3
Dataset veldexperimenten + rapport/
wetenschappelijke publicatie
2020-2021
4
Verbeterde praktische formuleringen + rapport/
wetenschappelijke publicatie
2021-2022
5 Praktische tools (Excel, MATLAB, Python) 2020-2022
6
Implementatie praktische formuleringen in Delft3D
+ handleiding
2022

Innovativiteit

De voorspellingen van morfologische veranderingen van zand-slib bodems
in een estuarium kennen op dit moment een grote onzekerheid, waarbij
bovendien complexe kalibratieprocedures nodig zijn om betekenisvolle
resultaten te krijgen.
In de huidige aanpak worden eerst afzonderlijke transportmodellen
toegepast voor zand en voor slib en worden de resultaten daarna
gecombineerd. De interactie tussen beide sedimentfracties wordt dan echter
verwaarloosd. Dit leidt tot grote onzekerheden in de voorspellingen van
onder meer de sedimenttransporten, baggerinspanningen en zand-slib
verdeling.
Zand-slib-modellen zijn slechts beperkt vergeleken met laboratorium- en
veldmetingen of de fysica hierin is onvolledig. Deze worden daarom in de
praktijk zeer beperkt toegepast.
Het innovatieve aspect van dit onderzoek omvat verbeterde kennis van
zand-slib dynamiek en deze vastleggen in -praktisch toepasbare
formuleringen, engineering tools en verbeterde proces gebaseerde modellen
(Delft3D.

Valorisatie

Welk product (zie
boven)?
Wie gaat het
gebruiken?
Wie gaat ervoor
zorgen, en hoe?
1, 2, 3
Deltares, Boskalis, Jan
de Nul, Deme, RHDHV,
Arcadis
Lead: LvRS en
Waterproof
In samenwerking met:
Deltares.
In kind bijdrage:
Boskalis, Jan de Nul,
Deme, RHDHV,
Arcadis
Levering datasets en
rapporten bestaande en
nieuwe metingen
4
Deltares, Boskalis, Jan
de Nul, Deme, RHDHV,
Arcadis
Lead: LvRS
In samenwerking met:
Deltares en Waterproof
Verbeterde praktische
formuleringen
5
Deltares, Boskalis, Jan
de Nul, Deme, RHDHV,
Arcadis
Lead: LvRS en Deltares
In kind bijdrage:
Boskalis, Jan de Nul,
Deme, RHDHV,
Arcadis
Levering toolbox met
engineering tools en
rapporten met
beschrijvingen.
6
Deltares, Boskalis, Jan
de Nul, Deme, RHDHV,
Arcadis en andere
partijen
Lead: Deltares,
In samenwerking met
LvRS
In kind bijdrage:
RHDHV, Arcadis
Levering Delft3D (open
source) met
geimplementeerde
nieuwe formuleringen
en rapport met
beschrijving

Link naar projectresultaten…

Aanleiding van het project

Door de toegenomen druk van de bevolking op de delta’s en door menselijk ingrijpen in deze delta’s is sedimentbeheer een belangrijk topic geworden om de delta in stand te houden. Tegelijk is de behoefte aan bouwmateriaal in deze delta’s groter dan ooit. Door slim management van fijn sediment kan er een koppeling gemaakt worden tussen deze twee topics.

Bouwen met slib is daarom een van de topics die onder eco-engineering en nature based solution worden onderkend als een potentiële innovatie waarmee Nederland zich kan versterken.

Reeds in 2016 is EcoShape begonnen om te kijken of haar kennisontwikkeling op het topic rondom slib gebundeld kon worden en in gezamenlijkheid meerwaarde kon opleveren. Het Living Lab for MUD (LLM) is gepresenteerd bij CEDA en als mogelijke Proeftuin onder de Internationale Water Ambitie (IWA) gepitcht. In 2017 heeft EcoShape vanuit de IWA een kleine vergoeding gekregen om een folder op te stellen en gedurende dit jaar is met een aantal verdere presentaties en papers de interesse voor LLM gepolst binnen EcoShape en daarbuiten.

Er is vastgesteld dat planmatig onderzoek noodzakelijk is om nieuwe kennis en vaardigheden op te doen om daadwerkelijk te zorgen dat bouwen met slib een generiek toepasbaar innovatief product is waarmee zowel binnen als buiten Nederland de waterbouw zich kan versterken.

Dit planmatig onderzoek is overkoepelend en aanpalend aan lopende onderzoeksinitiatieven waarvan de context vaak bepaald wordt door enkele regionale (denk aan Eems-Dollard 2050) of project-specifieke (denk aan Markerwadden) belangen. Juist met het oog op de ontwikkeling van generiek toepasbare producten is het noodzakelijk dat op basis van een holistisch overzicht lopend onderzoek wordt bijgestuurd en extra onderzoek wordt uitgevoerd.

Doel van het project

Het uitvoeren van nieuw en aanpalend onderzoek naast huidig lopende onderzoeksinitiatieven om kennis over bouwen met slib niet alleen bijeen te brengen, maar ook te versterken en verdiepen en zo algemeen toepasbaar te maken zodat deze vermarktbaar wordt.

Omschrijving van de activiteiten

Het merendeel van het werk zal het uitvoeren van additioneel onderzoek rondom het thema sedimentmanagement & bouwen met slib behelzen. Dit onderzoek kan grofweg worden ingedeeld in drie onderdelen:

1) aanpalend onderzoek in bestaande pilots
Op dit moment zijn twee experimenten redelijk uitgekristalliseerd en (vrijwel) zeker van uitvoering: CO2 uitstoot tijdens rijpingsprocessen (additionele monitoring in de Pilot Kleirijperij; scope gedefinieerd) en experimenten & monitoring ter verbetering van rijpings-modellering (additionele experimenten en monitoring in/aan de Pilot Kleirijperij en Markerwadden (KIMA).

2) aansluitend onderzoek bij andere initiatieven
Hieronder vallen werkzaamheden om de business case voor LLM-oplossingen verder te onderbouwen zowel qua methodiek als qua onderbouwende getallen. Aansluiting met Building with Sediment Lab (WNF, Tauw & Havenbedrijf Rotterdam) alsmede onze eigen projecten voor BwN Business case development zal worden gezocht en versterkt met specifiek gericht onderzoek naar mogelijkheden om kwantitatief met opbrengsten van LLM-oplossingen te rekenen.

3) opschalingsonderzoek.
Onder opschalingsonderzoek worden vooral onderzoeken gezien die de mogelijkheid verschaffen voor nieuwe, nu nog minder bekende LLM-gerelateerde oplossingen te testen in laboratorium- of pilot-vorm. Bijvoorbeeld de Meegroeidijk, maar ook kleirijping in zomerbedden van rivieren zijn mogelijke concepten waaraan kan worden gedacht.

Verwachte resultaten

Onderzoeksresultaten
Resultaten van scoping: PvA’s, afwegingskaders etc.
Resultaten aanpalend onderzoek in pilots: monitoringsgegevens (bv gemeten CO2 emissies), uitkomsten experimenten (bv consolidatie-grafieken e.d.)
Interpretatieve rapporten van gecombineerde resultaten van pilot- en aanpalend onderzoek
Waar mogelijk: wetenschappelijke publicaties
Resultaten aansluitend onderzoek in andere initiatieven:
Interpretatieve rapporten voor het opstellen van Business Cases van LLM-oplossingen
Waar mogelijk: wetenschappelijke publicaties

Netwerk-resultaten
Statements & eindproducten van werkgroepen met een duidelijk beeld over toepasbaarheid LLM-oplossingen
Bijsturingen in lopend onderzoek

Upscaling resultaten
Producten ter bevordering van de upscaling zoals generiek en toepasbaar gemaakte guidelines en rapporten met casus-specifieke toepassingsmogelijkheden voor LLM-oplossingen

Innovativiteit

Het innovatief gehalte van het LLM uit zich zowel in het onderwerp (bouwen met slib en sedimentmanagement) als in de focus op de generieke toepassing. Zoals gezegd zijn er verschillende pilots en ontwikkelingen waarbij veel verschillende partijen betrokken zijn. EcoShape zelf is betrokken bij een aantal van deze initiatieven maar loopt daarbij tegen de beperkingen van deze initiatieven door de regionale of project-specifieke focus aan. De inzet van aanpalend/additioneel onderzoek juist met de focus op generieke toepasbaarheid is vernieuwend en innovatief.

Valorisatie

M.b.t. het product onderzoeksresultaten:
* Wie gaat het gebruiken : Diverse stakeholders uit industrie en consultancy die geconfronteerd worden met vragen over gebruik van fijn sediment.
* Wie gaat ervoor zorgen en hoe : Per onderzoek wordt een verantwoordelijk EcoShape-partner aangesteld.

M.b.t. het product netwerk-resultaten:
* Wie gaat het gebruiken : Diverse stakeholders uit industrie en consultancy die geconfronteerd worden met vragen over gebruik van fijn sediment.
* Wie gaat ervoor zorgen en hoe : EcoShape-MT neemt het voortouw en haalt actief informatie op bij partners.

M.b.t. het product upscaling resultaten:
* Wie gaat het gebruiken : EcoShape en EcoShape-partners, partijen betrokken bij Internationale Water Ambitie en relevante regionale betrokkenen.
* Wie gaat ervoor zorgen en hoe : EcoShape-MT neemt het voortouw en haalt actief informatie op bij partners.

Link naar projectresultaten…

Aanleiding van het project

Het voorkomen van overstromingen is zowel nationaal als mondiaal een grote aan klimaatverandering gerelateerde uitdaging. Momenteel zijn de vigerende beoordelingsregels voor duinwaterkeringen maar beperkt geldig voor de Nederlandse Kust. Er is behoefte aan een consistente methode die algemeen toepasbaar is.
Op dit moment worden duinwaterkeringen getoetst met het empirische model Duros+ (afgeregeld op data van laboratoriumproeven). De empirische formule is strikt genomen alleen toepasbaar op lange rechte stukken kust met een hoog duinprofiel (het is afgeleid voor de duinen van Delfland), dit is ongeveer 30% van de Nederlandse kust. Voor de overige 70% geldt:
• 30%: voldoet niet aan deze eis. Echter omdat Duros+ meestal een iets conservatief resultaat wordt Duros+ hier toegepast.
• 30%: in gebieden met meerdere lage en smalle duinen achter elkaar die samen de zeewering vormen, en sterk gekromde kusten is Duros+ niet toepasbaar en geeft een verkeerd (te optimistisch) antwoord
• 10%: dijk-duin overgangen (badplaatsen zoals Scheveningen, Katwijk, etc) Duros+ niet toepasbaar en geeft een verkeerd (te optimistisch) antwoord.

Verdere uitbreiding van de empirische formules heeft geen meerwaarde en is het beter om een proces-gebaseerd model toe te passen, zoals XBeach dat specifiek voor dit soort toepassingen al gebruikt wordt in NL en het buitenland. Het is echter nog niet ingebed in het duinbeoordelingsspoor.

Doel van het project

Doel van het project is de verkenning, uitbreiding en validatie van XBeach om in 2023 in de gedetailleerde toets/beoordeling Duros+ te vervangen als 1D duinafslaginstrument.

De eerste stap binnen dit PhD project is om een uitbreiding te maken op de beschikbare data van het duinafslagproces. Op dit moment bestaat de dataset uit laboratoriummetingen uitgevoerd in een golfgoot voor 1 duinprofielvorm, 1 korreldiameter, loodrecht invallende golven en een beperkte variatie (3) aan golfcondities. De uitbreiding van de dataset is op basis van een veldproef uit te voeren in het veldlaboratorium van de TU Delft waarbij de profielvorm en korrel diameter wordt gevarieerd. Door natuurlijke variatie zullen ook de golf- en waterstandscondities variëren. Het duinsafslagproces en de omgevingscondities zullen worden bemeten door een golfboei, drone, laser en drukdozen te gebruiken.
In de tweede stap wordt de verkregen dataset gebruikt om de onderliggende fysica te analyseren. De rol van korrelgroottediameter, profielsteilheid, vegetatie, hard/zacht elementen en de mate van impact (erosie, golfoverslag) zullen in kaart worden gebracht. Op basis hiervan zal een meer universele beschrijving van het duinafslagproces tot stand komen. Overeenkomstige aanpassingen zullen worden gedaan in het XBeach model om dit model te verbeteren en door te ontwikkelen. Deze ontwikkeling gaat in twee stappen, in samenwerking met Deltares waar een synchroon project voor de ontwikkeling van XBeach (gefinancieerd door RWS) zal gaan lopen. In stap 1 wordt het model uitgebreid voor een universelere toepassing in 1D (kustdwars) waarbij vooral de korreldiameter en de duinvorm van belang is, alsmede harde keringen. Dit maakt het model geschikt voor toepassing op 70% van de kust. In stap 2 wordt een uitbreiding gemaakt naar 2D waarbij de variatie van duinlandschappen kan worden meegenomen in de beoordeling, waarmee de resterende 30% van de kust is afgedekt..

Omschrijving van de activiteiten

2020-2022: Ontwerp, aanleg en monitoring protoduin zandmotor
2020-2021: Referentieberekeningen XBeach op nationale en internationale sites
2021-2023: Proces onderzoek in situ naar invloed van:
* Korreldiameter
* Profielsteilheid
* Vegetatie
* Hydraulische Randvoorwaarde
* Complexe geometrieen
en door-vertalen naar nieuwe modelformuleringen.
2024: Afronding dissertatie

Verwachte resultaten

Volgnummer Wat
1a Full-scale testsite voor duinonderzoek
1b Open access dataset van veldmetingen
1c Disseminatie veldproef & Monitoring
2a Publicatie over effecten fysische parameters en hydrodynamische randvoorwaarde in relatie tot duinafslag.
2b Publicatie over duinafslag in complexe situaties
2c Publicatie over golfoverslag en effecten vegetatie
3 Dissertatie

Innovativiteit

In aanvulling op bovenstaande innovatieve doelen zal het project zich methodisch onderscheiden door het opzetten van een veldexperiment waar duinafslag wordt onderzocht met een prototype duin in het veld. Dit zal het eerste prototype schaal duin afslagexperiment in het veld zijn.
Dit project zal unieke samenwerking op toetsing van duinen tussen waterbeheerders, industrie en universiteit bevatten. Met een korte lijn van funderend onderzoek naar toepassing.

Valorisatie

Proefschrift (TU Delft)
De resultaten van de veldmetingen worden Open Access gepubliceerd en zijn daarmee toegankelijk voor diverse partijen. TUD, Deltares, STOWA en RWS kunnen deze gegevens gebruiken in hun lopende onderzoekslijnen
.

Aanleiding van het project

Op het gebied van waterveiligheid is er steeds meer aandacht voor “nature based” of “Building with Nature” (BwN) oplossingen als alternatief voor of aanvulling op traditionele benaderingen. BwN oplossingen kunnen niet alleen bijdragen aan duurzaamheid en verhoogde omgevingskwaliteit, maar ook een kostenbesparend alternatief zijn voor dijkverhogingen. Zo kan vegetatie in de vorm wilgenbossen in de uiterwaarden langs rivieren of mangrovebossen aan de kust de hydraulische belastingen op achterliggende dijken aanzienlijk verminderen. Potentieel kan dit de kosten voor dijkverhogingen en dijkbekledingen beperken. Echter, op dit moment is er nog een aantal kennishiaten dat de toepassing van vegetatie in ontwerp, beheer en toetsing van waterveiligheid belemmert. Eén van deze hiaten is de effectiviteit van vegetatie in het reduceren van de hydraulische belasting op dijken onder extreme condities. Veldmetingen onder deze omstandigheden zijn vrijwel niet beschikbaar en de meeste schaalmodellen zijn ongeschikt vanwege schaaleffecten.
Echter, recentelijk is met de Deltagoot een mogelijkheid ontstaan om op ware schaal te kunnen testen, een unicum!

Doel van het project

1. Het kwantificeren van effecten van wilgenbossen op de hydraulische condities:
De effecten van wilgenbossen op de hydraulische condities worden in kaart gebracht door verschillende (maatgevende) golfcondities en waterstanden te simuleren. De condities worden zowel voor als achter het wilgenbos gemeten voor verschillende configuraties van de vegetatie (effect van stammen, effect van kruin, hoge dichtheid en lage dichtheid). Het wilgenbos is minstens 40 m lang met daarachter een stenen dijktalud.
2. Het kwantificeren van de invloed van wilgenbossen op hoogwaterveiligheid:
Voor hoogwaterveiligheid is van belang wat uiteindelijk de invloed van de vegetatie is voor de hydraulische belasting op een dijk. Hiertoe worden de golfoploop en –kracht gemeten met een laserscanner en drukopnemers voor de verschillende condities en configuraties van de vegetatie.
3. Het in kaart brengen van faalmechanismen voor wilgenbossen:
Er is onzekerheid over de robuustheid van de vegetatie onder extreme condities. Deze effecten worden onderzocht voor het faalmechanisme ‘breken’ (relevant voor levensduur) door het meten van belastingen op de vegetatie in de proef. Dit gebeurt met versnellingsopnemers bij de takken en drukopnemers bij de stammen. Bovendien wordt regelmatig de biomassa gemeten met een terrestial laser scanner.
4. Het valideren van golfreductie door vegetatie in numerieke modellen
Numerieke modellen, zoals XBeach en SWAN, voor interactie tussen golven, stroming en vegetatie worden gevalideerd aan de hand van de metingen.

Omschrijving van de activiteiten

Het project is opgeknipt in drie fases:
Fase I: Proef
Fase II: Analyse
Fase III: Valorisatie
Voor fase I en II wordt TKI-toeslag ingezet in 2018 (uit grondslag 2016). Voor fase III wordt TKI-toeslag ingezet in 2019 (uit grondslag 2017). De toeslag voor fase III wordt pas toegekend na goedkeuring tijdens een beslismoment in augustus/september 2018.
2018:
– Januari-april: Samenwerkingsovereenkomst opstellen en proeven voorbereiden
– April-juni: Proefopstelling opbouwen
– Juli: Proeven uitvoeren
– Augustus: Proefopstelling afbouwen
– Juli-oktober: Resultaten analyseren
– November-december: Meetrapportage

2019:
– Januari – juni: draft manuscript voor publicatie vakblad
– Januari – juni: Numerieke modellen valideren
– Januari – juni: Uitwerken praktijk case(s) HWBP
– Medio 2019: Publicatie (journal) paper(s)

Verwachte resultaten

Unieke inzichten in de effectiviteit van wilgenbossen onder extreme condities zowel in termen van reductie van de hydraulische condities als de bestendigheid van de vegetatie onder deze omstandigheden. Op basis hiervan kunnen de onzekerheden die hiermee gepaard gaan worden gekwantificeerd en gereduceerd. Met deze inzichten kan de praktische toepasbaarheid van vegetatie als integraal onderdeel van waterveiligheid worden vergroot.
Wat Wanneer (jaar)
Unieke meetdataset om reductie van golfhoogte, stormopzet en golfoploop door wilgen aantoonbaar te maken.
2018 (medio)
Meetrapportage (incl. analyse) 2018 (eind)
Validatiedocument van numerieke modellen die kunnen dienen als beslissingsondersteunende instrumenten 2019 (medio)
Publicatie(s) in vakblad 2019 (medio)

Innovativiteit

Het gebruik van Nature Based Solutions, zoals vegetatie voor dijken, is nog geen “standard practice”. Momenteel wordt de toepassing van waterveiligheidconcepten die gebruik maken van vegetatie en harde keringen belemmerd door kennisleemtes en onzekerheden. Met dit project wordt getracht een grote stap voorwaarts te zetten door een deel van deze kennisleemtes en onzekerheden weg te nemen om de toepasbaarheid van deze innovatieve oplossingen in de praktijk te vergroten.
Door de afwezigheid van metingen van de effectiviteit van vegetatie onder extreme omstandigheden, zijn de huidige state-of-the-art numerieke modellen niet gevalideerd voor dergelijke condities. De meetresultaten van dit project bieden mogelijkheid tot de validatie en verbetering van deze modellen, zodat deze kunnen worden ingezet voor ontwerp en toetsing van de effecten van vegetatie op waterveiligheid.

Valorisatie

De resultaten van dit onderzoek zullen direct toepasbaar zijn om de effectiviteit van houtige Nature Based Flood Defences voor golfbelastingreductie te kwantificeren. Wilgen kunnen representatief zijn voor andere (houtige) vegetatie: star (met stam) of flexibel (met kroon), waardoor de testresultaten wereldwijde toepasbaarheid hebben. Potentiele toepassingsgebieden zijn naast het rivierengebied in Nederland ook aan meren en kusten (te denken valt aan mangrovebossen wereldwijd). Het consortium bestaat uit verschillende partners binnen de Nederlandse waterbouwkunde sector, zodat ontwikkelde kennis en ervaringen gemakkelijk te vertalen zijn naar toepassingen in de praktijk. Betrokkenheid van publieke partijen zorgt ervoor dat de onderzoeksresultaten ook goed kunnen landen in wet- en regelgeving. Inpassing van de resultaten in internationale context is gewaarborgd door de contacten en inspanningen van Dr. Van Wesenbeeck in samenwerking met de Wereldbank en United Nations Development Program om Nature Based Flood Defences klaar te maken voor toepassingen in het veld.

Link naar projectresultaten…

Aanleiding van het project

Sediment waste of mine processes (tailings) as well as dredged sediments are deposited in dedicated deposits, or beneficially re-utilized to build new lands (e.g. Marker Wadden), to improve resilience of flood defences or enhance habitat restoration.
The ability to improve the prediction capabilities of the sediment deposition dynamics as well as the characterisitcs and properties of the resulting deposits (e.g. distribution of sand and mud, strength, total settlement and time scale) is critical to reduce cost and risk of these activities. Current knowledge and predictive tool is nowadays limited. This project aims to contribute to close this key knowledge and tool gap.

Doel van het project

One of the key challenges in Delta Technology is related to possibilities of building on and with soft material. Soft materials (e.g. from dredged material and mine tailings) can be reused to form robust water defences, enclosure dams and for land building. The material can be used to combat settlement in Sustainable Delta Cities, as a cost-effective material for flood defences, and as the basis for nature-based land reclamations like Marker Wadden. As such, \”Bouwen met Slib\” has been identified as an important innovation to strengthen the international position of Dutch engineering companies.
This project will deliver a new version of the numerical tool Delft3D to improve prediction of geometry and material properties distribution in fine sediments and disposal site deposits.

Uitgevoerde activiteiten

1) Data Collection and Analysis. Most of the data will be provided by COSIA. This will be integrated with literature and Deltares data.
2) Optimization of the current model in 2DV. This includes: a) comprehensive rheological model assessment (including literature and knowledge inventorization); b) implementation of the new relavant theory in Delft3D-1D; c) Implementation and improvement of Delft3D-2DV; d) upgrading Delft3D-slurry to main stream Delft3D
3) Verification of the new model against COSIA data.
4) Reporting, model delivery and preparation of a publication

Gerealiseerde resultaten

This project will inventorize and integrate current knowledge, embed it into the current numerical tool when appropriate, validate and test the new tool against industry data, deliver the tool as open source, and produce (at least) one conference publication.
Alongside the new model developments, the results of the project will provide an improved understanding of mine tailings and dredged sediment management and reuse. Through partners such as COSIA this will lead to an enhancement of international knowledge within the industry network.
This model will be able to be utilized by the Dutch partners (e.g. dredging industry or RWS) on large on-going soft sediment projects to improve accuracy of design and reduce risks and cost (e.g. MarkerWadden).

Innovativiteit

The behaviour of soft sediments and slurries in depots and land reclamations is surrounded by uncertainties. The availablility of new monitoring data and measurements will allow a major advance in our understanding of this behaviour and in the ability to model and predict its future properties.
This project will begin from state-of-the-art knowledge in this field. The available knowledge of rheology and sand settling processes will be further developed and included in the model, based on the newly available data. The resulting model will be the single model world-wide with 2D (potentially 3D) prediction capability of these processes.

Valorisatie

Project results in terms of software and documentation will be made available via the Deltares Open Source Software site:
http://oss.deltares.nl/web/delft3d

The theory developed will be part of the Master Thesis lectures at the Technical Delft University of the PI of the project (Dr. Arno Talmon). This material will also be disseminated by Deltares at short courses.

Project results will be presented at conferences (e.g. Delft Software Days, http://www.dsd-int.nl/)

Link naar projectresultaten…

Aanleiding van het project

De Nederlandse overheid heeft hoge ambities gesteld voor het verwijderen van asbest in diverse toepassingen. Vanaf 2024 mag niemand bijvoorbeeld nog een asbestdak hebben. Om deze ambities te realiseren, zijn grote kosten gemoeid, en veel van deze kosten gaan zitten in veiligheidsmaatregelen en storten. Methoden om de verwijdering en storten van asbest gemakkelijker en veiliger te laten plaatsvinden zouden tot grote kostenbesparingen kunnen leiden. Afvalverwerkende bedrijven zoals Van Gansewinkel kunnen hier een groot voordeel aan hebben.
Uit eerder onderzoek was bekend dat schimmels in staat zijn asbestvezels gedeeltelijk op te lossen. Dit vormde aanleiding om nader te onderzoeken of en zo ja hoe deze methodiek ingezet kan worden voor praktische sanering van asbestafval. Het project maakt deel uit van TKI innovatiethema Eco-engineering & nature based solutions.

Doel van het project

Antwoord geven op de vragen:
1. Hoe kan asbestcement beschikbaar worden gemaakt voor afbraak door schimmels?
2. Hoe kunnen asbestvezels die via afspoeling van asbestdaken in de bodem zijn terechtgekomen, worden afgebroken met behulp van schimmels?
3. Hoe kan kennis over afbraak van asbest met schimmels worden opgeschaald naar de praktijktoepassingen?

Omschrijving van de activiteiten

1. – Beoordeling van eerdere studies naar verkleinen van asbestcement met chemische en fysische methoden op basis van praktische uitvoerbaarheid, effectiviteit en kosten (literatuur);
– Opzetten van enkele kansrijke alternatieve methoden (desk studie);
– Korte pilotstudie van effectiviteit van deze methoden (lab studie).
2. – Beoordeling van omvang en risico’s asbest in bodem onder asbestdaken (literatuur studie);
– Opzetten van enkele kansrijke methoden methoden voor afbraak van asbest in bodem onder asbestdaken met schimmels (desk studie);
– Pilotstudie van effectiviteit van deze methoden (laboratoriumexperimenten).
3. – Samenvatting opgedane kennis afbraak asbest met schimmels (desk studie);
– Ontwerp van opschaling, identificatie van sleutelparameters die geoptimaliseerd dienen te worden (desk studie);
– Pilot studie opschaling asbestverwijdering met schimmels (lab studie).

Verwachte resultaten

1. Kennis van efficientie en kosten van gangbare en alternatieve mogelijkheden om asbestcement te verkleinen en zo beschikbaar te maken voor afbraak.
2. Kennis van efficientie en kosten van methoden om asbestvezels die via afspoeling van asbestdaken in de bodem zijn terechtgekomen, af te breken met behulp van schimmels.
3. Kennis van de optimalisering van de afbraak van asbest met behulp van schimmels in de praktijk.

Innovativiteit

Wereldwijd wordt er veel onderzoek gedaan naar kosteneffectieve afbraak van asbest, maar het blijkt bijzonder lastig om een oplossing te vinden. Vooral de combinatie van veiligheid, effectiviteit en niet te hoge kosten blijkt zeer moeilijk te bereiken. De hier gepresenteerde oplossing met schimmels is innovatief omdat deze met eenvoudige middelen op snelle en effectieve wijze asbest kan afbreken. Dit vereist wel een unieke combinatie van kennis, die bij de beoogde uitvoerders van dit project aanwezig is. Een succesvolle methode zou een doorbraak kunnen betekenen, omdat het een bijdrage zou leveren aan het zeer urgente probleem van de asbestafval problematiek in Nederland. Dit biedt zowel voor overheid als bedrijfsleven grote voordelen.

Valorisatie

In dit project wordt samengewerkt tussen onderzoekspartijen en afvalverwerkers.Voor de Nederlandse overheid is de methode zeer interessant omdat deze grote besparingen kunnen opleveren. De kennis is niet alleen in Nederland, maar ook in het buitenland toepasbaar.

Link naar projectresultaten…

Aanleiding van het project

The widespread use of open pond shrimp production systems in Thailand has resulted in periodic renewal and abandoning of production sites, which in turn has caused the destruction of 60% of its mangrove system and resulted in 1200 square kilometers of abandoned shrimp farms. Since 2012 Early Mortality Syndrome has caused losses of up to 80% of the yearly production of farms and total Thai production went down from 610.000 MT in 2010 to 250.000 Mt in 2014. Charoen Pokphand group (CP-group) is Thailands biggest producer, processor and exporter of shrimps. Through the mediation of Khoon Lim, CEO of Chungwha Plantage Handelsmij (CPHM), who is a close friend of Chairman and CEO Dhalin of CP-group, Wageningen UR has been requested to propose possible solutions for the EMS problem. In a number of meetings in 2013 and 2014 CP-group, CPHM and Wageningen UR concluded that a shift to a completely closed recirculation aquaculture system (RAS) as already applied in closed fish production, will probably be the most effective way to fight EMS. However, implementation of such new systems will take considerable initial investments on the part of the producers. To determine feasibility, a number of experiments was designed during the aforementioned meetings. Moreover, in 2014, Cargill joined the consortium because they see a great potential for a prebiotic they produce, to be applied in shrimp-based RAS.

Doel van het project

On the basis of the Wageningen UR Resource Use Efficiency paradigm the consortium wants to start a jump innovation in CP’s shrimp production by changing the current open pond system towards a recirculation aquaculture system (RAS). A RAS would enable far better veterinary controll, strong reduction of environmental emissions and water use as well as significant improvement of productivity. To show this potential, in this project 4 parallel experiments will be executed with different advanced feed formulas in experimental small RAS, that CP-group currently has in operation. The experiments will last a full outgrow period of 133 days. These goals contribute to the innovation theme’s “3.6 Water en Voedsel”, “3.9 Eco-engineering & natuire based solutions” en ” 3.11 Duurzaam gebruik van estuaria, Zeeen en oceanen” of the innovatieagenda TKI Deltatechnologie have a strong connection with Topsector Agro&Food.

Omschrijving van de activiteiten

Experiments will take place in the small-scale experiment RAS-facilities of CP Group in Thailand. The experiment will be conducted over the full shrimp outgrowth period of 133 days. The following milestones are proposed to facilitate this process: Month 1: Mission to Thailand. Startup meeting and preparation of experiments. Month 2: Mission to Thailand. Start of experiments. Expert meeting to produce overview of current state of affairs in Thai shrimp production. Month 4: Mission to Thailand. Midterm evaluation of experiments. Design workshop to elaborate roadmap for transition to RAS in shrimp production. Month 6: Mission to Thailand. Concluding evaluation of experiments. Consortium workshop to determine next steps.

Verwachte resultaten

Large scale implementation of RAS in shrimp will strongly reduce the space demand and negative effects on the aquatic eco- and coastal defence systems that this sector currently has by using the open ponds. A shift towards closed systems (RAS) will therefore greatly enhance opportunities to relieve and restore aquatic ecosystems. Dutch know-how and technology such as helophyte filtration and the building with nature approach will be able to support ecosystem restoration of these and abandoned ponds. For the large scale application of RAS, on the other hand, CP will need to apply among others greenhouse and controlled climate technologies and algae-filtering; businesses in which the Netherlands is leading. If the results of the experiments are positive, CP-group will start implementation of RAS-systems on commercial scale, for which CPHM and Cargill will become providers of essentail feed components. CP group will apply the RAS in other countries where they are active, like Chine, Vietnam and India. Because it is market leader in shrimp, it’s transition to a resource use efficient system will force other parties to do the same.

Innovativiteit

RAS are currently applied in fish production but only incidently in shrimp and only on an experimental base. Succesfull experiments in this project show the way to a major change in the sustainability and quality standards of shrimp production. Moreover, given the dominant position of CP group in the market, these new standards are likely to also be adopted by other players. CP-group is known to be an innovator in itself but also builds a big part of its success being an early adaptor of technologies in food production from industrialized countries. It is working towards closed systems and integrated chains in its other food business such as poultry, egg and pork production. Success in the present experiment will also strengthen the position of Wageningen UR as co-innovator for the other activities of CP-group. Cargill is expanding its business with feed provision for the aquasector, thereby introducing plant-based proteins and cereal-based prebiotics as alternative for fish meal.

Valorisatie

Knowledge is owned by Wageningen UR, according to general terms of Wageningen UR. It is foreseen that CP-group will be the first party to valorise the kwowledge. They have the power to invest and implement the necessary innovations that are expected to follow rapidly, its competitors will be forced to adopt similar practices to stay in business. General results of the experiments will be confidential for a period (duration to be agreed during the first project meeting, max 1 years) and will be published in general afterwards. Wageningen UR will ensure that its advisory role in this innovation will be explicitly communicated by all parties. Once the advantages of the RAS have been proven on commercial scale, the open pond system can be abandoned and activities to undo its negative consequences can be started. Government support and legislation can play an important role here.