Aanleiding van het project

Bedrijven en organisaties werken steeds meer aan het terugdringen van hun CO2-footprint onder aanleiding van de klimaatdoelen voor 2050. Emissies vanuit natuurlijke systemen worden vaak nog buiten beschouwing gelaten. Met het Innovatieprogramma Veenweide is er al veel onderzoek gedaan over de broeikasgasuitstoot van veenweide gebieden en hoe verschillende maatregelen deze emissies kunnen beperken.

Naast veengebieden krijgen ook watersystemen in de wetenschap steeds meer aandacht met betrekking tot broeikasgasemissies. Vooral zoetwatersystemen hebben het potentieel om hoge hoeveelheden van broeikasgassen uit te stoten. Extrapolatiestudies geven aan dat 3-16 % van de nationale methaan emissies enkel en alleen uit sloten afkomstig is (Kosten et al. 2018). De variatie in de emissies is echter groot. Recent onderzoek toont een verband tussen de aanvoer van nutriënten en omvang van de emissies. De systeemtoestand, spreek waterkwaliteit, blijkt een van de meest sturende factoren voor de broeikasgasproductie te zijn. Enerzijds is dit zorgwekkend, omdat veel wateren in Nederland voedselrijk zijn. Anderzijds biedt dit meteen oplossingsmogelijkheden, waarmee waterbeheerders reeds bezig zijn.

Via een onderzoekstraject (TTW-voorstel) zullen de daadwerkelijke emissies uit Nederlandse wateren verder onderzocht worden. Vanwege de urgentie van dit probleem, is naast het wetenschappelijk onderzoek ook een praktijkspoor van belang. Zo kunnen er in samenwerking met verschillende partijen snel eerste inzichten en handelingsperspectieven gevormd worden.

Doel van het project

In 2019 is door Deltares en Witteveen+Bos een pilotproject uitgevoerd, waarbij in samenwerking met drie waterschappen de broeikasgasuitstoot van vier meren onderzocht is. Daarnaast is een eerste poging gedaan om een model te ontwikkelen, waarmee waterbeheerders snel een eerste inschatting voor de uitstoot van watersystemen in hun beheergebied kunnen maken. Dit is echter nog een prototype-tool.
Op basis van de huidige wetenschappelijke kennis én inzichten van het pilotproject, kunnen we nu een bredere spoor van toegepast onderzoek uitvoeren. Hierbij dienen watersystemen met verschillende condities geanalyseerd te worden. Het doel is om gezamenlijk met waterbeheerders, provincies en/of natuurorganisaties een aantal case studies op te stellen. Hierbij zal de broeikasgasuitstoot van verschillende systemen aan de hand van metingen en modelleringen worden geanalyseerd. Door de resultaten van de cases met elkaar te vergelijken, wordt snel verdere kennis ontwikkeld en kunnen kansrijke maatregelen worden geformuleerd. Hiervoor is het nodig om veldmetingen in een aantal verschillende watersystemen (met verschillende trofiegraden) over meerdere jaren te meten. Zo kan een betere inzicht in de daadwerkelijke uitstoot verkregen worden die in ruimte en tijd sterk kan verschillen.
Met de verkregen informatie kan het prototype-model verder verbeterd en gevalideerd worden. Deze tool kan vervolgens in de markt toegepast worden om hotspots te identificeren. Zo worden doelgericht nadere analyses uitgevoerd in wateren die sterke broeikasgasemissie veroorzaken.
Voorlopig ligt de focus, zoals bij het pilotproject, op meren en plassen. Vervolgens kunnen mogelijk ook sloten worden onderzocht, die per eenheid relatief veel broeikasgassen uitstoten.
Zoals boven aangegeven draagt het onderzoek in eerste instantie bij aan MMIP B2 E11B. Doel daarin is de emissies van broeikasgassen te reduceren. Indien de binnenwateren niet meegenomen worden dan zal de beoogde reductie niet gehaald worden

Omschrijving van de activiteiten

Veldmetingen – Industrieel onderzoek:
– Deltares: veldmetingen
– Witteveen en Bos: veldmetingen, veldwerk management
– Radboud Universiteit: veldmetingen
– Waterschappen en Waternet: ondersteuning veldwerk (bootjes, consumables etc).

Data en monster analyses – Industrieel onderzoek
– Deltares: monsteranalyses in het lab
– Witteveen+Bos: data analyses
– Radboud Universiteit: monster en data analyses
– Waterschappen en Waternet: controle monster analyses, leveren extra data aan uit eigen monitoring

Modelontwikkeling – Industrieel onderzoek
– Deltares met Witteveen en Bos: verbetering model met nieuwe data
– Waterschappen en Waternet: review modellen

Publicatie – Industrieel onderzoek
– Allen: schrijven publicatie voor H2O

Verwachte resultaten

1 Gemeten broeikasgasemissie – elk jaar
2 Geïdentificeerde proxis – elk jaar
3 betrouwbaar model voor de inschatting van broeikasgasemissie – 2024
4 H2O publicatie – 2024

Innovativiteit

Het project BlueCan brengt ‘vergeten’ broeikasgassen in beeld, namelijk die uit onze watersystemen. Deze emissies kunnen aanzienlijk zijn: een plas van 100 hectare heeft uitgaande van de IPCC default waarden een uitstoot van 457 ton CO2-equivalenten per jaar. In de pilotfase is reeds een verband tussen de waterkwaliteit en de omvang van de emissie in beeld gebracht. Deze relatie is ook in het prototype-model opgenomen, wat nog nooit eerder modelmatig gedaan is.

In dit project willen we nadere kennis verkrijgen over de causale verbanden. Deze kennis is nodig om het model verder aan te scherpen. Door het valideren met veldmetingen kunnen we de betrouwbaarheid van het model toetsen om een goed-werkende tool in de markt toe te passen. Met deze kennis en modelberekeningen kunnen maatregelen gevormd worden die specifiek gericht zijn op het terugdringen van de broeikasgasuitstoot – waar tot op heden geen rekening mee gehouden wordt.

Kennis rondom de omvang van aquatische broeikasgasuitstoot en potentiële besparingen bieden de kans om de totale CO2-footprint significant te verminderen naast het nemen van maatregelen in de bedrijfsvoering.

Valorisatie

Overzicht van aquatische emissie in Nederland – Waterbeheerders, overheid, onderzoekinstituten, markt – Publiceren van de meetresultaten door Deltares en Witteveen+Bos

Kennisdocument over nieuwe inzichten van causale verbanden (proxis) – markt, onderzoeksinstituten, waterbeheerders – Updaten van STOWA Deltafact “Broeikasgasemissies uit zoetwater” met nieuwe kennis

BlueScan (model voor broeikasemissie berekeningen) – Markt, waterbeheerders – Deze tool wordt ontwikkeld door experts van Deltares en Witteveen+Bos en wordt via een website openbaar gesteld

H2O publicatie – Waterbeheerders, overheid – Alle partners in het consortium dragen hieraan bij

Link naar projectresultaten…

Aanleiding van het project

Water is een zeer belangrijke productiefactor in de landbouw. Te weinig water, of water van een slechte kwaliteit kan leiden tot productieverlies, zo-wel kwantitatief als kwalitatief. Te veel water kan hetzelfde effect hebben en kan bovendien de bedrijfsvoering ernstig hinderen. Door het veranderende klimaat zullen droogte en wateroverlast vaker gaan voorkomen. Dit kan ver-strekkende gevolgen hebben voor boeren, de voedselverwerkende industrie, de verzekeraars en de waterbeheerders. De vraag is wat hun individuele handelingsperspectieven zijn, en hoe deze integraal geoptimaliseerd kunnen worden.
Ontwikkelingen rond precisielandbouw en de inzet van digitale hulpmiddelen volgen elkaar in hoog tempo op. Steeds meer en gedetailleerdere gegevens zijn beschikbaar, afkomstig van bijvoorbeeld machines, sensoren, modellen en vanuit ‘citizen science’. Door de opkomst van data science en big data toepassingen kunnen gegevens uit meerdere bronnen steeds beter gecom-bineerd worden. Dit leidt tot nieuwe, interessante mogelijkheden, die kunnen bijdragen aan het optimaliseren van de bedrijfsvoering van landbouwbedrij-ven, toeleveranciers en afnemers. Voorbeelden van initiatieven hierin zijn nationale proeftuin precisielandbouw, AgroDataCube, BodemIndex, Berege-ningssignaal, Akkerweb,… Er zijn al verschillende hulpmiddelen die individue-le actoren ondersteunen, maar voorzien niet in terugkoppelingsmechanis-men die noodzakelijk zijn voor een integrale optimalisatie, die essentieel is om te komen tot een robuuster water- en voedselsysteem voor een groei-ende wereldbevolking in een veranderend klimaat.

Doel van het project

Het project Grow with the Flow zal een integraal monitoring- en voorspel-lingsplatform watergebruik en gewasproductie ontwikkelen dat bruikbaar is om op zowel lokale als regionale schaal de terugkoppeling te maken die nodig is om te komen tot beter inzicht in het watergebruik in de landbouw-sector. Daarvoor combineren we de nieuwste technologische ontwikkelingen op het gebied van ICT, grondwatermodellen, bodem-water-gewas-atmosfeer-modellen, satellietdata, sensoren, lokale intelligentie, slimme her-kenningstechnieken (AI) en data-assimilatie (sleuteltechnologieën data en ICT, meet- en detectietechnologie). Hiermee kunnen enerzijds agrarische ondernemers, voedselverwerkers en verzekeraars hun dienstverlening ver-beteren, processen optimaliseren en mogelijk kosten verlagen. Anderzijds krijgt de waterbeheerder door teruggekoppelde data van de boer (daadwer-kelijke beregening, stuwpeilen, sensoren en lokale intelligentie) beter inzicht in de actuele status van het bodemwatersysteem en de te verwachten vraag naar water. Zo kunnen ze efficiënter sturen, en beter inzicht geven in ge-maakte keuzes aan de stakeholders. Langere tijdseries vanuit meer diverse databronnen, gecombineerd met nieuwe technologieën zullen resulteren in meer inzicht in de werking van het bodemwatersysteem en verbeterde resul-taten van gewas- en watermodellen. Daardoor wordt watergebruik slimmer en efficiënter, resulterend in hogere gewasproductie.

De kern van het platform bestaat uit dataservices en modellen, geïntegreerd in een operationele DELFT-FEWS omgeving. Er wordt voortgebouwd op het prototype dat in 2018 is ontwikkeld. Daarin is in 2018 al een deel als prototy-pe ontwikkeld. Het mist nog wel cruciale onderdelen zoals terugkoppelings-mechanismen die noodzakelijk zijn voor een integrale optimalisatie. Ook verbetering aan data en modellen is noodzakelijk voor optimaal gebruik.
De concrete onderdelen die in dit project ontwikkeld worden zijn:
• Slim beregenen en beheer van beschikba

Omschrijving van de activiteiten

WP 1: Ontwikkeling platform:
Ontwikkeling businessplan en governance
Review platform proof of concept 2018
Architectuur platform verfijnen verbeteren
Hardware requirements
Uitbreiding datafeeds (data en modellen)
Feedback loop opzetten van data boer naar model
Uitbreiding workflow voor aansluiting wensen boeren
Validatiescripts data
Inrichting hardware Industrieel:
Innovatief complex platform dat met een geheel nieuwe feedback loop informatie van verschillende gebruikers moet stroomlijnen. Het is een innovatief open platform waarvoor we dienen te onderzoeken en testen welke architectuur het meest geschikt is voor de verschillende type gebruikers. Zo’n operationeel platform met communicatie tussen boer en waterschap is uniek en wordt schaalbaar opgezet
WP 2+3: use cases
Review farmersapp
Selectie geschikte locaties en boeren
Ontwikkeling versie 1.0
Feedback van boeren in het veld en waterschappen
Ontwikkeling versie 2.0 Industrieel:
Onderzoek met boeren en waterschappen naar geheel nieuwe toepassingen waarin ze met elkaar kunnen communiceren door uitwisseling van data. Het op deze unieke manier samenbrengen van verschillende gebruikers, kennis en data in een nieuwe innovatieve applicaties is schaalbaar naar andere gebieden
WP 4: modellen en datatechnologie
Actualisatie IMOD-METASWAP-WOFOST model Aa en Maas
Ontwikkeling Azure model Vallei en Veluwe
Inbouw model Vallei en Veluwe (incl koppeling WOFOST)
Aanpassingen WOFOST adapter
Tuning koppeling WOFOST tbv operationeel voorspellen
WOFOST uitbreiden voor meerdere gewassen
Operationeel FEWS inrichten bij waterschappen incl ontsluiten van relevante data naar GwtF platform
Validatie model aan lokale metingen van de boeren
Opzet data-assimilatie Remote sensing
Integratie lokale metingen, RS en modellen
Inventarisatie toepassingen data science (mogelijkheden IBM WATSON) Industrieel:
• Onderzoeken en uitbreiden van de nieuwste modelconcepten op koppelingen tussen la

Verwachte resultaten

Het project levert door het op gebiedsniveau afstemmen van aanbod en vraag een belangrijke bijdrage aan de Nederlandse klimaatbestendigheid, en draagt bij aan efficiëntere bedrijfsvoering van de betrokken partijen. Voor de boer biedt het inzicht in de huidige en verwachte omstandigheden van het gewas en de vochttoestand van de bodem, waarmee hij beter in staat is om beslissingen te nemen om bijvoorbeeld wel of niet te beregenen en tussen percelen te prioriteren, of om wel of niet het land op te gaan voor werk-zaamheden om bijvoorbeeld structuurbederf te voorkomen. Een waterschap krijgt beter inzicht in de toestand van het watersysteem en kan hierop beter gefundeerd handelen, en beter uitleggen waarom bepaalde maatregelen (bijvoorbeeld een beregeningsverbod) noodzakelijk zijn. Ook is het water-schap erbij gebaat dat grondgebruikers goed zorgen voor hun bodem, aan-gezien een gezonde bodem veerkrachtiger is en bijvoorbeeld bijdraagt aan minder wateroverlast en een betere waterkwaliteit. Voor verzekeraars is het van belang dat boeren kunnen blijven ondernemen. De applicatie helpt hier-bij en ondersteunt maatschappelijk verantwoord ondernemen. De verzeke-raar krijgt daarbij meer inzicht in het risicoprofiel van klanten en kan met deze informatie nieuwe diensten ontwikkelen. De voedselverwerkende indu-strie krijgt beter inzicht in de verwachte kwantiteit en kwaliteit van de oogst. Dit is van belang voor procesoptimalisatie en de productieplanning. Daar-naast ondersteunt de applicatie duurzame productie, een van de speerpun-ten van de sector.

Dit project is zeer relevant voor de missie Landbouw, Water en Voedsel: Nederland is in 2050 klimaatbestendig en water-robuust (klimaatbestendig landelijk en stedelijk gebied), en draagt bij aan bij de missie: in 2030 is in de land- en tuinbouw het gebruik van grondstoffen en hulpstoffen substantieel verminderd (Kringlooplandbouw). Bewustwording van de beperkte beschik-baarheid van hulpbronnen, waar water er één van is, is van

Innovativiteit

Er wordt, ook in de landbouw, volop geëxperimenteerd met methodes en technieken om big data te analyseren en verwerken, en om Artificial Intelligence en machine learning toe te passen. Dit levert ook al wel veelbelovende resultaten, die zeker de potentie hebben om bij te dragen aan een betere, duurzamere landbouw. Het operationeel toepassen van zulke nieuwe technieken in de praktijk en met name het effectief integreren ervan in al lopende bedrijfsprocessen is echter geen sinecure, en staat zeker nog in de kinderschoenen. Naast kennis van de processen van verschillende stakeholders op verschillende gebiedsschalen is hiervoor een brede scala aan technische expertise vereist, bijvoorbeeld op gebied van moderne data infrastructuren, data standaarden en uitwisselingsprotocollen, modellen en modelkoppelingen, big data analyse, machine learning etc. Veel simulatiemodellen die voorhanden zijn, en die een onmisbaar onderdeel zijn als basis voor integraal waterbeheer, hebben (nog) te weinig mogelijkheden om snel met nieuwe data- en kennisbronnen te integreren. Het gebruik van een modellen raamwerken als FEWS helpt bij de snelle koppeling van modellen en flexibele inzet daarvan. Echter, ook daar zijn aanvullende concepten en innovatieve datakoppelingen nodig om nieuwe datastromen en kennis te kunnen verwerken. We denken dat dit alleen mogelijk is door een goede en brede vertegenwoordiging van experts vanuit gebruikers, data leveranciers, ICT en model experts en water- en landbouwonderzoek bij elkaar te brengen.
Het project is georganiseerd in 5 werkpakketten.
1. Ontwikkeling platform (2020-2021)
2. Use case agrarisch bedrijf (2020-2021)
3. Use case waterbeheer (2020-2021)
4. Modellen en Datatechnologie (2020-2021)
5. Monitoring (2020-2021)

Per werkpakket is een beoogd trekker aangewezen. Het project wordt geleid door een kernteam dat op zijn beurt verantwoording aflegt aan een stuurgroep. Deze stuurgroep wordt gevormd door afgevaardigden van de deelnemende partners

Valorisatie

De resultaten van Grow with the Flow zijn relevant voor vele partijen die actief zijn in de agrarische keten en in het waterbeheer. De beoogde gebrui-kers op de korte termijn (1-2 jaar) zijn de betrokken partners en de bij hen aangesloten boeren. We starten met een kleine groep boeren die toeleve-rend zijn aan LWM en Achmea. Op middellange termijn (2-5 jaar) sturen we op aansluiting van meerdere nieuwe partijen. Dit betekent meer water-schappen, resulterend in een grotere gebiedsdekking. Via deze grotere dek-king en door brede disseminatie van de resultaten en producten van het project verwachten we dat Grow with the Flow ook relevant en aantrekkelijk wordt voor een bredere groep van verzekeraars, voedselverwerkende be-drijven en bijvoorbeeld ook bedrijfsmanagement systemen.
Technisch en operationeel wordt dit “groeimodel” gefaciliteerd door de open opzet van het platform. Dit geldt voor de ontwikkelde kennis en software, maar ook voor de gebruikte architectuur die open en schaalbaar wordt op-gezet en gebaseerd zal worden op breed gebruikte standaarden. Procesma-tig werken we in het traject nauw samen met een koplopergroep van gebrui-kers, aan voor hen relevante use cases. Daarnaast zullen we voor nieuwe gebruikers een cursus organiseren, georganiseerd door een betrokken pri-vate partij. Hiervoor zullen wij in eerste instantie gebruik maken van de net-werken van LWM en Achmea. Deze partijen zullen gedurende het project actief hun klanten benaderen.
Binnen het project zijn de disseminatie en valorisatie activiteiten onderdeel van de werkpakketten. Hiermee sluiten we nauw aan op het iteratieve ont-wikkelproces met gebruikers en organiseren we bredere disseminatie rond-om de daarin opgenomen gebruikerstesten en demonstraties, waar mogelijk op locatie bij gebruikers. De communicatie naar studiegroepen van branche-organisaties stemmen we zorgvuldig af met de projectpartners. Door de communicatie en disseminatie op deze wijze breed op te zetten, en daarbij bruikba

Link naar projectresultaten…

Aanleiding van het project

Wereldwijd staan zoetwatervoorraden onder druk door een steeds hogere vraag en afnemende waterbeschikbaarheid. In kustgebieden wordt deze druk verhoogd door verzilting, onder andere door zeespiegelstijging, bodemdaling en overexploitatie van het beschikbare zoete grondwater.
In West-Nederland is oppervlakte water de belangrijkste bron van drinkwater (na duininfiltratie of oeverfiltratie), maar deze bron staat sterk onder druk van onder andere van organische microverontreinigingen. Bovendien wordt een verhoging van de drinkwatervraag verwacht door toename van de bevolking. Brak grondwater is een interessante alternatieve bron en aanwezig in diepe polders en rond duingebieden. Bovendien kan door het afvangen van de brakke kwel de zoutvracht naar de polders verkleind worden.
In het Westland is voldoende gietwater voor tuinders cruciaal en kan ondergrondse opslag van het neerslagoverschot zorgen voor verzoeting van het grondwater. Tegelijkertijd kan dan in de bassins het neerslagoverschot opgevangen worden om zo wateroverlast te voorkomen.
In Rotterdam wordt grootschalige inzet van de ondergrond ten behoeve van klimaatadaptatie gezien als belangrijk strategie. Overtollig regenwater kan snel en lokaal worden afgevoerd naar het grondwater en later gebruikt worden.
COASTAR is een van de hoog-geprioriteerde thema’s binnen het TKI Watertechnologie en is expliciet genoemd in de Kamerbrief van het Ministerie van EZK ‘Naar een missiegedreven Innovatiebeleid met Impact’ van 13 juli 2018.
Op 18 mei 2018 is een COASTAR-intentieverklaring ondertekend door elf organisaties: Provincie Zuid-Holland, Hoogheemraadschappen Delfland en Rijnland, Waterbedrijven Dunea, Evides en Oasen, LTO Glaskracht en de vier initiatiefnemers Allied Waters, Arcadis, Deltares en KWR. De gemeenten Westland, Rotterdam en het Ministerie van Infrastructuur en Waterstaat zijn later aangehaakt. De partijen committeren zich om gezamenlijk te zoeken naar een verbetering van de zoetwatervoorziening en

Doel van het project

Het uiteindelijke doel van COASTAR, op langere termijn, is het oplossen van (zoet)water en waterbeheer vraagstukken in de Nederlandse delta, die tevens als referenties dienen voor toepassing in delta- en kustgebieden wereldwijd. Na het uitgevoerde onderzoek met als doel de ontwikkeling van de nieuwe COASTAR maatregelen en na positieve besluitvorming moeten COASTAR-oplossingen worden meegenomen als kansrijke maatregelen in het Regeringsbesluit Uitvoeringsprogramma Deltaplan Zoetwater in het voorjaar van 2021. Daarmee worde de maatregelen opgenomen en ingebed in nationale uitvoeringsprogramma’s.
De doelen van dìt TKI-project zijn
1. Planmatig onderzoeken van de haalbaarheid en effecten van de COASTAR-maatregelen, zodanig dat besluitvorming plaats kan vinden voor het toetsen van de maatregelen in de praktijk in pilots (buiten dit TKI project);
2. dat, bij positieve resultaten en besluitvorming, de COASTAR maatregelen daadwerkelijk als kansrijke maatregel in het Deltaprogramma kunnen worden opgenomen;
3. dat zicht is op de totale bijdrage die COASTAR kan bieden aan een robuuste watervoorziening en bij het tegengaan van verzilting, wateroverlast en droogtebestrijding in Nederland;
4. en dat internationale kansen zijn geïdentificeerd voor verdere ontwikkeling van COASTAR.

Omschrijving van de activiteiten

Het COASTAR programma is opgebouwd aan de hand van drie onderdelen (A – C), die elk zijn onderverdeeld in afzonderlijke werkpakketten. Zie organogram. Centraal in het programma staan vier concrete cases. Uniek aan elk van deze cases is dat meerdere watervraagstukken in gezamenlijkheid worden aangepakt, cross-sectoraal. Als voorbeeld: de Westland casus vormt een mogelijke oplossing voor wateroverlast tijdens piekbuien, verzilting van het grondwater én voorziet in duurzame en continue levering van voldoende gietwater voor de glastuinbouw.
Beschrijving van de onderdelen en de cases staat weergegeven in de bijlage A (‘Bijlage A – Samenvatting projectplannen COASTAR.docx’).
Een overzicht van geplande acties van het hele COASTAR programma inclusief tijdspad, producten en valorisatie wordt weergegeven in Bijlage B (‘Bijlage B – planning acties en producten.xlsx’, sheet ‘acties producten planning’).

Verwachte resultaten

De overall producten van dit COASTAR programma zijn:
1. Planmatig onderzoek voor de ontwikkeling, toepasbaarheid en impact van vier innovatieve, grootschalige concepten voor waterbeheer, watervoorziening en waterverdeling in Laag-Nederland, als voorbeeld voor adaptatiestrategieën in kustgebieden wereldwijd.
2. Methodiekontwikkeling voor de kwantificering en afweging van de effecten en impact van de maatregelen op zowel regionale als landelijke schaal.
Een overzicht van geplande acties van het hele COASTAR programma inclusief tijdspad, producten en valorisatie wordt weergegeven in Bijlage B (‘Bijlage B – planning acties en producten.xlsx’, sheet ‘acties producten planning’).

Innovativiteit

COASTAR kiest voor een cross-sectorale benadering van watervoorziening en –beheer, waarbij watervraagstukken in gezamenlijkheid worden aangepakt. Het huidige waterbeheer is twee dimensionaal en sterk afhankelijk van het hoofdwatersysteem (aanvoer oppervlakte water). In droge perioden staat dit systeem onder druk en kan ternauwernood voldoende zoetwater worden aangevoerd. In natte perioden laat Nederland kostbaar zoet water ongebruikt weglopen. Slechts op kleine schaal wordt zoetwater tijdelijk opgeslagen voor later gebruik of brakwater strategisch gewonnen.
COASTAR benut juist de potenties van de ondergrond – als aanvulling op die van het hoofdwatersysteem – voor zoetwaterbeheer in Laag-Nederland. COASTAR is innovatief vanwege de schaalgrootte en de cross-sectorale benadering van zoetwaterbeheer. COASTAR biedt hiermee een 4-D oplossing voor zoetwatervoorziening in ruimte én tijd.

Valorisatie

Een overzicht van geplande acties van het hele COASTAR programma inclusief tijdspad, producten en valorisatie wordt weergegeven in Bijlage B (‘Bijlage B – planning acties en producten.xlsx’, sheet ‘acties producten planning’).

Link naar projectresultaten…

Aanleiding van het project

Sinds de start van JIP HaSPro (fase I) is enerzijds het aantal aangesloten bedrijven flink gegroeid (van 10 naar 20) en tevens zijn er een aantal (recente) ontwikkelingen in de offshore wind, waar het consortium graag op inspeelt:
1. Kabelbeschermingen
Een groot deel van de verzekeringsclaims (80%) heeft te maken met kabelschades; een significant deel hiervan is terug te herleiden tot kruisingen met andere infrastructuur, waar de kabel vaak aan het oppervlak van de zeebodem komt. Kabelbeschermingen moeten hier zowel de kabel beschermen, als een minimale impact op de morfologie van de omliggende zeebodem hebben. Omdat de (financiële) gevolgen van een kabelbreuk gigantisch zijn (geen energie-opbrengsten voor een periode van enkele maanden) is de financiële impact van beter ontworpen kabelkruisingen enorm. Daarnaast zal met de toename van offshore energie en bijbehorende kabelverbindingen het aantal kabel-kruisingen met andere (cruciale) lijninfrastructuur (gasleidingen, datakabels en andere electra-kabels) in de toekomst alleen maar toenemen.
Het uitbreiden van de huidige scope van Fase-I met de nieuwe scope is ook kosten-efficiënt, omdat we grotendeels dezelfde testfaciliteiten en testopstellingen kunnen gebruiken;
2. Ecologische meerwaarde
Recente biedingen op nieuwe offshore windparken lieten zien dat de afhankelijkheid van overheidssubsidies snel afneemt. De eerste “nul-subsidie”-biedingen zijn recent in Duitsland gedaan. Dit betekent dat de evaluatie van de verschillende biedingen niet meer alleen op basis van benodigde subsidie zal gebeuren, maar ook op andere criteria. Eén daarvan zal waarschijnlijk de kwaliteit/meerwaarde van het windpark worden. Dit betekent dat het toevoegen van een ecologische functie aan een windpark interessant wordt voor ontwikkelaars en EPC-aannemers. Bodem- en kabelbeschermingen lenen zich goed voor een duo-functie door het gebruik van doorgaans natuurlijke materialen en het creëren van habitat-diversiteit (denk bijv. ste

Doel van het project

Het doel is om te komen tot een op wetenschappelijke basis gefundeerde ontwerpmethodiek voor verschillende bodem- en kabelbeschermingsmethoden. Hierbij is het uitgangspunt, dat er geen methode bestaat die onder alle omstandigheden optimaal is. Daarom liggen er kansen voor alternatieve en innovatieve methoden.
De verschillende methoden worden geëvalueerd op hydraulische stabiliteit, morfologische effecten, duurzaamheid en (als deze aanvraag wordt goedgekeurd) ook op ecologische effecten / meerwaarde.
Door met de hele waardeketen (van energiebedrijf tot aannemer, van ontwerper tot leverancier) via een wetenschappelijke methode uiteindelijk een richtlijn (‘Recommended Practice’) te ontwikkelen garanderen we dat de resultaten breed gedragen zullen worden door de industrie en een korte “lead time” tot toepassing in de praktijk zullen hebben.
Naast de richtlijn wordt er een database met modelresultaten (waaraan in een latere fase veldmetingen kunnen worden toegevoegd) ontwikkeld en gedeeld via de “Deltares Experiment Viewer” met alle participanten. Tevens wordt er een “Scour and Cable Protection Design Tool” ontwikkeld en wordt alle kennis gerapporteerd in een “Digital Handbook Scour and Cable Protection Methods” via een interactief platform, waar alle partners aan meewerken.
Kostenbesparing
Hiermee dragen we niet alleen bij aan beter ontworpen windparken en offshore kabels, maar reduceren we ook aanlegkosten in de bouwfase (CAPEX = Capital Expenditures) en verlagen we kosten en risico’s in de operationele en onderhoudsfase (OPEX = Operational Expenditures). De Levelised Cost of Energy kan met 1 tot 1.5% gereduceerd worden. Voor Nederland alleen leidt dat tot 2023 al tot een kostenbesparing van 20-40 miljoen euro (dit is nog exclusief het verminderde aantal verwachte kabelbreuken; dit risico zit niet in het gebruikte kostenmodel). Deze hoge kostenbesparingen zijn te verklaren uit het grote aantal windturbines dat offshore geplaatst gaat worden.

Omschrijving van de activiteiten

2017
Schaalmodeltesten van “cable crossing methods” op kleine schaal (Scheldegoot), medium schaal (Atlantic Basin) en grote schaal (Deltagoot). Ecologische oplossing zullen voornamelijk op grote schaal (Deltagoot) getest worden door ingewikkelde schaalbaarheid.
2018
Laatste modeltestprogramma (Atlantic Basin), analyse resultaten, bouwen van database, die ontsloten wordt via de “Deltares Experiment Viewer”, ontwikkelen van “Scour Protection Design Tool”
2019
Opleveren “Scour Protection Design Tool”; afronden Digital Handbook en Recommended Practice for Industry; aanbevelingen voor “ecologisch-vriendelijke” beschermingen.

Verwachte resultaten

 Database met modeltestresultaten
 Deltares Experiment Viewer om Database te visualiseren
 Software: “Scour and cable protection design tool”
 Digital Handbook
 Recommended Practice
 (na geheimhouding): wetenschappelijke publicaties
Na dit project liggen er mogelijkheden voor een follow-up in vorm van een “veld-validatie”-campagne, waarin middels analyse van veldmetingen de ontwerpregels kunnen worden gevalideerd.

Innovativiteit

JIP HaSPro bevat vele innovatieve aspecten, waaronder (maar niet uitputtend):
 Innovatieve bodem- en kabelbeschermingsmethoden, die heel systematisch gevalideerd worden door op verschillende modelschalen te testen;
 Ontwerpsoftware en -richtlijnen (die nu nog niet bestaan);
 3D-database van modeltestresultaten, die via een 3D-viewer en een Augmented Reality App (selectie van resultaten) gevisualiseerd kan worden;
 Integrale benadering “hydrodynamica – morfologie – ecologie”, waardoor ecologisch-vriendelijke beschermingen kunnen worden getoetst tegen hydrodynamische en morfologische criteria;
 Interactieve manier om met 20 industriële partners een breed gedragen handboek en offshore standaard te ontwikkelen;
 Modeltesten op de grootst mogelijke schaal in de wereld (Deltagoot-testen)

Valorisatie

 Met het HaSPro-consortium worden er gemiddeld drie keer per jaar voortgangsbijeenkomsten gepland, waarin de voortgang in de verschillende werkpakketten aan elkaar wordt gepresenteerd. Door de grootte van het consortium stroomt kennis dus tijdens het project al vrijwel de gehele industrie in.
 Op TKI-bijeenkomsten geven we tussentijdse presentaties.
 De Recommended Practice zal zo gauw de finale versie is afgerond beschikbaar worden gesteld via de DNV GL website.
 Na het project zullen er diverse publicaties worden geschreven.
 Na de geheimhoudingsperiode wordt ook het Digital Handbook openbaar. De software zal tegen een redelijke onkostenvergoeding uitgeleverd worden aan geïnteresseerde partijen.

Link naar projectresultaten…

Aanleiding van het project

Dams are critical components of the infrastructure in India. There are 5187 large dams in India (4839 completed and 348 under construction). Many of these structures are old, maintained poorly and the knowledge on their actual safety and state of operation is limited. The dams are aging further, but are also facing different circumstances than when designed, often decades or more ago. India has a long history of dam failures, a recent breach happened in 2009 in the Moolathara Dam in Kerala state.
The water reservoirs behind these dams are of vital importance to the cities and urban areas in India. They provide water for irrigation of the land, are used to generate electricity and offer protection against flooding. Reservoirs are used to regulate water distribution for domestic and industrial use.

Doel van het project

The overarching goal of the pilot project on a reservoir dam in Tarnataka is to enhance dam safety and water management in India and so to strengthen the position of the Dutch water sector. It involves demonstration of innovative solutions. The time span of the project is 20 months involving a 9 months operational period of demonstration. Reservoirs and dams have many purposes: (i) dams protect the urban areas against flooding (KIC floodrisk management) , (ii) the reservoirs are used for the production of electricity (KIC water and energy), (iii) the water in many reservoirs is also used for irrigation of the land for food prroduction (KIC water and food) and (iv) the water is regulated in a river basin by a serie of reservoirs and dams and so facilitate water distribution for domestic and industrial use (KIC water management).

Omschrijving van de activiteiten

This overarching goal is achieved by delivery of the following set of actions:
1. To demonstrate tools that forecast reservoir inflow and outflow, increasing reservoir performance and more controlled release of water in the environment.
2. To demonstrate innovative tools for assessment of the dam condition resulting in optimization of Operation and Maintenance (O&M).
3. To demonstrate innovative tools for rapid and risk based assessment of dam safety in order to provide information for emergency response.
4. To receive local staff and students in the Netherlands for training and capacity building.
5. To organise open sessions during the project with stakeholders, end-users and the wider water and dam safety community in order to discuss plans and to actively disseminate project results, e.g. during the yearly national dam safety conference in India.
6. To increase cooperation between the consortium partners, not only on a technical level but also in using our combined relation network and marketing approach.
7. To identify in-depth the potential for application and up scaling.
8. To reach out to new end-users in India during and beyond the project in order to generate business.

Verwachte resultaten

D1.1 Mission report including inception meeting
D1.2 Minutes of videoconferences with stakeholders
D1.3 Mission report including workshop
D1.4 DAMSAFE website
D1.5 Application report and roadmap for up scaling
D2.1 Risk informed dam safety assessment report
D2.2 Report on recommendations for O&M
D2.3 Joint conference paper ICOLD 2018
D3.1 Supply and installation of in-situ monitoring stations
D3.2 Installation report monitoring system
D3.3 End report monitoring system
D4.1 Internet portal dam deformation for 9 months
D4.2 End report dam deformation measurement
D5.1 Operational stand-alone FEWS for 9 months
D5.2 FEWS user report
D5.3 Joint paper 4th national dam safety conference

Innovativiteit

In India the application of in-situ monitoring of dams and reservoirs and the use of aerial or satellite photo images is progressing. However, satellite SAR imaging and the use of numerical modelling to forecast behaviour (risks, safety) of the system, including data-model integration is still very limited. For India the DAMSAFE consortium is bringing a number of new technologies to the table that have been developed and proven elsewhere. The innovation consists of (i) integrating these different technologies (i.e. PS-InSAR, in-situ monitoring, risk modelling and FEWS software) into solutions, (ii) demonstrating the technologies in India that are proven technology in other countries (e.g. USA, Spain and the Netherlands) and (iii) applying the technologies across different sectors (i.e. from dike to dam).

Valorisatie

The ambition of the DAMSAFE partners is to use this pilot project as a starting point for a long-term cooperation to generate more business in the Indian water (reservoir) sector. The focus is on the integral solutions the companies Royal Eijkelkamp, SkyGeo and iPresas will demonstrate to the customers in this sector. The role of Deltares as a research organisation is to support the companies with the needed integrating, enabling technologies in accordance with our open source software strategy. Deltares has been involved in a number of projects in India, e.g. the water resources management of the Ganges basin (funded by the WB), the Dam Rehabilitation and Improvement Project (DRIP) funded by the WB, policy and technical assistance on operational research to support mainstreaming of integrated flood management under climate change (funded by ADB and UKaid), consultancy services for conducting river behavioral analysis in the Kosi river basin and beach erosion studies for Visakhapatnam. Given the larger scope in the on-going Dam Safety project (US$ 300 million, still to be spent more than half), the National Hydrological Project (WB funded budget of US$ 545 million for 8 years of project duration) and other projects and endeavors in the pipeline, there is a window of opportunity to demonstrate the innovative solution the Netherlands have to offer and, by sharing the results, to strengthen the position of the whole Dutch water sector. Valorisation consists of (1) the demonstation of solutions in the pilot project on an actual dam and reservoir in Karnataka and (2) our knowledge dissemination strategy involving a DAMSAFE website, conference papers, report of 2 missions to India, report, technical reports and the end workshop with stakeholders and the wider community. The follwong groups of end-users have been identified (1) the water resources departments and electricity boards of the 7 states participating in DRIP, the other states in India and other countries facin

Link naar projectresultaten…

Aanleiding van het project

Sediment management in hydropower dams is of crucial importance, both for economic as ecologic reasons. Sedimentation in reservoirs may lead to loss of active storage and blockage of the inlets and consequently loss of economic value. For the ecological value (e.g. fish habitat) a proper mix of sediment is important. Many hydropower companies around the world are therefor interested to improve the sediment management of the reservoirs. J-Power, the largest electric utility in Japan, is actively seeking to jointly develop knowledge and techniques to improve their gate operation for better management of the sediment trapped in the reservoirs and spread of sediment downstream.

Doel van het project

Expand the knowledge on sustainable sediment management in reservoirs and generate generic tools, like numerical models (Delft3D). With these knowledge and tools reservoir operators can be advised on how to optimize their sediment management.
In the current project the Funagira dam will serve as a case study on how the gate operation can help to improve the sediment management. Currently the gate operation is optimized by trial and error. By setting up a numerical model (Delft3D), including the gate operation (Real Time Control Module (RTC)), the gate operation pattern can be optimized.
The case study will be elaborated to investigate:
– the mobilization of sediment in the reservoir in the upstream part (lifetime of the reservoir).
– the influence of the jet of water coming across the dam on sediment transport downstream (erosion sedimentation problems downstream)
– behaviour and sorting mechanisms of graded sediment (ecological purposes).

Uitgevoerde activiteiten

1. Literature survey on sediment management in reservoirs.

2. Case study Funagira dam:
Numerical model setup and runs to study the influence of the gate operation pattern on the sediment flow through the dam and the sediment behaviour downstream (NB. Results will be compared with scale model tests and field data).

3. Improve the numerical tools by including the dam operation (Delft3D and RTC) for modelling the behaviour of sediment up- and downstream of hydropower dams.

4. Study on the mobilization of sediment in the reservoir, the flow over the dam and the sorting mechanisms downstream of the dam.

Gerealiseerde resultaten

Numerical model with which sediment behaviour in the reservoir, across the dam and downstream of a hydropower dam can be studied for different gate operations. This will be done with Delft3D in combination with the RTC module.

Scientific paper on the results, together with JPower and to be presented in one of the international conferences (e.g. International Symposium on River Sedimentation, ICOLD annual meeting, Hydro conference, RCEM)

Animations to provide insight on the sediment behaviour across and downstream of the dam

PS. J-Power and Deltares (previously WL-Delft) have a long collaboration of 15 years. In March a meeting will be held on continuation of this collaboration. A TKI grant will help to further strengthen and improve the collaboration, which gives the ideal opportunity to combine their field data and scale model results with our numerical modelling tools.

Innovativiteit

State of the art models that simulate the complex sediment behaviour around hydropowerdams in combination with the gate operation rarely exist. Setting up models which can simulate all these aspects and by improving the modelling suits (Delft3D and RTC module), we will be 1) at the forefront of modelling sediment in hydropower dams and reservoirs 2) able to train operation managers how to optimize their dam operation. These models and knowledge can subsequently be generalized and used in future projects on sediment management in reservoirs.

Valorisatie

Results will be published in a scientific paper, together with JPower. The knowledge will furthermore be shared with the client/ dam operators via reports, movies and possibly trainings. As Delft3D is open source, all improvements made for modelling sediment behaviour in reservoirs will automatically be available to the world wide community of Delft3D. Last but not least, gate operation managers can optimize their gate operation for better sediment management based on the knowledge and models from this project. Optimizing the sediment management will reduce maintance costs and may improve the ecological values downstream, for the Funagira (this project) and other hydropower dams (future projects).

Link naar projectresultaten…