Dit onderzoek richt zich op het ontwikkelen van kennis en technologie voor AGWP om inzicht te krijgen in de effectiviteit van dergelijke systemen, waarbij zowel het functioneren van de systemen als de impact op de omgeving wordt beschouwd. Daarbij wordt de impact in het openbaar gebied en op private percelen beschouwd.
Met deze kennis kunnen we de maatregelen in het AGWP optimaal vorm geven en ook grootschaliger inzetten en kunnen we inzicht krijgen in de bijdrage die deze systemen kunnen leveren aan klimaatrobuust waterbeheer in stedelijk gebied. Daarbij vergroten we het inzicht over wat een dergelijk systeem van het stedelijk waterbeheer vraagt, zowel kwalitatief, kwantitatief als organisatorisch.

Aanpak

Door op een drietal locaties actief grondwaterpeilbeheer te evalueren en verder te optimaliseren werken we toe naar een robuust en klimaatadaptief systeem. Hierbij wordt inzicht verkregen in de effectiviteit. Voor het functioneren wordt nadrukkelijk gekeken naar duurzaamheid, fysieke en organisatorische onderhoudbaarheid en sturingsmogelijkheden van dit type systeem in stedelijk gebied. Door middel van (aanvullende) continue of regelmatige monitoring kan ook het waterverbruik en de impact op de omgeving geanalyseerd worden en kunnen de effecten van actief ingrijpen in het grondwaterpeil gemeten worden; beperken bodemdaling , voorkoming van schade aan infrastructuur en bebouwing en het bewerkstelligen van een veerkrachtige groenvoorziening (groenstroken, parken, bomen) en in het tegengaan van ondergrondse opwarming van (drinkwater)leidingen. Het project genereert hiermee integrale ontwerpuitgangspunten voor de aanleg van klimaatadaptieve drainage/infiltratiesystemen.

Het projectvoorstel geeft invulling aan de Kennis- en Innovatieagenda :

− Landbouw, water, voedsel: MMIP C3 Waterrobuust en klimaatbestendig stedelijk gebied

Het project draagt bij aan het bereiken van de doelstellingen van meerdere deelprogramma’s:

1) Het versnellen van de adaptatie-opgave in stedelijk gebied.
2) Systeemaanpak en sluiten stedelijke waterkringloop.
3) Natuurinclusieve, waterrobuuste en klimaatbestendige verstedelijking.
4) Handelingsperspectieven voor droogte en hitte in de stad.

De opeenvolgende droge en warme zomers van 2018, 2019 en 2020 hebben aangetoond dat watertekort in stedelijk gebied kan leiden tot problemen met bodemdaling, schade aan gebouwen/funderingen, schade aan wegen, kabels en leidingen, waterkwaliteitsproblemen, verkoeling, schade aan stedelijk groen en het optreden van ziekten en plagen (bijv. eikenprocessierups). Voortschrijdende klimaatverandering en het beleid om steden meer te vergroenen, kunnen leiden tot een éxtra groei van die problemen.

Tegelijk zien we dat gemeenten meer en meer regenwater gaan infiltreren in plaats van afvoeren via de riolering. Deze aanvulling van het grondwater kan wellicht helpen om droogteproblemen enigszins te beperken. Ook kan het water(peil) in de grachten worden ingezet om droogteschade te voorkomen. Maar tegelijk kunnen dit soort maatregelen leiden tot (grond)wateroverlast, zowel op particulier als op openbaar terrein.

Actief grondwaterpeilbeheer (AGWP) kan worden ontwikkeld tot een bruikbaar handelingsperspectief in de stad. Hiervoor zijn Living labs nodig waarin technieken worden gemonitord, geëvalueerd, verbeterd en gedemonstreerd. Dit project voert dit uit.

De uitkomsten dragen bij aan het klimaatrobuust maken van de stedelijke omgeving. Door de bodemvochtcondities te verbeteren en daarmee wateroverlast, bodemdaling, aantasting van funderingen en infrastructuur te voorkomen wordt bijgedragen aan een klimaatbestendig stedelijk gebied. Bovendien, door gezondere bodemvochtcondities worden ook de groeicondities voor stedelijk groen/bomen verbeterd, wordt bijgedragen aan een beter stedelijk leefklimaat en wordt (verdere) opwarming, zowel boven als onder de grond tegen gegaan. Hierbij zoveel mogelijk gebruik makend van de natuurlijke condities (nature based solution).

Het onderzoek past bij de innovatiethema’s: voldoende schoon en veilig water en slim meten en handelen

We onderscheiden 3 fasen in het projectvoorstel. In de 1e fase wordt beschikbare kennis met betrekking tot effectiviteit van een aantal bestaande systemen geanalyseerd. Dit geeft inzicht in wat er wel en niet bekend is en input voor de benodigde monitoring om kennis uit te kunnen bouwen. Dit resulteert bovendien in aanbevelingen voor optimalisaties van de te monitoren systemen. In de 2e fase vertalen we de resultaten van de 1e fase naar een monitoringsplan, op basis waarvan een meetnet wordt gerealiseerd. Het is nadrukkelijk de wens niet alleen bestaande systemen te optimaliseren maar ook een nieuw (aan te leggen) systeem te monitoren, waarbij het ontwerp gebaseerd is op inzichten uit de 1e fase en waar verstorende factoren, zoals ophoging, geen rol spelen. In de 3e fase worden de resultaten van de monitoring van fase 2 geanalyseerd en toegankelijk gemaakt middels handreikingen. Projectfasen zijn:

1. Systeem evaluatie en ontwikkeling

• Aggregatie kennis en info AGWP
• Voorspelling prestatie systeem field labs (literatuur verdamping, numeriek voorwerk, kwaliteitseisen irrigatiewater
o Functioneren systeem (Identificatie van sturingsmogelijkheden/definitie scenario’s)
o Effectiviteit ten aanzien van effecten op omgeving
• Evaluatie/Optimalisatie/Ontwikkeling AGWP systemen (Uitgangspunt is drie locaties; twee locaties met bestaande systemen en één locatie waar we op basis van ontwikkelde kennis een nieuw/ verbeterd systeem gaan toetsen)
• Conceptueel en technisch ontwerp meetnet en monitoringsplan

2. Realisatie meetnet en uitvoering monitoring (Uitgangspunt is drie locaties; twee locaties met bestaande systemen en één locatie waar we op basis van ontwikkelde kennis een nieuw/ verbeterd systeem gaan toetsen)

3. Analyse effectiviteit

• Analyse resultaten
o Doorvertaling naar impact (bodemdaling, schade aan infrastructuur, funderingsschade, groen, ondergrondse koeling)
o Sturingsmogelijkheden, onderhoudbaarheid
• Kennisdisseminatie

We beogen een vierjarig project (2022-2026) waarbij gestart wordt met werkpakket 1 en 2 en de voorbereiding voor de testopstelling in 2023. Uitvoering en monitoring van de testen is voorzien in 2024 e.v.

Kandidaat testopstelling locaties

Zoals aangegeven maken testopstellingen nadrukkelijk deel uit van dit projectvoorstel. Vooralsnog zijn er 6 bestaande locaties in beeld, waarvan we er maximaal drie selecteren om te optimaliseren en middels monitoring kennis op te bouwen.

Ter toelichting: Onze voorkeur gaat uit naar 2 operationele systemen en 1 nieuw toe te passen systeem. De mogelijkheden die (beoogde) partners zien voor een nieuwe locatie zullen bepalen of we dit kunnen realiseren of dat we 3 bestaande systemen zullen gebruiken om de kennis op te bouwen.

De activiteiten in onderstaande tabel worden, na goedkeuring van het voorstel, bij de start van het project met partners nader uitgewerkt in het projectplan. Daarbij wordt ook de betrokkenheid van de verschillende partijen en eindgebruikers in de verschillende fasen van het project geconcretiseerd.

Activiteit - Type activiteit - Betrokken partijen
AGWP-systeem evaluatie en ontwikkeling - Experimentele ontwikkeling, Max 25% - Deltares, KWR, Aveco de Bondt Realisatie meetnet en uitvoering monitoring - Industrieel onderzoek, Max 50% - Deltares, KWR, Aveco de Bondt, Fugro, Wavin
Analyse effectiviteit AGWP - Industrieel onderzoek, max 50% - Deltares, KWR, Aveco de Bondt, Wavin
Kennisdisseminatie - Experimentele ontwikkeling, Max 25% - Deltares, KWR, Fugro, Aveco de Bondt, Stowa, ministeries

Op dit moment zijn er verschillende type systemen operationeel, maar over de effectiviteit is weinig data beschikbaar. De uitdaging is de kennis van de werking van verschillende systemen voor verschillende omstandigheden te vergroten om zo de keuze voor welke systeem waar het best toegepast kan worden te vergroten en de vorm en inrichting van het AGWP systeem voor een locatie te optimaliseren.

De effectiviteit van AGWP beheer wordt enerzijds bepaald door het functioneren van het systeem en anderzijds door de impact op de omgeving in de zin van beperking van overlast en schade. Daarbij is de vraag hoever de impact van een AGWP-systeem in de openbare ruimte reikt en of eigenaren op private percelen aanvullende maatregelen moeten treffen om schade te beperken.

Bestaande systemen zijn veelal passief (niet stuurbaar)en/of afhankelijk van oppervlaktewater voor aanvoer van water. Het is onbekend hoeveel water nodig is, of dit water altijd beschikbaar is en of het beschikbare water voldoende goede kwaliteit heeft, juist in de zomer als er al veel vraag is.

Uit de eerste ervaringen bij veldproeven met peilgestuurde drainage en -infiltratie in landelijk gebied blijkt bovendien dat dergelijke systemen gevoelig zijn voor verstopping. Verstopping is vooral afhankelijk van de infiltratiebron (bv neerslag, oppervlaktewater, grondwater, gezuiverd restwater) die gebruikt wordt, en kan van chemische, biologische, mechanische of fysieke aard zijn. Daarnaast blijkt temperatuur ook van invloed op verstoppingen; bij hogere temperaturen neemt de kans op biologische verstoppingen toe. Bij het ontwerp is het belangrijk om hier rekening mee te houden, zodat verstopping voorkomen of beheerst kan worden. Tevens draagt monitoring bij aan een optimaal werkend systeem zodat verstoppingen tijdig opgemerkt kunnen worden en verholpen.

De valorisatie en disseminatie van kennis uit dit project verloopt via twee lijnen. Allereerst is er de praktijkgerichte lijn die we vormgeven via de beoogde testlocaties bij verschillende gemeenten. Alle resultaten (zoals de meetreeksen) worden beschikbaar gesteld via een project website. Een open-source website met informatie over AGWP wordt voor alle geïnteresseerden ontwikkeld.

Daarnaast wordt beoogd om met het onderzoek een impuls te geven aan de start van een meerjarig onderzoekstraject. In dit traject worden inzichten uit voorliggend TKI-project, het fundamentele onderzoeksprogramma DroBE (Drought in the build environment) en de TKI Agri Food samen gebracht en verder ontwikkeld. In TKI Agri Food wordt gewerkt aan de ontwikkeling van onderwaterdrainage in veenweide percelen om daarmee bodemdaling en broeikasgasemissies te beperken. Dit meerjarig traject richt op detaillering van de grondwaterstroming in de verzadigde en onverzadigde zone en vernieuwde vormen van AGWP. Daarvoor zouden dezelfde testlocaties gebruikt kunnen worden. Zo wordt een directe verbinding gelegd tussen wetenschappelijk en praktijkonderzoek.

Private partijen - Handreiking; website; verkregen metingen; opgedane praktijkervaring van hun medewerkers - zetten in op valorisatie van de projectuitkomsten door in vervolgtrajecten voort te bouwen richting commerciële dienstverlening m.b.t. advies over en aanleg van AGWP systemen in de gebouwde omgeving

Overheden en particulieren - Handreiking; website; operationeel meetnet; opgedane ervaringen - Voor overheden (gemeenten, ministeries en waterschappen) en particulieren levert het project aangrijpingspunten voor een kosten/baten analyse. Inzet is om de handreiking en website te gebruiken bij uitwisseling van kennis/ervaring met andere gemeenten in communicatie met bewoners. De metingen kunnen desgewenst door de gemeente worden voortgezet.

Kennisinstellingen - Handreiking; meetnetten op 2 locaties; opgedane kennis door medewerkers - Werken in en na project aan deling van opgedane kennis in de netwerken waarin zij actief zijn, en bouwen hierop voort in vervolgonderzoek t.a.v. bodemdaling en schades door grondwateroverlast en grondwateronderlast
Getracht zal worden om de monitoring op de twee locaties voort te zetten in een op droogte in de gebouwde omgeving gericht onderzoeksprogramma. Het project wordt/is onderdeel van het langjarig strategisch onderzoeksprogramma van Deltares naar bodemdaling en duurzame stedelijke ontwikkeling. Over de uitkomsten zal i.i.g. met de private partijen een artikel in een vakblad worden geschreven.

1) IP van werkzaamheden uitgevoerd door een kennisinstelling moet naar de kennisinstelling. Dit is ongeacht of dit IP door de TKI middelen, of door de cash-bijdrage van derden is gegenereerd.
2) IP kan in het kader van de regeling alleen van niet-kennisinstellingen zijn als het door deze partijen volledig, d.w.z. zonder kennis van de kennisinstellingen, in het kader van in kind bijdragen is gegenereerd. Consequentie is dat in projecten waar geen in-kind bijdrage van niet-kennisinstellingen is opgenomen, IP nooit bij bedrijven kan liggen.]

Verspreiding van informatie over het project en de uitkomsten verloopt middels:
• Communicatie (door betrokken gemeenten) met bewoners meetlocaties, ondersteund door projectpartners.
• Begeleid bezoek door geïnteresseerden aan meetlocaties.
• Artikel(en) in vakblad(en).
• Project en resultaat omschrijving op TKI website en websites van projectpartners.
• Publicatie van resultaten op internetsites, zoals kennisportaal klimaatadaptatie, KCAF, kennisprogramma bodemdaling.

Het consortium zal een samenwerkingsovereenkomst sluiten die aan de eisen van de regeling tegemoet komt.