De laatste jaren zijn innovatieve meettechnieken ontwikkeld voor het meten van grondwaterstroming o.a. AquaVector, iFlux, glasvezel-AH-DTS, ERT. Ze geven extra inzicht in de effecten en de risico's van ingrepen in de ondergrond en effecten in de omgeving (bv ongelijke zetting van niet gefundeerde gebouwen en/of infrastructuur) en dragen op die manier bij aan een beter beeld van de ondergrond en ingrepen in de ondergrond. Ongewenste effecten en risico's, zoals wellenproblematiek in polders incl. opbarsten veroorzaakt door kanalen, voorkeursstroming in dijken of verstopping en verzilting van drinkwater winputten kunnen hiermee beter bepaald en gemonitord worden. Besparingen van miljoenen euro's zijn mogelijk, indien we een beter 3D-inzicht van de processen in de ondergrond hebben. Het is dan ook nodig om als GWW- en drinkwatersector verantwoordelijkheid te nemen voor het ontstaan van de huidige situatie en de behoefte aan betrouwbare informatie om uiteindelijk te komen tot een investeringsimpuls die, specifiek gericht is op het ontwikkelen van instrumenten voor het meten van de grondwaterstroming, namelijk:
• Het uitvoeren van toegepast wetenschappelijk onderzoek naar verdere ontwikkeling van grondwaterstromingsmeettechnieken om de actuele TRL-niveaus te verhogen;
• Het testen van de toepasbaarheid van deze technieken op laboratorium- en praktijkschaal en beperkt onder praktijkomstandigheden;
• Het leggen van meer focus op wetenschappelijke validatie en implementatie van deze meet- en monitoringtechnieken;
• Het verbeteren van de uitwisseling van kennis (Community of Practice).

Het projectvoorstel geeft op diverse onderwerpen invulling aan de Kennis- en Innovatieagenda. In de eerste plaats:
Missie F: Nederland is en blijft de best beschermde delta ter wereld, ook na 2100, in het bijzonder de thema’s F1 en F3.
• MMIP F1 : Verduurzamen en kostenbeheersing uitvoeringsprojecten waterbeheer.
• MMIP F3 : Nederland Digitaal Waterland.
Daarnaast is het project ook relevant voor Missie C: Klimaatbestendig landelijk en stedelijk gebied.
• Landbouw, water, voedsel: MMIP C3 Waterrobuust en klimaatbestendig stedelijk gebied;
Qua innovatiethema heeft het betrekking op “Slim meten en handelen” ten behoeve van het ontwerp, de uitvoering en het beheer van robuuste (klimaatbestendige) inrichting van de infrastructuur en de bescherming van de delta.

Werkpakket 1 – Inkadering (en reviewstudie) Onderdeel Fase 1
Centrale vraagstelling:
Informatie over de prestatie eisen en kenmerken van de meettechnieken voor grondwaterstroming (een in maten of getallen uitgedrukt voorschrift) zijn veelal niet expliciet beschikbaar. Enerzijds vanuit techniek-aanbieders onder het mom van kennisbescherming en anderzijds omdat de opdrachtgevers deze eisen niet expliciet kunnen formuleren. Bij prestatie-eisen moet gedacht worden aan:
• Minimale benodigde meetnauwkeurigheid;
• Gewenst meetbereik;
• Kwaliteitsborging;
• Vergelijkbaarheid;
• Garanties.
Daarnaast spelen ook de prestatiekenmerken van de afzonderlijke technieken een belangrijke rol. De prestatiekenmerken van een meetmethode kwantificeren de mate waarin de meetresultaten van deze methode kunnen afwijken van de ware waarde. Hierbij kan gedacht worden aan:
• Meetbereik;
• Meetnauwkeurigheid;
• Herhaalbaarheid;
• Aantoonbaarheidsgrens;
• Representativiteit (schaal van de meting);
• Juistheid.
Daarnaast zal in dit werkpakket aandacht besteedt worden aan een (internationale) update van de stand der techniek ten opzichte van de eerdere literatuurstudie (Deltares, 2019). Ten aanzien van AH-DTS zal bijvoorbeeld gekeken worden naar de ontwikkelingen die hebben plaatsgevonden op het gebied van de meetapparatuur en de kabels, en nieuwe toepassingen in de drinkwatersector. De door consortiumpartners inmiddels opgedane ervaringen met de (praktijk-)toepassingen zullen bij de inkadering en review worden betrokken.
Opbrengst:
Set van prestatie-eisen en -kenmerken van de verschillende meetinstrumenten ten opzichte van de bestaande praktijk en referentie-techniek(en) en een actueel overzicht van de stand van de techniek.
Werkzaamheden:
• Reviewstudie: stand van techniek beoordelen plus huidige en toekomstige ontwerprichtlijnen en voorzet voor uitwerking in de werkpakketen 2 en 3;
• Expert workshop: Beoordelen en vastleggen van de prestatie eisen samen met alle partners;
Werkpakket 1 is de basis voor de werkpakketten 2 en 3 ten aanzien van validatie testen van de onderzochte meettechnieken. Na afronding van werkpakket 1 zal door het coördinatieteam in overleg met een te formeren (wetenschappelijke) klankbordgroep worden besloten welke beloftevolle meettechnieken doorgaan waarmee het vervolg van het programma zal worden ingevuld. Vanzelf-sprekend zal dit consequenties hebben voor de specifieke invulling van de werkpakketten 2 en 3.
WP2 – Techniek-ontwikkeling Onderdeel Fase 1
Centrale vraagstelling: Bestaande en/of opkomende technieken met een laag of middel TRL-niveau (door)ontwikkelen en afstemmen op praktijktoepassingen die in WP1 als relevant geïdentificeerd zijn. Technieken en onderzoeksvragen die in dit werkpakket meegenomen zullen worden zijn (inclusief gewenste verbeteringen):
1. AquaVector: Verbeteren van het meetelement en -methode om rekening te houden met de opbouw van een waarnemingsput (meetconfiguratie), elektronica en de data-uitwisseling;
2. iFlux: Vergelijkend onderzoek verticale en horizontale grondwaterstromingssensor, validatie ondergrens meetbereik, α-factor meetconfiguratie en plaatsingsmethode verticale sensor en invloed; bodemheterogeniteit;
3. Glasvezelkabels: Verbeteren van de kwantitatieve interpretatie van de stromingssnelheid en het ontwikkelen van meetmethode voor het meten van de stromingsrichting. Bij weggedrukte glasvezels onderzoek naar het mogelijke plaatsingseffect (bijvoorbeeld effect sondeerproces) op de meetresultaten;
4. ERT: afleiden van de grondwaterstromingssnelheid en -richting uit aanwezige weerstandsverschillen en verplaatsingsgedrag bij herhaalde metingen. Eventueel gecombineerd met tracer-experimenten.
5. Optioneel uit te breiden met extra beloftevolle meettechnieken geïdentificeerd in WP 1.
Opbrengst: Nieuwe en bestaande meetmethoden die voldoende doorontwikkeld zijn (voldoende hoog TRL-niveau), en uit het oogpunt van de toepassing van deze technieken en instrumenten (conceptueel ontwerp, prototypen, proof of concept, ) in WP3 verder opgepakt kunnen worden.
WP3 – Validatie- en verificatie onderzoek Onderdeel Fase 1
Centrale vraagstelling:
Op praktijk- en lab niveau in een natuurlijk bodemsysteem valideren en verifiëren van meetmethoden die zijn (door)ontwikkeld in WP2 onder gedefinieerde omstandigheden.
Opbrengst: Gevalideerde methoden/meettechnieken die voldoen aan de in WP1 gestelde eisen en nauwkeurigheid voor toepassen onder specifieke bodemomstandigheden (bodemopbouw en kleinere schaal heterogeniteit) in een specifiek praktijkprobleem en vaststellen van de prestatiekenmerken in een complex bodemsysteem met eventuele infrastructurele ingrepen.
Werkzaamheden:
Het ontwikkelen/uitvoeren van laboratorium opstellingen/geconditioneerde omgeving waarmee uniforme testen in een bodemsysteem uitgevoerd kunnen worden;
Ontwerp en realisatie van een experimentele laboratoriumopstelling waarmee onder gecontroleerde omstandigheden testen aan de genoemde technieken kunnen worden uitgevoerd. Naast validatie van de meetrespons bij een specifieke plaatsingsmethode wordt middels 2D-stromingsexperimenten getoetst op het bepalen van de horizontale en verticale stromingscomponent bij het vaststellen van de stroming inclusief kwel- en infiltratie in een vereenvoudigd, gelaagd systeem. Er zijn verschillende faciliteiten die daarvoor in aanmerking kunnen komen. Dit vraagt een goede vraagstelling en gerichte keuze van de proefopzet en de uit te voeren proevenseries.
Bij technieken met een middel TRL-niveau zal de focus vooral liggen op testen in het laboratorium. Bij technieken met een hoog TRL-niveau ligt de focus meer in de praktijk.
Vanuit het overleg met de techniek-aanbieder wordt gedacht aan de volgende specifieke activiteiten in relatie tot Aquavector:
- Analyse effecten huidige opbouw van de doorstroomkamer (omhulling, vulmateriaal, gebruik kous) in relatie tot de meetomgeving,
- Toetsen van het ‘peilbuis-effect’ ter controle van de representativiteit van het meetresultaat voor de natuurlijke omgeving.
Voor iFLUX loopt internationaal onderzoek waarbij het doel is de implementatie van deze innovatieve techniek te versnellen voor het meten van grondwaterfluxen. Vanuit WP1 worden specifieke activiteiten in relatie tot iFLUX geïdentificeerd die voor de Nederlandse situatie nog onvoldoende bekend zijn :
- Voorstudie, verkrijgen stakeholder feedback op monitoringaanpak en in overleg te bepalen validatie- en verificatie-aspecten,
- Evaluatie data al beschikbare proefprojecten en vaststellen prestatie-kenmerken daarbij
- Aanvullend proevenprogramma inclusief toetsen van het ‘peilbuis-effect’
Bij specifieke activiteiten voor glasvezel (AH-DTS) kan gedacht worden aan het testen van de potentie van nieuwe meetapparatuur en kabels, plaatsingseffecten van kabels etc.
Specifieke activiteiten in relatie tot ERT:
Voor de verdere ontwikkeling is relevant te kunnen bepalen hoe de weerstand door stromend grondwater veranderd. Het is noodzakelijk daarvoor eerst meetsimulaties te doen om de verwachtte snelheden en gedrag te modelleren met realistische parameters, en vervolgens te vergelijken met de verwachtte meetnauwkeurigheid (inclusief hoge/lage weerstanden in de onverzadigde zone etc.).
WP4 – Pilot- en praktijkprojecten Onderdeel Fase 2
Dit werkpakket is het hoofdonderdeel in fase 2 van het onderzoeksprogramma. Het betreft geconditioneerde/kleinschalige veld- en praktijklocaties die kunnen dienen als testfaciliteiten. Het is hierbij belangrijk om de praktijkomstandigheden goed in de vingers te hebben. Bijvoorbeeld met behulp van een model waarin de verwachtte stroming en richtingsvariatie wordt berekend en toetsing van hypotheses onder veldomstandigheden mogelijk gemaakt wordt.
On-site werkzaamheden:
- Voorbereiden veldwerk, begeleiden boringen + installatie sensoren
- Kalibratie en onderhoud sensoren
- Opzetten en managen datastroom
- Evaluatie data
NB: In relatie tot de tabel met het budget op hoofdlijnen wordt hier opgemerkt dat er vanuit praktijkprojecten een bijdrage verkregen zal worden voor het doen van veldmetingen en laboratoriumkosten voor de verwerving van project-ondersteunende meetgegevens. De kosten voor het uitvoeren van deze metingen zijn niet opgenomen in de projectbegroting. Hierover wordt ook geen aanvullende subsidie gevraagd en de omvang er van is project-specifiek.
WP5 – Community of Practice, richtlijnen en protocollen Onderdeel Fase 1 en 2
Centrale vraagstelling: We willen niet alleen ontwikkelen en onderzoeken, maar ook borgen dat ons onderzoek van nut en bekend is binnen Nederland of het buitenland door het uiteindelijk aanpassen c.q. uitbreiden van bestaande praktijkrichtlijnen of protocollen, (RWS) standaardbestekken en het oprichten van een Community of Practice (CoP) voor kennisoverdracht, etc.
Opbrengsten:
• Een actieve groep belanghebbenden, die ook na dit project blijft bestaan;
• Gedragen onderzoeks- en ontwikkelingsagenda (innovatie-behoefte);
• Zicht op hoe we de bestaande richtlijnen kunnen laten aanpassen.
Werkzaamheden:
• Samen met partijen zoals Nederlands Normalisatie Instituut (NEN), Stichting Infrastructuur Kwaliteitsborging Bodembeheer (SIKB) en het Nederlands kennisCentrum voor Ondergronds Bouwen (COB) een traject opstarten om standaardisatie c.q. normering van nieuwe meettechnieken verder vorm te geven en te laten implementeren.
• Jaarlijkse bijeenkomsten CoP waar van de grondwaterstromingstechnieken die onderdeel van het project uitmaken verwachtingen, randvoorwaarden en technische uitkomsten inhoudelijk aan de orde gesteld worden. Dit is gericht op het delen van ervaringen en het stimuleren van verdere praktijkimplementatie;
• Artikelen in vakbladen;
• Nieuwsbrieven, project website.

Narratief
Het project richt zich op minimaal vier beloftevolle meettechnieken, die mogelijk nog uitgebreid worden met beperkt aantal beloftevolle meettechnieken op basis van de huidige internationale stand van wetenschap en techniek (zie WP 1, Inkadering - reviewstudie). De vier beloftevolle meettechnieken zijn in een eerder stadium geselecteerd op basis van een eerdere literatuurstudie (Deltares, 2019) en Position paper (Deltares, 2021), namelijk:
• AquaVector (puntmeting)
• iFlux (puntmeting)
• glasvezel-AH-DTS (2D-meting)
• ERT 3D-onderzoek
Het projectvoorstel sluit aan bij ander onderzoek:
• Monitoring van grondwaterstroomsnelheden (TKI Deltatechnologie DEL067 - https://tkideltatechnologie.nl/project/monitoring-van-grondwaterstroomsnelheden/)
• Ontwikkeling van veelzijdig geautomatiseerd glasvezelmeetsysteem voor monitoren grondwaterstroming (TKI Watertechnologie - https://www.tkiwatertechnologie.nl/projecten/ontwikkeling-van-een-veelzijdig-geautomatiseerd-glasvezelmeetsysteem-voor-het-monitoren-van-grondwaterstroming/
Deze onderzoeken hebben geleid tot verbeteringen in de configuratie van de glasvezel met verwarmingskabel. Echter de interpretatie van de meetresultaten (incl. kalibratie van de DTS-metingen) en de vertaling naar grondwaterstromingssnelheden en -richtingen vereist aanvullend onderzoek en verificatie van de toepassing onder natuurlijke omstandigheden.
De beschikbare set beloftevolle meettechnieken (in eerste instantie de 4 eerder genoemde technieken) zullen in WP1 (Inkadering - reviewstudie) in relatie tot praktijktoepassing nader worden gescreend o.a. op een inschatting van het te bereiken TRL-niveau in 2027. Aan de hand van een update van de literatuurstudie zal tevens nagegaan worden of nog nieuwe beloftevolle technieken aan te wijzen zijn. Op die manier wordt voorkomen dat er onnodig veel tijd en geld in bepaalde meettechnieken wordt geïnvesteerd die onvoldoende voldoen aan vooraf gedefinieerde wensen van opdrachtgevers ten aanzien van toepassing van meettechnieken in de praktijk. Daarnaast wordt voorkomen dat eventueel recent beschikbaar gekomen beloftevolle opties buiten beeld blijven. Aandachtspunten zijn bijvoorbeeld het meetbereik, minimale stroomsnelheid, nauwkeurigheid en betrouwbaarheid, Toepasbaarheid/gebruiksvriendelijk; is een apparaat "gemakkelijk" te plaatsen, wel/geen extra veldwerk of aangepaste boringen/filters nodig etc.
De beoogde impact van het project is:
• De vorming van een gezamenlijk platform met consortiumpartners (CoP) om de toolbox van meetinstrumenten op het gebied van grondwaterstroming en ondergrond uit te breiden:
• Het (door)ontwikkelen van meettechnieken en methoden (van laag tot hoog TRL niveau: vanaf TRL 4 richting praktijktoepassingen TRL 8-9);
• EN het (wetenschappelijk) valideren van deze technieken en methoden;
• EN de toepassing hiervan in de praktijk stimuleren door:
• Het stimuleren van borging in regelgeving/technische protocollen/ protocollen voor aanbesteding;
• Het delen en implementeren van kennis via bijvoorbeeld in een Community of Practice.

Technology Readiness Level (TRL)
In een eerdere studie (Deltares, 2019) zijn inschattingen gemaakt van de TRL-niveaus van de technieken zelf en aandachtspunten voor praktijktoepassing benoemd.
De inschatting van TRL-niveaus blijkt echter van meer factoren af te hangen waarover niet vanzelfsprekend overeenstemming bestaat. Vanuit de daadwerkelijke toepassing in de praktijk (acceptatie door stakeholders, volledig zicht op meetbereik, reproduceerbaarheid en omgevings-invloedsfactoren) worden de TRL-niveaus vaak lager beoordeeld. Bij een vergelijkbare definitie als gehanteerd voor TRL-niveaus, maar dan beschouwd als stakeholder-readiness level is eerder sprake van niveau 4 (ongeacht de techniek). Dit is lager dan de inschatting van het TRL-niveau van de techniek zelf. Opdrachtgevers en vergunningverleners hechten een veel groter belang aan validatie- en verificatie-onderzoek en verwachten dat er daarvoor veel meer onderzoek is uitgevoerd dan daadwerkelijk beschikbaar. Dit werkt in het nadeel van het vertrouwen in de bruikbaarheid van een techniek en de meerwaarde voor hun specifieke probleemstelling.
Het gewenste toepassings-niveau is ca. 8- 9 (ongeacht de techniek) inclusief validatie voor het gewenste toepassingsgebied en onafhankelijke verificatie-onderzoek onder geconditioneerde omstandigheden (in het laboratorium). Werkpakket 1 richt zich specifiek op het helder krijgen van zowel de prestatie-eisen als de prestatie-kenmerken om het noodzakelijke ontwikkelings- en validatie/verificatie-traject beter te kunnen specificeren. De vraag is in hoeverre het gewenste TRL-niveau ook daadwerkelijk haalbaar is aan het eind van het programma in 2027. Dat zal in werkpakket 1 verder onderzocht worden of en in hoeverre dat ook realistisch en haalbaar is, gezien ook de wensen c.q. eisen vanuit de opdrachtgevers.
Naast de werking van het meetprincipe en meetinstrument is de interactie met de meetomgeving van belang en de opschaling van individuele metingen naar het relevante schaalniveau voor uitvoerings- en monitoringsprojecten. Dit geldt bijvoorbeeld voor instrumenten die geplaatst worden in (bestaande) peilbuizen en waar gevraagd wordt naar de mogelijke effecten hiervan op de meetresultaten. Daarnaast bij speelt de invloed van de bodemheterogeniteit een belangrijke rol, die in combinatie met de representativiteit van individuele metingen het aantal benodigde metingen bepaald.

De deelnemende eindgebruikers krijgen tools waarmee hun praktijkuitdagingen aangepakt kunnen worden. De deelnemende technologieleveranciers krijgen tools in handen om de technologie verder te ontwikkelen en uiteindelijk te vermarkten.
De consultancy bedrijven krijgen mogelijkheden om nieuwe adviezen te geven en projecten te ontwikkelen in binnen- en buitenland.
Beoogde werkzaamheden zijn:
• Jaarlijkse bijeenkomst(en) CoP;
• Workshops;
• Artikelen in vakbladen; project website
• Nieuwsbrieven.

Voor de uitvoering van het project wordt een samenwerkingsovereenkomst afgesloten. Deltares treedt op als penvoerder van Partijen. Alle Partijen krijgen alle resultaten van het Project in de vorm van rapporten ter beschikking. De resultaten van de samenwerking die geen intellectuele eigendomsrechten opleveren, kunnen breed worden verspreid.
In de samenwerkingsovereenkomst zullen afspraken worden gemaakt over het recht van gebruik ten behoeve van de uitvoering van het project. Ook ten aanzien van de intellectuele eigendomsrechten die voortvloeien uit het project zullen in de samenwerkingsovereenkomst nadere afspraken worden gemaakt.

Communicatie met stakeholders vormen een wezenlijk onderdeel van werkpakket 5 dat ten doel heeft
een community of practice te ontwikkelen die ook na afloop van het project blijft voortbestaan en
activiteiten ontplooit waaronder:
• Jaarlijkse bijeenkomst(en) CoP;
• Workshops;
• Artikelen in vakbladen;
• Nieuwsbrieven, projectwebsite.

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