In TKI PRISMA 3 wordt onderzoek gedaan naar innovatieve baggerstrategieën voor het beheer en gebruik van het watersysteem van de Rotterdamse haven om zo de toegang tot en bevaarbaarheid van de haven op een duurzame manier in stand te kunnen houden met een reductie in CO2 uitstoot en reductie in kosten. Er wordt kennis ontwikkeld over de systeemwerking van het watersysteem met de interacties tussen de waterbeweging en de slibdynamica in het gebied van de Rotterdamse haven en de interacties met het baggerwerk. Het Rotterdamse haven gebied is extra complex, en daardoor interessant, vanwege de overgang van zout naar zoet en sediment van de rivier en sediment van de Noordzee. Er worden stappen gezet in de ontwikkeling naar energieneutraal baggeren. Hergebruik van gebaggerd sediment wordt onderzocht en circulariteit en duurzaam sedimentbeheer wordt bevorderd met dit onderzoek. Het draagt bij aan de economische positie van de Rotterdamse haven als hub in haar internationale corridor en dat Nederland ‘s werelds best beschermde én leefbare delta is en blijft.

Het doel is om te komen tot alternatieve oplossingen t.o.v. de huidige baggerpraktijk die minder CO2 uitstoten en lagere kosten hebben. Het onderzoek is opgesplitst in vier werkpakketten:

1. Gebruikmaken van de getij- en rivierdynamica voor het laatste deel van het transport van gebaggerd sediment naar zee
2. Pijpleidingtransport van sediment naar zee i.p.v. met baggerschepen
3. Hergebruik van sediment op grote schaal
4. Data-science van grote aantallen baggertrips om de inzet van baggerschepen efficiënter te maken

Binnen werkpakket 1 wordt een pilot uitgevoerd met sedimentstortingen op een alternatieve stortlocatie op het hoog-dynamische deel van de Nieuwe Waterweg nabij Maassluis. Dit zorgt voor een grote reductie in de vaarafstand en -tijd. Hiervoor wordt een breed scala aan innovatieve meetmethodes toegepast en een intensieve meetcampagne opgezet om in detail het sedimenttransport na het storten te monitoren en zo in combinatie met Delft3D simulaties te kunnen bepalen waar het sediment blijft en of deze oplossing op termijn niet alsnog leidt tot extra baggerwerk. Hiermee neemt de systeemkennis toe, met de data kan het sedimenttransportmodel verbeterd worden en kan de haalbaarheid van de betreffende alternatieve strategie beoordeeld worden. Werkpakket 2 bestaat uit analyses o.b.v. slibeigenschappen bepaald in TKI PRISMA en PRISMA 2 en modellering met het verbeterde sedimenttransportmodel uit werkpakket 1. Werkpakket 3 omvat een haalbaarheidsstudie naar nuttig hergebruik van sediment op grote schaal. Hierbij worden technische, financiële en wet- en regelgevingsaspecten beschouwd en kennis-hiaten voor het verwerken van het slib gedefinieerd. Binnen werkpakket 4 wordt een data-science tool ontwikkeld en toegepast om bestaande baggerinspanningen effectiever in te zetten.

Het doel is kennisontwikkeling op volgende punten:

• Dataset van een pilot sedimentstorting op de rivier;
• Toename in systeemkennis van de sediment en waterbeweging in dit complexe gebied;
• Inzicht in waar het sediment heen stroomt wat gestort wordt op de rivier en of dit een interessante alternatieve stortstrategie zou vormen;
• Potentie van pijpleidingstransport als alternatief voor het varen van sediment naar zee;
• Inzicht in haalbare toepassingen voor nuttig hergebruik van sediment op grote schaal;
• Data-science tool van baggertrips gelinkt aan klimatologische omstandigheden en bathymetrie eigenschappen.

Eind Q2 2023: kick-off project

Q3 2023: pilot lozing sediment op de rivier met gekoppelde monitoringscampagne, start onderzoek hergebruik sediment

Q4 2023: analyse monitoringscampagne en verbetering hydrodynamisch en sedimenttransportmodel, onderzoek hergebruik sediment

Q1-Q2 2024: onderzoek sedimentdynamica met monitoringsdata en verbeterd model, optimalisatie pijpleidingtransport afstand+locatie, onderzoek hergebruik sediment, data-science baggertrips

Eind Q2 2024 (1 jaar na start): workshop met consortium over tussenresultaten

Q3 2024 analyses voor de werkpakketten en rapportage

Q4 2024 eindrapport en wetenschappelijke publicaties op conferenties. Kennis disseminatie d.m.v. een symposium over de resultaten.

Tijdens PRISMA 3 periodiek 2x per jaar kennis-disseminatie sessies met de consortium partners

1) Gebruikmaken van de getij- en rivierdynamica voor het laatste deel van het transport van gebaggerd sediment naar zee - Industrieel onderzoek - Havenbedrijf Rotterdam + Rijkswaterstaat = monitoring pilot + discussie uitkomsten. Deltares = analyse metingen en uitvoeren modellering en input opzet/uitvoering monitoring. Boskalis + Van Oord = inbreng baggertechniek. TU Delft = onderzoek en begeleiding studenten.

2) Pijpleidingtransport van sediment naar zee i.p.v. met baggerschepen - Industrieel onderzoek - Deltares = onderzoek optimalisatie inname en uitstroom locaties. Havenbedrijf Rotterdam + Rijkswaterstaat = discussie haalbaarheid en impacts op andere gebiedsfuncties. Boskalis = analyse pijpleidingtransport. Boskalis + Van Oord = inbreng baggertechniek. TU Delft = onderzoek en begeleiding studenten.

3) Hergebruik van sediment op grote schaal - Industrieel onderzoek - Deltares = analyses hergebruik sediment en ontwateringstechnieken. Van Oord = inbreng sedimentbehandelings-technieken. Havenbedrijf Rotterdam = analyse economische haalbaarheid. TU Delft = onderzoek en begeleiding studenten

4) Data-science van grote aantallen baggertrips om de inzet van baggerschepen efficiënter te maken - Industrieel onderzoek - Havenbedrijf Rotterdam + RWS+ van der Kamp = aanleveren database baggertrips + discussie resultaten. Deltares = tool ontwikkeling. TU Delft = onderzoek en begeleiding studenten.

In voorgangers TKI PRISMA en PRISMA 2 is veel onderzoek gedaan naar de eigenschappen van het slib in-situ en in het lab, Water Injectie Baggeren (modellering en experiment) en varen door slib. TKI PRISMA 3 bouwt hierop voort door deze resultaten als startpunt te hanteren en te gebruiken in een pilot en voor de ontwikkeling van nieuwe baggertechnieken en optimalisaties. Ontwikkelde modellen uit voorgangers worden toegepast en verder ontwikkeld en verbeterd met nieuwe gegevens uit TKI PRISMA 3. Uitgesplitst voor de vier deelonderwerpen voegt TKI PRISMA 3 het volgende toe:
1) Gebruikmaken van de rivierdynamica om het laatste deel van het transport van gebaggerd sediment naar zee te doen past het Building with Nature principe toe op onderhoudsbaggerwerk. Door uitgebreide en innovatieve monitoring en modellering van een pilot wordt in kaart gebracht waar het gestorte sediment naar toe gaat. Het mes snijdt aan twee kanten: de monitoring en modellering leidt tot extra systeemkennis en er kan bepaald worden of deze strategie bijdraagt aan de gestelde doelen van minimalisatie van kosten en CO2 uitstoot.
2) De slibeigenschappen uit TKI PRISMA en TKI PRISMA 2 dienen als input in de analyses van het pijpleidingtransport van sediment naar zee i.p.v. baggerschepen. Optimalisatie van de inname- en uitstroomlocaties zal worden onderzocht om tot minimale uitstoot en kosten te komen. Indien deze innovatie een succesvol alternatief van regulier baggeren blijkt te zijn dan heeft deze oplossing potentie voor vele anders havens.
3) Hergebruik van sediment wordt vaker onderzocht, bijvoorbeeld in de Kleirijperij, Markerwadden en de ‘Brede groene dijk’. Het onderzoek in TKI PRISMA 3 bouwt dan ook voort op deze bevindingen. De gewenste schaal en randvoorwaarden van de Rotterdamse haven geven dit deelonderzoek echter een heel eigen dynamiek en uitdagingen. Het gaat namelijk over mogelijke hergebruik van zeer grote jaarlijkse hoeveelheden slib (>1 miljoen m3/jaar) in een omgeving waar niet direct veel ruimte beschikbaar is om het sediment te laten consolideren en indikken voordat het bruikbaar is, dit in tegenstelling tot de genoemde voorbeelden.
4) Voor data-science van grote aantallen beschikbare baggertrips en het leggen van links met bathymetrie eigenschappen en weer/getij/rivier omstandigheden worden nieuwe tools en kennis ontwikkeld om de inzet van baggerschepen efficiënter te maken, zowel in tijdstip als locatie van baggeren. Momenteel wordt dit vaak op basis van ervaring gedaan, maar onze overtuiging is dat er winst te behalen valt door ervaring te combineren met deze analyses.

RWS, HbR, Deltares - 1 - Universiteiten zoals TU Delft, WUR, UU → dataset is nuttig voor systeembegrip en verbetering/calibratie (toekomstige) modellen

Deltares - 2 - Universiteiten zoals TU Delft, WUR, UU en gebruikers van het model zoals RWS, HbR, ingenieursbureaus

Deltares - 3 - HbR en RWS voor analyse haalbaarheid van alternatieve stortlocatie. Anders havens en ingenieursbureaus voor toepassing en advisering wereldwijd

Deltares met inbreng Boskalis - 4 - HbR en RWS voor analyse haalbaarheid van vervanging van varen met sediment naar stortlocatie door pijpleidingtransport. Anders havens en ingenieursbureaus voor toepassing en advisering wereldwijd.

Deltares met inbreng HbR - 5 - Welke toepassingen voor hergebruik van sediment zijn technisch, economisch en qua regelgeving realistisch en welke ontwateringstechnieken van dun slib zijn toepasbaar op deze schaal

Deltares, met inbreng HbR, RWS - 6 - Van der Kamp, Boskalis, Van Oord, HbR, RWS voor optimalisatie baggertrips

Deltares, TU Delft - 7 - Kennis disseminatie naar de wetenschappelijke wereld

1 (dataset) - RWS, HbR, Deltares - Rapport op wiki, dataset opvraagbaar

2 (model) - Deltares - Model opvraagbaar

3,4,5 (rapport) - Deltares - Wiki pagina

6 (tool) - Deltares - Rapport over tool op wiki, tool opvraagbaar

• Openbare wikipagina van TKI project
• Samenwerking met universiteiten en via internationaal netwerk MUDNET
• Presentatie op netwerkbijeenkomsten zoals bijv. CEDA
• Wetenschappelijke publicaties
• Wetenschappelijke conferenties
• Openbaar eindsymposium

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