AQUACONNECT: Climate-robust water provision and management for delta areas

Samenvatting project

AQUACONNECT is een wetenschappelijk voorstel in voorbereiding
voor NWO-TTW waar een toegepast wetenschappelijke belangrijke
component in zit. Deze TKI aanvraag is voor een aanpalend project
aan de NWO aanvraag, en samen vormen ze het AQUACONNECT
programma.
Gedurende het hele jaar is de beschikbaarheid van zoet water van
vitaal belang voor Nederland voor de drinkwatervoorziening,
landbouw, industrie en natuur. Het robuust houden van het hele
watersysteem, vraagt om ontwikkeling van nieuwe technologieën
en nieuwe maatregelen, die ingepast worden in een aanpast
systeem van waterverdeling en beheer en afgewogen kunnen
worden met behulp van innovatieve digitale technologieën.
AQUACONNECT biedt geïntegreerde systeem- en technologische
oplossingen voor het vergroten van waterbeschikbaarheid voor o.a.
landbouw, drinkwatervoorziening en stedelijk gebied. Op basis van
nieuwe fysieke en maatschappelijke verbindingen die innovatieve
circulaire benaderingen mogelijk maken voor een doelgericht en ondemand aanbod van water op basis van momenteel onbenutte
watervoorraden. Twee belangrijke technologieën – de digitale en
chemische technologieën – worden gecombineerd met innovatieve
oplossingen, systeemoplossingen voor waterbeschikbaarheid en
waterbeheer.
Drinkwaterbedrijf Dunea heeft een bronnenstrategie ontwikkeld om
op de middellange en lange termijn te kunnen zorgen voor
leveringszekerheid. Deze strategie geeft een antwoord op de
voorziene toekomstige uitdagingen met betrekking tot de
beschikbaarheid van de bronnen (Maaswater en Lekwater), en op
de voorziene groei van de bevolking in het voorzieningsgebied. De
strategie gaat uit van vergroting van het bronnen portfolio om de
risico’s van toekomstige innamestops, door calamiteiten of droogte,
te kunnen beheersen. Om deze strategie te realiseren is Dunea
medio 2020 gestart met onderzoek naar twee nieuwe bronnen voor
drinkwater, namelijk brakwater in de duinen en het Valkenburgse
Meer/Oude Rijn systeem. Onderzoek naar innovatieve
zuiveringstechnieken om deze bronnen te kunnen benutten is een
belangrijk onderdeel van beide studies. Voor deze maatregelen
grootschalig geïmplementeerd kunnen worden wil Dunea
verdiepend onderzoek uitvoeren naar de werking van het systeem
en naar digitale en chemische technologieën die de maatregelen en
bedrijfsvoering toetsen en ondersteunen.

Doel van het project

AQUACONNECT biedt geïntegreerde systeem- en technologische oplossingen voor het vergroten van waterbeschikbaarheid voor o.a. landbouw drinkwatervoorziening en stedelijk gebied. Op basis van nieuwe fysieke en maatschappelijke verbindingen die innovatieve circulaire benaderingen mogelijk maken voor een doelgericht en on-demand aanbod van water op basis van momenteel onbenutte watervoorraden. Twee belangrijke technologieën – de digitale en chemische technologieën – worden gecombineerd met innovatieve oplossingen systeemoplossingen voor waterbeschikbaarheid en waterbeheer. Digitale technologieën maken het mogelijk verbindingen tot stand te brengen voor nationale regionale en lokale zelfvoorzienende watervoorzieningsnetten die passen bij realtime vraag en aanbod. Fysisch-chemische technologieën maken behandeling en gebruik van niet-conventionele watervoorraden mogelijk waaronder brak grondwater en afvalwater. Om onconventionele regionale wateraansluitingen te vinden worden nieuwe verbindings-infrastructuur en nieuwe wateropslagsystemen in groene infrastructuur en ondergrond ontworpen.In AQUACONNECT staan twee sleuteltechnologieën centraal:i. essentiële digitale technologieën voor dynamische monitoring peer-to-peer (producent-naar-consument) wateraanbod en -vraag en sociaal inclusief waterbeheerii. essentiële chemische en op de natuur gebaseerde technologieën om de kwaliteit van brak water afvalwater en oppervlaktewater af te stemmen voor opslag en hergebruik in natuurlijke systemen zoals watervoerende lagen.De onderzoeksvragen die in AQUACONNECT geadresseerd worden kunnen onderverdeeld worden in 5 categorieën:1. Scenariomodellering ten behoeve van implementatie van fysieke maatregelen in het watersysteem of de watertechnologie2. Technische vragen op kleine schaal (waterzuivering brijn)3. Juridische en bestuurlijk vragen4. Watertechnologie5. Overkoepelend concept ‘Watergrid’: toolontwikkeling voor afstemming van watervraag en

Motivatie

Gedurende het hele jaar is de beschikbaarheid van zoet water van vitaal belang voor Nederland voor de drinkwatervoorziening landbouw industrie en natuur. In 2018 2019 en nu ook in het voorjaar van 2020 heeft Nederland echter een zoetwatertekort in de zomer als gevolg van een lagere neerslaghoeveelheid in de lente en zomer lagere rivierafvoeren en verzilting van grond- en oppervlaktewater. Maar Nederland heeft ook een neerslagoverschot in de winter. Om hoge waterstanden en wateroverlast te voorkomen wordt dit neerslagoverschot zo snel mogelijk naar zee afgevoerd. Het beschikbare zoete water wordt niet benut. Nederland heeft een uitgebreid netwerk van waterverdeling (via het hoofdwatersysteem) en wateropslag (o.a. IJsselmeer duinen). Maar om in de toekomst voor alle gebieden en alle sectoren over voldoende zoetwater van voldoende kwaliteit te beschikken zijn aanvullende maatregelen nodig. Nieuwe bronnen als brak grondwater en gezuiverd afvalwater en nieuwe vormen van bijvoorbeeld ondergrondse opslag van wateroverschotten stelt Nederland in staat om in de toekomst aan de zoetwatervraag te kunnen voldoen. Het robuust houden van het hele watersysteem vraagt om ontwikkeling van nieuwe technologieën en nieuwe maatregelen die ingepast worden in een aanpast systeem van waterverdeling en bbeheer en afgewogen kunnen worden met behulp van innovatieve digitale technologieën.Ook Dunea heeft deze uitdaging: de bevolking in het leveringsgebied groeit en leveringszekerheid blijft ook bij lagere rivierafvoeren en calamiteiten op de grote rivieren zeer belangrijk. Om nu en in de toekomst te voldoen aan de vraag naar kraanwater en de leveringszekerheid is meer water en zuiveringscapaciteit nodig dan er nu is. Dunea zoekt naar een mix van bronnen voor de korte en de lange termijn.

Locatie

Delft

Uitgevoerde acties

1. Begeleiding van 1 PhD en 1 Postdoc voor het onderwerp ‘Regional high-resolution integrated groundwater-surface water modelling’ (Deltares Dunea).2. Begeleiding van 1 PhD voor het onderwerp ‘Management of fresh groundwater resources using data-model assimilation and model predictive control’ (Deltares Dunea).3. Inzet van innovatieve meettechnieken ten behoeve van het onderzoek ‘Management of fresh groundwater resources using data-model assimilation and model predictive control’ (Deltares).4. Begeleiding van 1 Postdoc voor het onderwerp ‘Water system policy & design tool’ (Deltares)5. Begeleiding van 1 PhD voor het onderwerp ‘Region redesign towards improved fresh water availability’ (Deltares)6. Kennisontwikkeling in samenwerking met de PhD’s en Postdoc van de onderwerpen (Dunea)7. Kennisontwikkeling in samenwerking met de 2 PhD’s en Postdoc van de onderwerpen (Dunea)Fit-for-purpose water treatment including brine-management8. Deelname aan implementatie adviescommissie (Deltares) tussen nationale regionale en lokale modelontwikkelingen en de onderzoeken9. Case-study Zuid-Holland (Dunea Deltares)

Verwachtte resultaten

2023 – 2025Wetenschappelijke peer reviewed papers in samenwerking met de onderzoekers genoemd in bovenstaande activiteiten2022 - 2025• Gecombineerde klimaat- en socio economische scenario’s op regionale schaal en effecten van regionale en socio-economische scenario’s op vraag en aanbod• Toolontwikkeling voor effecten van brakwaterwinning grondwater en infiltratie brijn in heterogene ondergrond• Verbetering van grondwatermodellen die naadloos kunnen schakelen tussen verschillende resoluties om zo regionale vragen te beantwoorden maar ook vragen rondom lokale winningen en infiltraties te beantwoorden. Om zo snelheid van rekenen én nauwkeurigheid van resultaten te verbeteren• Kennisontwikkeling voor schaalbare modellen die gekoppeld grondwater en oppervlaktewater modelleren• Verbeterde voorspellingen van kwetsbare zoete grondwatervoorraden door directe interactie tussen grondwatermodellen en een geoptimaliseerd meetnet door data-model integratie• Data acquisitie ten behoeve van de maatregelen• Methodiekontwikkeling voor ruimtelijk optimaliseren infrastructuur (o.a. waterbronnen wateropslag watertransport) op basis van watervraag en aanbod• Effecten van winning van brak grondwater en infiltratie van brijn op de kwaliteit van de ondergrond het grondwater en het oppervlaktewater• Risk-assessment strategieën voor waterhergebruik• Fit-for-purpose behandeling van water inclusief brijn: kennisontwikkeling ten behoeve van nieuwe materialen voor membranen voor nanofiltratie en ion en sodium selective removal• Identificeren van adaptatiepaden voor institutional change• Identificeren van succesvolle voorbeelden van transitie richting circulaire water governance• Identificeren van effectieve instrumenten om deze transitie te faciliteren• Identificeren van wegen om duurzame institutionele veranderingen mogelijk te maken• Identificeren van Europese wet- en regelgeving in relatie tot lokale context inclus

Innovativiteit

Wetenschappelijk onderzoek van milieu- technische en sociaalwetenschappelijke universitaire groepen (UvA UU VU TU/e TUDelft WUR) wordt in NWO AQUACONNECT gecombineerd met de ervaring van toegepaste onderzoeksinstituten (Deltares KWR Wageningen University & Research HZ University of Applied Sciences) en eindgebruikers (overheden drinkwaterbedrijven havenbedrijf waterbeheerders technologiebedrijven adviesbureaus) om de vertaling van wetenschap naar implementatie in Nederland en naar internationale outreach te verzekeren.De deelname van Deltares verbindt eerder onderzoek (WaterNexus Lumbricus COASTAR proeftuin zoetwater Zeeland modelontwikkelingen nationale regionale en lokale schaal geofysische meettechnieken) met een volgend niveau richting implementatie (verdieping en verbinding). De samenwerking tussen Dunea Deltares en het consortium van AQUACONNECT verbindt de wetenschappelijke onderzoeken en de onderzoeksvragen van Dunea.AQUACONNECT biedt waterbedrijven en watervragende industrie de mogelijkheid om nieuwe bronnen duurzaam te benutten en duidelijkheid te creëren over de schakel die zij zijn bij de verdeling van water. AQUACONNECT biedt technologische bedrijven de mogelijkheid om de internationale kennispositie te verbeteren en de ontwikkelde kennis te vertalen naar vermarktbare producten. Het internationale perspectief en de positionering van Nederland in semi-aride en aride gebieden (USA Canada Chili) kan op deze manier een impuls krijgen. Wereldwijde outreach-verbindingen zijn aanwezig via bestaande samenwerkingen en ambassades.

Valorisatie

Niet ingevuld

Hoe gaan de participanten van het project om met intellectueel eigendom dat voorkomt uit deze projecten?

Alle partijen krijgen alle resultaten van het Project ter beschikking. De resultaten van de samenwerking kunnen breed verspreid worden. Partijen kunnen over deze resultaten vrijelijk publiceren. De resultaten zullen volledig openbaar beschikbaar zijn, met uitzondering van ter beschikking gestelde achtergrondkennis.

Op welke wijze wordt de informatie over dit project op eenvoudige wijze voor het algemene publiek kenbaar gemaakt (beschrijving van het onderzoek, deelnemers en de planning en voortgang)?

De informatie over dit project wordt kenbaar gemaakt via de website van de TKI Deltatechnologie (projectbeschrijving) en de projectwiki van Deltares (projectvoortgang en resultaten).

Projectvoorwaarden

Na de datum waarop deze Overeenkomst in werking is getreden, maar uiterlijk tot een jaar voor de beoogde datum waarop het Project zal zijn voltooid, kunnen ondernemers en/of onderzoeksinstellingen, die op het terrein van het relevante subsidieprogramma van het TKI werkzaam zijn alsnog als Partij toetreden. Een later toetredende Partij zal een nader overeen te komen bijdrage in kind en/of in cash moeten leveren die in redelijke verhouding staat tot zijn relatief aandeel in het Project na toetreding. De overige Partijen ontvangen vervolgens naar rato een terugbetaling en/ of gedeeltelijke vrijstellingen van hun nog te leveren bijdrage in kind, voor zover niet besloten wordt de bijdrage van de later toetredende Partij aan het projectbudget toe te voegen.

Projecteigenaar en projectleider(s)

Projecteigenaar:
Hans Groot
Er is geen projectleider aan dit project toegekend.

Partners

  • Dunea
  • Stichting Deltares (Delft)
  • TKI Deltatechnologie

Resultaten

AQUACONNECT: Climate-robust water provision and management for delta areas-2021-4

Resultaat type
Product-/Proces Deliverables
Wetenschappelijke publicatie?