Digital Twin voor Waterbeheer

Samenvatting project

Digital twins zijn booming en ook in het waterbeheer buitelen de initiatieven op dit gebied over elkaar heen. Vaak beperken onderzoeken zich echter tot één specifiek vraagstuk of product. In dit onderzoek willen we toewerken naar een digital twin voor het waterbeheer die breed toepasbaar en uitbreidbaar is, voor meerdere vraagstukken en typen gebruikers, waarbij de behoeften van de gebruikers in een vroeg stadium worden meegenomen. Dit vraagt om integratie van data, informatie en kennis om op het juiste niveau het handelingsperspectief te leveren voor strategische en operationele besluiten.

Waterschappen zijn verantwoordelijk voor de waterkwantiteit en waterkwaliteit van de regionale wateren en het grondwater in Nederland en de waterveiligheid in de regio. Voor de uitvoering van hun operationele taken hebben zij een uitgebreid monitoringsnetwerk ingericht. Het ontbreekt veel waterschappen echter aan tools om databronnen optimaal in te zetten en te komen tot integrale, goed onderbouwde strategische adviezen en gebiedsgerichte operationele sturing.

Ook zijn vaak tools onvoldoende geschikt voor gebruik in de besluitvorming tijdens calamiteiten. Zo is de oorzaak van een calamiteit niet altijd (snel) te achterhalen met de beschikbare tools en kan het effect van maatregelen niet altijd goed in beeld worden gebracht. Bovendien is de presentatie van modelresultaten vaak onvoldoende helder met het risico dat resultaten verkeerd worden geïnterpreteerd en niet de optimale keuzes worden gemaakt.

De doorontwikkeling van meetdata en modellen en monitoringsnetwerken vindt op dit moment veelal versnipperd plaats. Een totaaloverzicht met een integrale afweging ontbreekt, wat kan leiden tot desinvesteringen.

De ontwikkeling en inzet van een digital twin kan helpen om bovenstaande behoeftes in te vullen.

Doel van het project

De primaire doelstelling van het project is om te leren op welke manier de inzet van een digital twin ons inzicht in het watersysteem kan vergroten. Hiervoor zullen we in enkele specifieke pilotgebieden vanuit verschillende thema’s digital twins opzetten. We werken hierbij vanuit een generiek raamwerk met gebieds- en themaspecifieke data, modellen en visualisatietechnieken, aangevuld met nieuwe digitale technologieën. Voor de verschillende usecases streven we verschillende digital twin maturity-levels5 na die aansluiten bij de gebruikersbehoeften.
Daarmee krijgen de waterbeheerders enerzijds groter inzicht in het watersysteem, wat leidt tot een beter onderbouwde besluitvorming op diverse vlakken. Anderzijds worden er binnen de overheid, het bedrijfsleven en binnen onderzoeksinstituten waardevolle ervaringen opgedaan met het ontwikkelen van en werken met digital twins in complexe systemen – zoals het watersysteem.

Motivatie

Dit voorstel past binnen Missie F3 Nederland Digitaal Waterland en draagt bij aan de binnen de KIA-LWV benoemde Sleuteltechnologieën, immers binnen ST1 is prioriteit 48 ‘Digital twins voor het realiseren van missie-brede innovaties’ aangegeven. De digital twin voor Waterbeheer is gericht op verbetering van monitoring van watersystemen, houdt zich bezig met ontwikkeling en toepassing van geavanceerde (simulatie)tools voor het optimaliseren van het watersysteem en zeker ook het integreren van data en modelresultaten ter ondersteuning van beleidsvorming, uitvoering en toetsing.

De primaire doelstelling van het project is om in enkele specifieke pilotgebieden vanuit verschillende thema’s bezien inzicht te verschaffen in het watersysteemgedrag en de actuele toestand ervan. Dit doen we met behulp van een te ontwikkelen generiek raamwerk van brondata, modellen en visualisatiemethoden, en met de inzet van nieuwe Digitale technologieën.

Locatie

Wageningen

Uitgevoerde acties

* Bouwen framework;
* Operationele Twins (pilots);
* Onderzoek brondata;
* Onderzoek verwerking;
* Onderzoek visualiseren;
* Toepassen praktijk.

Verwachtte resultaten

* Technisch framework voor drie use cases;
* Pilots operationele digital twins (MVP) (toepassing in de praktijk);
* Identificeren kansrijke technologieën;
* Publicaties over resultaten, o.a. over specifieke usecases.

Innovativiteit

Digital twins zijn booming en ook in het waterbeheer buitelen de initiatieven op dit gebied over elkaar heen. Vaak beperken deze onderzoeken zich echter tot één specifiek vraagstuk of product. In dit onderzoek willen we toewerken naar een digital twin voor het waterbeheer die breed toepasbaar is, voor meerdere vraagstukken en door meerdere typen gebruikers, waarbij de behoeften van de gebruikers in een vroeg stadium nadrukkelijk worden meegenomen.
We maken hierbij onder meer gebruik van het door WUR ontwikkelde concept van “maturity levels”. In dit concept wordt duidelijk dat er meerdere niveaus of “maturity levels” zijn van digital twins. Op elk niveau kan een digital twin functioneel zijn in de operationele, tactische en strategische ondersteuning van het waterbeheer.

Valorisatie

De waardecreatie die verwacht wordt binnen dit project is tweeledig. Allereerst door de samenwerking met inbreng van de eigen en specifieke kennis van de partners cruciaal voor het ontwerpen van een DT waarin deze kennis over disciplines heen wordt samengebracht (geïntegreerd). Daarnaast is er de integratie van brondata, modellen, visualisatiemethoden en datatechnologieën als bouwstenen in één framework zeer waardevol, omdat - naar verwachting - dit tot (nieuwe) inzichten zal leiden die anders niet zichtbaar waren. Het op deze wijze samenbrengen van kennis door de digital twin, waarmee handelingsperspectief wordt geboden is dan verreweg de belangrijkste waarde voor het inzetten en doorontwikkelen van de digital twin (als MVP).

De betrokkenheid van waterschappen en private partijen is expliciet bedoeld, opdat deze partijen met de ontwikkelde resultaten verder kunnen werken binnen hun eigen organisaties.

Mede vanwege de toepasbaarheid en het van elkaar leren zullen we ook de aansluiting zoeken bij parallelle trajecten.

Momenteel loopt de aanvraag voor de Nationale Digitale Tweeling Fysieke Leefomgeving (DTFL). De Digital Twin waterbeheer is aangesloten in de besprekingen over de verdere invulling van deze aanvraag. Het voorstel is om DT-waterbeheer als fieldlab op te nemen in het DTFL-plan.

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

Rechten voor gebruik zijn vrij (delen en bewerken met naamsvermelding) uitgezonderd waar relevant restricties op volledig door partners/derden ingebrachte componenten en inbedden van ‘propriatary software’

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)?

Vanuit dit project zullen we webinars organiseren voor waterbeherende organisaties, onderzoeksinstituten en bedrijven die actief zijn in data science en/of waterbeheer. Ook zullen we nieuwe inzichten en producten kenbaar maken via STOWA-Deltafacts (bestaande of nieuwe).

Voor een breed publiek zal de kennis gedeeld worden via de websites van de betrokken organisaties en via berichten op social media (bijvoorbeeld persberichten via LinkedIn en Twitter)

Projectvoorwaarden

Andere partijen mogen altijd aanhaken in overleg met het bestaande consortium. Hierover zullen afspraken worden gemaakt in de samenwerkingsovereenkomst.

Projecteigenaar en projectleider(s)

Projecteigenaar:
Ir. J.A. (Arjan) Budding
Projectleider(s):
Joost Iwema

Partners

  • Het Waterschapshuis
  • HZ University of Applied Sciences
  • Nelen & Schuurmans BV
  • Royal Eijkelkamp
  • Stichting Imec Nederland
  • Stichting Wageningen Research, Wageningen Environmental Research
  • Stichting Wageningen Research, Wageningen Plant Research
  • Stowa
  • TKI Deltatechnologie
  • Vitens
  • Waterschap Limburg
  • Waterschap Rijn en IJssel
  • Waterschap Vallei en Veluwe
  • Witteveen en Bos

Resultaten


Er zijn nog geen resultaten voor dit project.