onderwerp

Van data via modellen naar beslissingen: stedelijk waterbeheer met behulp van hydroinformatica

Hydroinformatica voor waterbewuste steden

Hydroinformatica – een combinatie van wateronderzoek en informatietechnologie – maakt het mogelijk om data te vertalen in kennis, waarna onderbouwde beslissingen kunnen worden genomen. Hiermee biedt hydroinformatica directe ondersteuning bij integraal en veerkrachtig stedelijk waterbeheer.

Hydroinformatica vergemakkelijkt integraal waterbeheer

De watersector moet flexibel en efficiënt kunnen reageren om snelle ontwikkelingen in wetenschap en maatschappij bij te houden. Waterbedrijven en waterschappen gebruiken steeds vaker hydroinformatica om data te vertalen naar kennis, waarna onderbouwde beslissingen kunnen worden genomen. Hiermee biedt hydroinformatica directe ondersteuning in integraal stedelijk waterbeheer.

Hydroinformatica verbindt de vakgebieden informatietechnologie, wateronderzoek en (water)technologie. Fragmentarische kennis en data worden bij elkaar gebracht en vertaald in integrale watermodellen en tools, wat resulteert in waterbewustere ideeën, plannen en concepten.

Onderzoek voor veerkrachtig stedelijk waterbeheer

KWR gebruikt hydroinformatica in het onderzoek naar een meer integraal en veerkrachtig stedelijk waterbeheer. Wij tillen kennisontwikkeling naar een hoger niveau door informatie uit data te halen, en kennis uit informatie.

  • Waarde uit data halen: Opzetten van testlocaties voor de ontwikkeling van technieken en methoden, voortbouwend op grootschalige, datagerelateerde projecten.
    De belangrijkste onderzoeksgebieden zijn: big data, open data, beveiligings- en privacyaspecten, datainteroperabiliteit en -standaarden; slimme sensoren, monitoring en besturing; remote sensing; datawarehousing; datamining van waterdata en ‘niet’-waterdata.
  • Integratie van kennis in modellen en tools: Ontwikkeling van tools die het begrijpen, analyseren en beheersen van de complexiteit van maatschappelijke en technische aspecten van het watersysteem ondersteunen, zowel op procesmatig als op overkoepelend niveau.
    Voorbeelden zijn: datagedreven modellen, optimalisatiealgoritmen, geavanceerde tijdreeksanalyse, standaardisatie (inclusief OpenMI), gebruiksvriendelijkheid en benchmarking (vergelijkend onderzoek).
  • ICT-ondersteunde kennisoverdracht: Ontwikkeling van nieuwe vormen van communicatie, ondersteund door informatietechnologie en gericht op de overdracht van kennis en informatie naar waterbedrijven, beleidsmakers en huishoudens.
    Voorbeelden zijn: serious games, slimme apps, platformen voor scenarioberekeningen, ondersteuning van ‘slimme’ woningen (domotica) en ‘slimme’ steden.
  • Ontwikkeling van ‘water-wise’ concepten: Ontwikkeling van nieuwe, integrale ‘water-wise’ concepten voor de stedelijke waterketen, inclusief onderzoek naar de veerkracht van het stedelijk watersysteem.
    Voorbeelden zijn: vergelijking tussen een gecentraliseerde versus gedecentraliseerde watercyclus, onderzoek naar de effecten van modulaire (drink)waterproductiefaciliteiten en waterbehandelingen op systeemprestaties, ontwikkeling van scenario-gebaseerde diagrammen voor het profileren van de weerbaarheid van het (stedelijke) watersysteem als functie van verschillende stressfactoren.

Krachtige besluitvormingstools

Vanwege de interdisciplinaire aard is hydroinformatica een krachtige tool voor integraal stedelijk waterbeheer. Doordat hydroinformatica technologische, maatschappelijk en milieuaspecten samenbrengt, krijgen waterbedrijven en waterschappen direct toegang tot kennis die relevant is voor het onderbouwen van beslissingen op het gebied van integraal en veerkrachtig stedelijk waterbeheer.

Onze onderzoeksvisie: Water-wise World

Klimaatverandering, vervuiling, bevolkingsgroei: de toekomst stelt ons voor problemen die direct verband houden met de watercyclus. KWR genereert kennis om de watersector in staat te stellen ‘water-wise’ te opereren. Onze wetenschappelijke bevindingen en de daaruit voortkomende innovaties dragen wereldwijd bij aan een duurzame stedelijke watercyclus.

Onze onderzoeksvisie: Water-wise World
1
2
3
4
5

1. Enabling Technologies

Het onderzoeksprogramma Enabling technologies focust op de laatste ontwikkelingen in technologie, materialen, informatica en genomics zodat we die kunnen vertalen naar en inzetten in het watermanagement, met aandacht voor belangrijke factoren als kosten, veiligheid, duurzaamheid, wet- en regelgeving en maatschappelijke acceptatie.

1. Hydrogenomics

Genomics wordt in de watersector steeds vaker toegepast voor het monitoren van een veilige en gezonde waterkwaliteit en om de biodiversiteit vast te stellen. KWR onderzoekt de inzetbaarheid van DNA-technieken voor snelle, gevoelige en volledige analyse van de microbiologische waterkwaliteit. Ook ontwikkelen en implementeren we nieuwe DNA-methoden. Met de juiste inzet van genomics helpt KWR de watersector om de efficiëntie van waterkwaliteitsbeheer te verhogen en de kosten ervan te verlagen.

1. Innovatieve waterbehandelingstechnieken

Aan (drink)waterbehandeling worden veel eisen gesteld, terwijl de omstandigheden steeds complexer worden. De veelzijdige expertise van KWR op het gebied van waterbehandelingstechnieken komt tegemoet in de vele vragen waarmee de watersector wordt geconfronteerd. Dit helpt de innovativiteit, efficiëntie en duurzaamheid van de behandeling van drinkwater of afvalwater te vergroten.

1. Toekomstbestendige netwerken

Ook al heeft Nederland een uitstekend functionerend drinkwaternet, bepaalde delen zijn verouderd en worden de komende jaren vernieuwd. In deze ontwikkeling is het raadzaam rekening te houden met zowel de lusten als de lasten waarmee de watersector heeft te maken. Dat schept de kans om toekomstbestendige netwerken te creëren. KWR ondersteunt waterbedrijven bij deze ambitie door ontwikkeling en implementatie van tools, inspectietechnieken en het opzetten en evalueren van een streefstructuur met een toekomstvisie op waterleidingnetten. Een beleid van de waterinfrastructuur dat meer proactief is ingericht in plaats van reactief, maakt het mogelijk beter in te spelen op veranderende behoeften.

1. Nieuwe materialen en technieken

Voor het aantonen en verwijderen van nieuwe, goed in water oplosbare stoffen zijn geavanceerde materialen en technieken nodig. KWR ontwikkelt kennis over nieuwe materialen en technieken voor bepaling en verwijdering van nieuwe stoffen uit de waterketen, verspreidt deze kennis en maakt valorisatie mogelijk. Dit stelt de watersector in staat om bij monitoring van de waterkwaliteit tijdig en accuraat op veranderingen te reageren.

2. Health

Het Health onderzoeksprogramma draait om de beschikbaarheid van een primaire levensbehoefte: veilig en gezond water van hoge kwaliteit. We richten ons op de aanpak van problemen die die drinkwatervoorziening bedreigen, zoals verstedelijking, toenemend chemicaliëngebruik, klimaatverandering en veranderende bevolkingsopbouw.

2. Biologische activiteit

Groei van micro-organismen in (drink)water kan leiden tot risico’s voor de volksgezondheid, consumentenklachten, technische problemen en overschrijdingen van wettelijke normen. Naast het stellen van een accurate diagnose, zorgt KWR voor het beheersbaar maken van eventuele nagroeiproblemen. Dit helpt de drinkwatersector, industrie en overheid bij een goede procesvoering met zo min mogelijk risico’s.

2. Nieuwe stoffen

Nieuwe stoffen veroorzaken mogelijk bedreigingen voor milieu en volksgezondheid. KWR ontwikkelt methoden om slimmer, efficiënter en kostenbesparend stoffen in water te meten en te beoordelen. Dit helpt de watersector bij het maken van een realistische risicoschatting van nieuwe stoffen voor de mens en milieu en te beslissen over de zuivering.

2. Microbiologische veiligheid en hygiëne

Watersystemen moeten zodanig zijn ontworpen en functioneren dat burgers veilig gebruik van drinkwater kunnen maken en ziektes niet via het water worden verspreid. Door ontwikkeling van kennis en praktische tools voorziet KWR in de behoefte van de watersector om aan steeds striktere richtlijnen te kunnen voldoen. Daarmee zijn de microbiële veiligheid en hygiëne van watersystemen te beoordelen en beheersbaar.

2. Veilige innovatie en de watersector

Bij innovaties ontbreekt vaak inzicht in eventuele risico’s voor (drink)water en volksgezondheid. Ook zijn de randvoorwaarden voor maatschappelijke acceptatie niet altijd duidelijk. De watersector wil met onderzoek proactief de verbinding leggen tussen kansen, veiligheid en acceptatie van nieuwe technologieën. KWR biedt concrete oplossingen door onderzoek uit te voeren naar de duiding en beheermogelijkheden van eventuele risico’s. Dit draagt bij aan het behoud van een sterk publiek vertrouwen in de watersector.

3. Society

Hoe sluit je effectief aan bij de razendsnelle maatschappelijke ontwikkelingen? Welke factoren beïnvloeden watermanagement? Wat draagt bij aan noodzakelijke transformaties en wat werkt ertegen? Deze vragen wil we in het onderzoeksprogramma Society beantwoorden om beleidsmakers, stakeholders en burgers te helpen samen kennis te ontwikkelen en water-wise vorm te geven aan besluitvorming en beleid.

3. Burgerbetrokkenheid en citizen science

Groeiende burgerbetrokkenheid stelt de watersector voor steeds hogere eisen. Er is een verbinding nodig tussen technische en sociale governance-vraagstukken. Met de kennis en ervaring van KWR over citizen science en participatieprocessen kunnen waterbedrijven en waterschappen inspelen op actuele vragen en eisen van klanten en burgers. Dat helpt de knelpunten ervan in kaart te brengen, strategische kansen te benutten en de afstand tussen burgers en de watersector te verkleinen.

3. Samenwerking met stakeholders

Stakeholder samenwerking wordt steeds belangrijker in de watersector. Dit vergroot de doelmatigheid van organisaties en maakt het mogelijk om ingewikkelde (gebieds)opgaven op te lossen. Voor de juiste afwegingen helpt KWR met een speciaal ontwikkeld raamwerk waterorganisaties hun strategische positionering te bepalen. Met verschillende handelingsopties voor onderdelen van omgevingsmanagement, kunnen uiteenlopende stakeholders reflecteren hoe dit binnen hun organisatie werkt. Dat helpt hun activiteiten op dit gebied vorm te geven.

3. Kenniscoproductie

Door snelle kennistoename binnen uiteenlopende samenwerkingsverbanden hebben waterorganisaties een partij nodig die hen ondersteunt bij vertaling van die kennis naar hun eigen praktijk en naar de maatschappij. KWR helpt bij het zoeken naar oplossingen om het proces van sturing en implementatie van innovaties soepel te laten verlopen. Aangezien iedere speler in de watersector te maken heeft met deze processen en daarmee samenhangende kennisvragen biedt collectief onderzoek naar coproductie een grote meerwaarde.

4. Sustainable Watercycle

Om ook in de toekomst water te hebben, moeten we duurzaam omgaan met de watercyclus. Het onderzoeksprogramma Sustainable watercycle focust op water-wise management: hoe kunnen we duurzaam omgaan met zoetwaterbronnen of de extremen in neerslag en droogte door klimaatverandering en hoe komen we tot een klimaatneutrale waterketen en een circulaire economie?

4. Duurzaam gebruik van zoetwaterbronnen

Toegang tot voldoende en schoon zoet water is geen vanzelfsprekendheid. In toenemende mate en overal ter wereld staat de watersector voor de uitdaging om zoetwaterbronnen duurzaam te benutten. KWR ontwikkelt kennis, technieken en beheermaatregelen om zo optimaal mogelijk te voorzien in de eisen die aan voldoende en schone zoetwaterbronnen worden gesteld. We zijn een vakkundige partner voor de watersector om ook in de toekomst op zoet water voor mensen, landbouw, industrie en natuur te kunnen rekenen.

4. Resource recovery

De aandacht voor resource recovery in de waterketen neemt wereldwijd toe. Omzetting van reststoffen tot waardevolle producten is een belangrijke schakel in de transitie van een lineaire naar een circulaire economie. KWR onderzoekt hoe techniek, maatschappij en overheid de uitdagingen van grondstoffen hergebruik tegemoet kunnen treden. Hierbij staan duurzaam en kosteneffectief gebruik van reststromen en een integrale aanpak centraal. Uiteraard is zuinig omgaan met water, energie en grondstoffen onderdeel van het gedachtengoed. De watersector kan zo de resource efficiency in de praktijk brengen.

4. Watertechnologie voor duurzame energie

Vanuit hun maatschappelijke positie willen waterbedrijven, gemeenten, waterschappen en een toenemend aantal marktpartijen bijdragen aan verduurzaming van de energiebehoefte. Op het grensvlak tussen energie en water doet KWR onderzoek naar watertechnologieën, gericht op energiebesparing, opwekking van energie en energieopslag en -hergebruik met aandacht voor een efficiënte omgang met water. Een geïntegreerde aanpak van water én energie draagt bij aan de duurzaamheid en efficiëntie van de hele watercyclus.

4. Klimaatverandering en de watersector

De watersector heeft praktijkgericht onderzoek nodig om uiteenlopende gevolgen van klimaatverandering het hoofd te bieden. KWR voorziet in die behoefte met kennisontwikkeling en praktische tools die helpen de effecten van adaptieve maatregelen te beoordelen. Dit versterkt de weerbaarheid van de watersector en helpt kansen door klimaatverandering te benutten.

5. Thinking Ahead

Binnen het onderzoeksprogramma Thinking ahead kijken we samen met samenleving en stakeholders naar trends die maatschappij, milieu, wetenschap en techniek zullen beïnvloeden en impact hebben op en handelingsperspectief bieden voor de watersector. Daarnaast ontwikkelen we modellen om te kijken hoe de waterketen van de toekomst het best kan worden ingericht

5. Toekomstverkenning en responsstrategieën

Verkenningen van trends en horizonscanning helpen de watersector toekomstige bedreigingen en kansen te herkennen en strategisch tegemoet te treden. KWR verkent nieuwe maatschappelijke en technologische ontwikkelingen, bepaalt de impact op de watersector, voert scenariostudies uit, en ontwikkelt met de sector de benodigde responsstrategieën. Onderzoek naar trends en horizonscanning helpt de watersector vraagstukken in breed perspectief te zien, informatie snel te verwerken en strategisch toe te passen.

5. Hydroinformatica voor waterbewuste steden

Hydroinformatica – een combinatie van wateronderzoek en informatietechnologie – maakt het mogelijk om data te vertalen in kennis, waarna onderbouwde beslissingen kunnen worden genomen. Hiermee biedt hydroinformatica directe ondersteuning bij integraal en veerkrachtig stedelijk waterbeheer.