project

Toepasbaar maken Aquarellus

Expert(s):
dr. Joost van Summeren, dr. Mark Morley, dr.ir. Mirjam Blokker

  • Startdatum
    01 jan 2020
  • Einddatum
    31 dec 2021
  • Opdrachtgever
    Bedrijfstakonderzoek
  • samenwerkingspartner(s)
    Brabant Water, De Watergroep, Dunea, Evides, PWN, Vitens, Waterbedrijf Groningen, Waternet

Het optreden van bruinwater vormt een belangrijk onderdeel van de meldingen over waterkwaliteit die Nederlandse drinkwaterbedrijven van klanten ontvangen. Om deze incidenten tegen te gaan is het belangrijk inzicht te hebben in de beweging en accumulatie van deeltjes in het distributienet. Voor dit doel is in de afgelopen jaren de tool Aquarellus ontwikkeld, die vervuiling van het drinkwater kan voorspellen op grond van deeltjes die in het distributienet bezinken. Maar aan de huidige versie van de tool kleven verschillende nadelen. Nauwkeurige berekeningen zijn te tijdrovend en uitsluitend leidingnetten met een beperkte lengte (~10 km) kunnen ermee worden doorberekend. Bovendien bestaat de wens om Aquarellus gebruiksvriendelijker te maken. Dit project beoogt in de gevraagde verbeteringen te voorzien en de tool toepasbaar te maken voor operationele doeleinden.

Technische aanpassingen

Om de tool toepasbaar te maken voor leidingnetten van relevante omvang, moeten verschillende technische aanpassingen worden doorgevoerd. Voor correcte modelberekeningen is kennis nodig van de eigenschappen van deeltjes in het leidingwater, zoals valsnelheid, deeltjesgrootte, bed load snelheid en mobiliteitsgrenzen. In voorgaande projecten is verkend welk type labexperimenten geschikt zijn om deze eigenschappen te bepalen. Daarnaast zijn veldmetingen van de troebelheid nodig zodat de modeluitkomsten hiermee kunnen worden gevalideerd.

Twee varianten

Allereerst gaan we het technisch presteren van de tool verbeteren, om deze te kunnen toepassen op werkelijke distributiegebieden. Hierbij werken we toe naar twee verschillende varianten. De zogenoemde “Laptop-variant” is geschikt voor het doorrekenen van sedimentatiescenario’s van een beperkte grootte (tot minimaal 200 km) en heeft een  resolutie die de gebruiker kan aanpassen (verlagen) om snellere berekeningen mogelijk te maken. De “High performance- variant” is toegesneden op het doorrekenen van grotere (deel)gebieden op een rekenserver met maximale nauwkeurigheid. Wanneer de tool voldoende blijkt te presteren, bepalen we hiermee in een laboratoriumopstelling de eigenschappen van deeltjes (invoerparameters voor Aquarellus). Hierbij werken we met spuimonsters, met als doel een zo compleet en realistisch mogelijk beeld te vormen van de deeltjeseigenschappen en hoe deze zich verhouden tot de transporteigenschappen.

Bruinwaterincidenten tegengaan

Doorontwikkeling van de Aquarellus-tool vergroot het inzicht in de nauwkeurigheid van de voorspelde sedimentatiepatronen. Op uiteenlopende punten kan de netwerkbeheerder hierdoor verbeteringen aanbrengen, gericht op het tegengaan van bruinwaterincidenten: effectiever inrichten van schoonmaakplannen en het bepalen van meetlocaties in het leidingnet voor onderzoek naar sedimentvorming. Op de lange termijn kan Aquarellus in combinatie met het optimalisatieplatform Gondwana worden ingezet, dat door KWR is ontwikkeld. Dit biedt nieuwe kansen voor het optimaliseren van netwerkontwerpen, zodat het risico op bruinwater tot een minimum wordt beperkt. Ook kunnen op deze manier meet- en sensorlocaties worden bepaald  voor een effectieve monitoring van sedimenten in leidingnetten.