Waterinfrastructuur

Oplossingen voor onze waterinfrastructuur

De TU Delft denkt actief mee over slimmere oplossingen voor onze waterinfrastructuur. Hoogleraar Jules maakt zich hard voor bundeling van dit onderzoek onder de noemer Urban Water Infrastructure. Ook het onderzoek van Marie-Claire valt hierbinnen.
Andere betrokken onderzoekers:
Professor Nick van de Giesen is betrokken bij verschillende onderzoeksinitiatieven om regenval en beschikbaarheid van water in de stad en voor de landbouw beter te begrijpen.
Herman Russchenberg, voorzitter van het TU Delft Climate Institute, is actief binnen het onderzoeksthema “Urban Climate”. Urban Climate & Hydrology is een nieuw vak in de nieuwe mastertrack Environmental Science and Engineering dat Marie-Claire gaat verzorgen vanaf September 2017.

Regen meten op straatniveau

Ondergelopen straten in grote, dichtbevolkte steden lijken steeds vaker voor te komen. Tijdens hevige buien loopt het water niet goed weg of de riolen kunnen het water niet aan. Waar en wanneer overlast zal ontstaan, kunnen we op dit moment niet goed voorspellen. Zeker in dichtbevolkte steden, waar de bestrating per wijk verschilt en waar diverse afwateringsystemen zijn, is voorspellen lastig. Daarom willen onderzoekers met radars regen nauwkeuriger waarnemen, met sensoren in riolering de waterstand monitoren en wateroverlastobservaties van bewoners in de stad beter in kaart brengen. Deze informatie probeert Marie-Claire ten Veldhuis in diverse projecten op te halen. Haar doel is om nauwkeuriger te voorspellen of straten wel of niet onder water komen te staan.

Radars

Het wordt overheidsorganisaties en bedrijven steeds duidelijker dat ze actie moeten ondernemen om de schade door water te beperken. In samenwerking met regionale waterschappen en de Gemeente Rotterdam is in het project RainGain een regenradar in Rotterdam geplaatst om de regen in de stad beter te kunnen waarnemen. Marie-Claire: “Deze radar is uniek in een stadstoepassing. Je kent natuurlijk het nationale radarnetwerk van KNMI. Dat zijn twee radars die een straal van 100 à 150 kilometer hebben. De regenmeting op basis van deze informatie is vrij onzeker. Met de radar in Rotterdam kun je de regen nauwkeuriger meten en met hogere resolutie: zo kun je tot op straatniveau zien waar de regen valt. Want dat maakt wel uit voor zo’n grote, dichtbevolkte stad.”

Regen voorspellen

Om nauwkeuriger regen te voorspellen moet de radar nog verder doorontwikkeld worden: “Deze radar heeft veel potentie in het open veld, maar is nog niet getest in een stedelijke omgeving. We werken nauw samen met de Remote Sensing group van hoogleraar Atmospheric Remote Sensing, Herman Russchenberg. We brengen experts samen op het gebied van radar, hydrologie en atsmosfeer. Zo kunnen we ervoor gaan zorgen dat we nauwkeurig en accuraat regenval kunnen observeren en het kunnen voorspellen voor specifieke locaties in een stad.”

Afstroming in stad

Voordat modellen betrouwbaar kunnen voorspellen of de straten in Rotterdam onder water komen te staan, is onderzoek nodig naar de hydrologische processen in de stad. “We weten op dit moment onvoldoende nauwkeurig waar de regen valt. Ook onze kennis over hoe het water wordt afgevoerd, het hydrologisch systeem, schiet tekort. Denk aan de manier waarop oppervlakken, zoals bakstenen of asfalt, water afvoert, de mate waarin water wordt geïnfiltreerd door planten en hoe riolen pompen en andere watersystemen functioneren in de stad. Deze informatie is ook nuttig voor de waterschappen die zich bezig houden met de waterstand.”

Kwaliteit van data

Er bestaan modellen die deze hydrologische processen tot in groot detail in kaart brengen, maar de nauwkeurigheid van dergelijke modellen hangt volledig af van de kwaliteit van de data die wordt ingevoerd. “Er is op dit moment een enorme mismatch tussen het detailniveau van modellen en de resolutie en nauwkeurigheid van gegevens die beschikbaar zijn om de modellen te voeden en te valideren.” Met name de dynamische factoren die van invloed zijn op wateroverlast zijn mondjesmaat bekend en leiden tot grote onzekerheden in de modeluitkomsten. Denk aan factoren als regenval, opvang- en infiltratiecapaciteit van straten, pleinen en bergingsvoorzieningen in de stad, toestand van het rioolsysteem en sturingsregels van pompen en stuwen.

Moderne informatiebronnen

In haar zoektocht naar data werkte Marie-Claire ook mee aan het project RainSense Amsterdam. In dit project gingen diverse partijen als gemeente Amsterdam, TU Delft en softwareontwikkelaar IBM op zoek naar nieuwe informatiebronnen om data van regen en wateroverlast te verzamelen. De potentie van nieuwe informatiebronnen, zoals een app waarin mensen regen en wateroverlast kunnen melden en sensoren aan paraplu’s en lantarenpalen, werden onderzocht.

Schade bij verzekeraars

Verzekeraars hebben ook interesse in de kennisontwikkeling op het gebied van wateroverlast. “Er wordt veel onderzoek gedaan naar klimaatverandering en wat voor overlast het gaat brengen, maar we hebben nog niet berekend wat de kosten van die schade zijn. Er worden nog veel dikke duim schattingen gedaan. Met de verzekeraars hebben we in het OASIS KIC Climate project analyses gemaakt van de daadwerkelijk opgetreden schade door te kijken naar de schadeclaims bij verzekeraars: Hoeveel water er liep er vanaf de straat de huizen in en wat is de oorzaak? Lekke daken en dakkappellen, of infrastructuur in de straat? Je combineert dan hydrologie en schade met elkaar. Dit helpt overheden weer om gericht maatregelen te nemen, voordat er massaal wordt geïnvesteerd in riolering, waterpleinen of radars.”

Zoektocht data

Met PhD’s en andere collega’s werkt Marie-Claire hard om de laatste puzzelstukjes te vinden om tot een goed model te komen om wateroverlast in de steden te voorspellen. “Ik vind het fascinerend hoe watersystemen werken. In de stedelijk context is het leuk om aan te werken, want het is maatschappelijk heel relevant. En het is heel complex, omdat je te maken hebt met diverse soorten informatie. In een model kan ik nu heel veel informatie stoppen, maar er zijn nog veel beperkingen. Mijn trigger om door te gaan is om dat informatie gat te dichten.” 

Gepubliceerd: november 2016

© 2017 TU Delft

Metamenu