Meten en monitoren in het deltasysteem
Laboratoria, grote waterbassins, veldproeven, innovatieve metingen en monitoring. Met gedegen onderzoeksmethoden werkt Deltares aan vraagstukken om het leven in delta’s, kust en riviergebieden veilig, duurzaam en bewoonbaar te houden. Deze kennis maken we voor iedereen toegankelijk en met een aanpak die écht werkt in de praktijk.
Hoe vergroten we onze kennis?
Locatiebezoek
Informatie uitwisselen is belangrijk om een goede analyse te maken. Zo kunnen we lokale kennis ophalen en een gedragen oplossing kiezen.
Onderzoeksfaciliteiten
Deltares heeft verschillende onderzoeksmogelijkheden. Fysieke faciliteiten zoals golf- en stroomgoten en bassins voor watervragen. Deltares heeft ook een geo-modelhal en geo-centrifuge voor ondergrondvragen, en een veldfaciliteit waarin meet- en monitoringtechnieken worden ontwikkeld. Er zijn ook datafaciliteiten om gegevens te verwerken. Daarnaast zijn er labs voor biologische, chemische en fysische onderzoeken van bijvoorbeeld water en grondmonsters.
Het veld
In proeftuinen werken we samen met partners aan innovaties door 1:1 testen. Vaak beginnen we in het lab en gaan dan in het veld verder op grote schaal. We gaan ook het veld in om meettechnieken te testen, data te verzamelen, modellen te valideren en processen te monitoren.
Model
We beschikken over numerieke modellen. Enerzijds kunnen we daarmee de haalbaarheid van proeven en van meetmethoden voorspellen zodat deze optimaal kunnen worden ontworpen (meetsimulaties). Anderzijds kunnen we de modellen met meten en monitoren valideren. De resultaten vinden hun weg naar de praktijk en het beleid door deze in richtlijnen en protocollen vast te leggen.
Hoe vergroten we onze kennis
Locatiebezoek
Informatie uitwisselen is belangrijk om een goede analyse te maken. Zo kunnen we lokale kennis ophalen en een gedragen oplossing kiezen.
Onderzoeksfaciliteiten
Deltares heeft verschillende onderzoeksmogelijkheden. Fysieke faciliteiten zoals golf- en stroomgoten en bassins voor watervragen. Een geo-modelhal en geo-centrifuge voor ondergrondvragen, en een veldfaciliteit waarin meet- en monitoringtechnieken worden ontwikkeld. Er zijn ook datafaciliteiten om gegevens te verwerken. Daarnaast zijn er labs voor biologische, chemische en fysische onderzoeken van bijvoorbeeld water en grondmonsters.
Het veld
In proeftuinen werken we samen met partners aan innovaties door 1:1 testen. Vaak beginnen we in het lab en gaan dan in het veld verder op grote schaal. We gaan ook het veld in om om meettechnieken te testen, data te verzamelen, modellen te valideren en processen te monitoren.
Model
We beschikken over numerieke modellen. Enerzijds kunnen we daarmee de haalbaarheid van proeven en van meetmethoden voorspellen zodat deze optimaal kunnen worden ontworpen (meetsimulaties). Anderzijds kunnen we de modellen met meten en monitoren valideren. De resultaten vinden hun weg naar de praktijk en het beleid door deze in richtlijnen en protocollen vast te leggen.
Bekijk deze infographic op je desktop
De Ondergrond
Het samenspel van water, ondergrond en sediment is ons onderzoeksgebied. De focus ligt in deze tekening op de ondergrond. Een belangrijke leverancier van ecosysteemdiensten, maar ook de belangrijke basis onder onze voeten. We wonen, werken en leven erop en daarover zullen we steeds vaker bewuste keuzes moeten maken.
Laboratoria
Deltares heeft een geotechnisch en een fysisch chemisch biologisch laboratorium. Hier onderzoeken we de specifieke eigenschappen van de ondergrond, sediment en de bodemgezondheid.
Deltares zoomt in en uit
Van de kleine bacteriën tot landelijke dekking door satellietdata. Het is allemaal belangrijk om het systeem en de veranderingen daarin duidelijk te krijgen. In- en uitzoomen zorgt ervoor dat de puzzel gelegd kan worden en de samenhang bewaakt blijft zodat de vraagstukken integraal worden aangepakt, vanuit een systeembenadering.
Legenda
Waar en waarom meten we?
Zoet/Zout-grens
1
Zeebodem
Waar vinden we voldoende en geschikt zand voor bouwactiviteiten of suppletie, hoe kunnen we deze voorraad duurzaam beheren, wat zijn goede plekken voor andere offshore functies, bijvoorbeeld de natuur. Wat zijn de effecten van onze activiteiten op zee hierop. Naast geofysische data maken we ook gebruik van boringen die geologische informatie leveren.
2
Windmolens
Voor de molens zijn efficiënte en zo duurzaam mogelijke funderingen nodig. We voeren uitgebreide tests uit in onze faciliteiten om de processen met betrekking tot stroming en zeebodem te modelleren. We onderzoeken hoe je funderingen tegen ontgronding kan beschermen. Hierbij speelt ook de samenstelling van die ondergrond een grote rol. De installatie en aanwezigheid van windmolens hebben invloed op de biodiversiteit ter plekke. Samen met anderen zoeken en testen we oplossingen en meten we aan bijvoorbeeld stroming, erosie en trillingen. In onze laboratoria bekijken we wat de gevolgen van de anti-corrosiebehandeling zijn op het milieu. En we onderzoeken of de begraafdiepte van stroomkabels met glasvezels kan worden gemonitord zodat schade wordt voorkomen.
3
Stedelijk gebied
Door droogte kunnen effecten als krimp-zwel van klei optreden en kunnen huizen met ondiepe funderingen of houten palen schade ondervinden. Door te meten aan grondwaterstanden, vervormingen en/of scheurwijdtes kunnen we leren over de effecten van klimaatverandering op de stad. Met scheurwijdtemeters en fotogrammetrie kan dit langere tijd en op afstand. We volgen hoe schade ontstaat en of gekozen oplossingen werken. Kademuren langs grachten in binnensteden zijn vaak al meer dan 100 jaar oud en voorbij hun technische levensduur. Maar moeten we ze dan ook echt allemaal vervangen? Door informatie uit metingen van de vervorming van de kade, de grondwaterstand en de omgeving kunnen we modellen valideren en onnodige vervanging voorkomen of nieuwbouw effectiever maken. In de drukke stedelijke omgeving kunnen we door slim te meten en monitoren de ondergrond en processen daarin in kaart brengen terwijl op straat de hinder minimaal is.
Meer informatie
Kademuren slim en toekomstbestendig
4
Landelijk gebied
We onderzoeken de samenstelling van de ondergrond. Bijvoorbeeld heel lokaal door boringen of door extenso-meters. Daardoor weten we nu bijvoorbeeld over bodemdaling dat de bodem soms weer terugveert. We meten ook op grotere schaal met zgn. non-destructieve geofysische methodes. Bijvoorbeeld door electro-magnetische metingen vanaf drones en helicopters zijn zwakke plekken rondom dijken en de aanwezigheid van zout grondwater efficiënt in kaart te brengen.
5
CO2 en andere broeikasgassen
Bodemdaling in landelijk gebied is vaak het resultaat van oxidatie. Als veen door zuurstof verbrandt komt er CO₂ vrij. Dit meten we in het veld op kleine schaal met een Micro-portable greenhouse gas analyzer of met de Eddy Covariance voor een groter gebied. Deze monitoring is belangrijk om te kunnen vaststellen of de maatregelen tegen bodemdaling ook een afname in CO₂-uitstoot opleveren.
Meer informatie
Bodemdaling
7
Grondwater
Met boorgatmetingen kunnen we de zoet-zout gehaltes in modellen valideren. Zo laten ze ons zien waar zoetwater opslaan mogelijk is. Op provincieschaal doen we dat vanuit een helikopter met elektromagnetische apparatuur. Met peilbuizen leggen we de relatie tussen grondwaterstand en klimaatverandering om tijdig aan oplossingen te werken. Na validatie van onze modellen is het resultaat uiteindelijk een kaart of dashboard waarmee de beheerder tot actie kan overgaan. Ook metingen van anderen, bijvoorbeeld een milieudienst kunnen worden gemodelleerd.
6
Bodemgezondheid
Een ondergrond met bodemleven is belangrijk voor het ecosysteem maar ook om voldoende water door te laten om de bodem vochtig te houden. Een schone bodem betekent schoon grondwater. Ons onderzoek varieert hier van regenwormen tellen tot het tegengaan van vervuiling met bacteriën of andere natuurlijke oplossingen.
8
Rivieren
De ondergrond speelt in rivieren een belangrijke rol. Erosie zorgt er voor dat de rivier steeds dieper wordt en sneller stroomt, ook baggeren heeft dit effect. De erosie zorgt ook voor lagere zomerpeilen en daarmee ook een lagere binnendijkse grondwaterstand. Als natuurlijke oplossing wordt bijvoorbeeld rivierverbreding, ruimte voor de rivier gekozen. Elke keuze heeft gevolgen voor het bodemprofiel en functies van de rivier. In proeftuinen zoals Sediment Rijnmond wordt hier met belanghebbenden onderzoek naar gedaan. Door monitoring, faciliteitenonderzoek en modelleren zoals in het PRISMA onderzoek wordt het baggeren in havens efficiënter en duurzamer.
9
Dijken
De stabiliteit van dijken is belangrijk in een dicht bevolkt gebied als Nederland. Zowel in de faciliteiten als in 1:1 proeven in het veld wordt dit onderzocht. Bij dijkversterkingsoperaties kunnen succesvolle innovaties meteen worden geïmplementeerd en regelgeving aangepast. We kijken naar piping en opbarsting waardoor de dijk kan doorbreken, zoals in de Hedwigepolder en bij Kampen. Hiervoor gebruiken we bijvoorbeeld waterspanningsmeters, inclino- en extensometers en geofysische technieken zoals ERT (Electrical Resistivity Tomography). Maar ook op grote schaal wordt stabiliteit onderzocht. Tussen Amsterdam en Enkhuizen wordt nu de ondergrond van het totale dijkenstelsel door ons in kaart gebracht.
10
Infrastructuur
Voor wonen, werken en leven in de delta is infrastructuur nodig. Met onze kennispartners onderzoeken en adviseren we over aanleg, instandhouding en weerbaarheid van infrastructuurnetwerken. De invloed van de ondergrond en grondwater op de stabiliteit van infrastructuur bepalen we met diverse onderzoeks- en meettechnieken. Met oog op de veiligheid en de leefbaarheid meten en modelleren we trillingen veroorzaakt door het vervoer en kan worden bepaald hoe hard treinen mogen rijden zonder overlast. Hiervoor gebruiken we bestaande glasvezelkabels langs het spoor als meetinstrument.
Uit de wereld van meten- en monitoren
Wat zien we in de toekomst
Continu in verbinding
Door systemen met elkaar te verbinden wordt het in de toekomst mogelijk om op afstand en op ieder moment data om te zetten tot beslisinformatie. Vervolgens laten we dat besluit weer checken in het veld.
Data, metingen (afkomstig van bijvoorbeeld satellieten, robotica)
Zelflerende modellen
Webviewer
Investeren in nieuwe technologie
We houden data beschikbaar en bruikbaar, maken gebruik van kunstmatige intelligentie en de laatste nieuwe rekenmethodes. We investeren in zowel Deltares experts als onze meet- en monitoringsfaciliteiten om de uitdagingen aan te kunnen.
FAIR data
Cloud computing
Machine learning
Duurzame oplossingen inpassen
Voor behoud van biodiversiteit en onze gezondheid is het belangrijk om bijvoorbeeld Nature based Solutions in te passen. Door meten en monitoren kunnen we zien hoe de toegepaste oplossingen functioneren en tot op welke hoogte dit de al aanwezige infrastructuur duurzamer maakt.
Bijvoorbeeld zandmotor
Bijvoorbeeld bacteriën inzetten bij bodemvervuiling
Bijvoorbeeld aquifer recharge
Toegankelijkheid
Communicatie wordt steeds belangrijker. Wetenschap krijgt niet meer zomaar het vertrouwen. Met meten en monitoren kunnen we niet alleen kennis delen en effecten laten zien. Belanghebbenden kunnen zelf ook hun acties en inspanningen in beeld krijgen. Dat maakt het resultaat inclusiever.
Wetenschapscommunicatie
Citizen science
Ane Wiersma
Afdelingshoofd toegepaste geologie en geofysica
New Orleans bodemdaling
De grootste stad van Louisiana heeft last van bodemdaling. Totdat een groot deel van de stad overstroomde tijdens orkaan Katrina in 2005 werd er niet gemeten of gemonitord. Langzaam kwam het besef dat ook de ondergrond belangrijk is voor een veilige stad. In 2018 startte er een grote meetcampagne aan ondergrond, maaivelddaling en grondwater. Ook Deltares experts waren ter plekke om advies hierover te geven. Er werden 75 boringen gedaan en samen met de hoogtebeelden gaven die een goed beeld van de ondergrond. Dit jaar wordt nog gestart met een grondwater- meetnet en model. Ook groen-blauwe oplossingen zijn getest.
Kusterosie Senegal
Voor Saint Louis in Senegal werkten we aan monitoring en modellering van kusterosie. Met het uitvoeren van drie grote meetcampagnes is veel kennis opgedaan van de golven, stromingen en afvoer van de rivier. De uitkomsten gebruikten we om modellen van het systeem op te zetten. Alle opties om het gebied veiliger te maken kunnen nu via voorspelling worden beoordeeld. Ook de verzilting is meegenomen.
Ganges stroomgebied
Dit stroomgebied is de woonplaats van de helft van de bevolking van India en een belangrijke waterbron. Om het watersysteem (grond- en oppervlaktewater) te herstellen en vervuiling en ecologisch verval tegen te gaan is een stroomgebiedsstrategie nodig. Hiervoor hebben experts van verschillende Deltares disciplines samen gewerkt: oppervlaktewater, grondwater, ecologie, beleidsadvies en communicatie. Naast de analyse van de ondergrond, de grondwaterstromen en hun kwaliteit moesten we begrijpen hoe het grondwater interacteerde met de rivier en de irrigatiekanalen. De rivierafvoer, en daardoor ook het grondwatersysteem, veranderen snel door klimaatverandering. Gesprekken met lokale wetenschappers en beheerders zorgden voor een voorstel om het grondwater monitoringssysteem te herzien. Dit systeem levert input voor de strategie voor het hele stroomgebied.
Colombia
In de stad Santiago de Cali in Colombia werken Deltares en IHE samen met lokale waterautoriteiten en lokale professionals aan de implementatie van het grondwaterbeheerplan voor de watervoerende laag onder de stad. Prioriteit hebben: een goede waterbalans opzetten, de analyse van de impact van rivieroeverfiltratie maken en analyse van de verontreiniging afkomstig van een oude stortplaats. Om de waterbalans te beoordelen en inzicht te krijgen in de aanvulling van het grondwater via de rivierbedding hebben we verschillende piëzometers (waterdrukmeters) met grondwaterpeilloggers geïnstalleerd. Ook worden oppervlaktewater- en grondwatermonsters verzameld voor chemische analyse. Hiermee valideren we het bestaande numerieke model om de waterbalans te berekenen. Bij de stortplaats maken we gebruik van boorgaten en geo-fysiche onderzoeken om meer informatie te krijgen over de ondergrond. Deze informatie wordt gebruikt om een numeriek grondwatertransportmodel te valideren dat ontwikkeld is om de beweging van de verontreinigende pluim in de ondergrond te beoordelen. Het model zal worden gebruikt om het effect te beoordelen van verschillende maatregelen die de verontreiniging van het grondwater moeten beperken.
Noordzee zand
Nederland verdedigt een flink stuk van de kust met zand. De bekendste langdurige suppletie is de zandmotor. Dat zand wordt gewonnen uit de Noordzee. Maar de Noordzee heeft ook andere functies; natuur, visserij en energie (windmolenparken). Met Rijkswaterstaat hebben we een delfstoffeninformatiesysteem opgezet voor de Noordzee, dat geeft bijvoorbeeld aan waar het geschikte suppletiezand ligt. Zo wordt duidelijk waar de zandonttrekking knelt met de andere functies. We baseren dit op geologische boringen en binnenkort ook seismologische data.