Deltares Onderzoeksplan 2018

Transcriptie

1 Deltares Onderzoeksplan november 2017 Redactie/Schrijfteam: Jan Aart van Twillert, Harm Duel, Hans Vissers, Henriette Otter, Hanneke van der Klis, Joost Icke, Nick Leung, Michiel Blind, Peter van den Berg (eindredacteur) Contents Deltares Onderzoeksplan Inleiding Externe ontwikkelingen Strategisch Onderzoek bij Deltares Evaluatie en zorg Kennisdisseminatie en communicatie Onderzoeksplan per thema Flood Risk Ecosystems and Environmental Quality Water and Subsoil Resources Delta Infrastructure Adaptive Delta Planning Enabling Technologies Inhoudelijke en financiële kaders Inzet in Topsectoren Inzet in maatschappelijke thema s Inzet lange termijn kennisbasis Inzet op EU/internationaal Inzet op samenwerkingen met private partijen TKI subsidieregeling Deltares Onderzoeksplan 2018 Page 1

2 1 Inleiding Dit is het Onderzoeksplan van Deltares voor 2018, waarin de voorgenomen activiteiten worden beschreven, die binnen het kader van het Strategisch Onderzoek (SO) zullen worden uitgevoerd. Het Strategisch Onderzoek is vooral gericht op de langere termijn en is daarmee essentieel voor de instandhouding en ontwikkeling van de kennisbasis. Deze kennisbasis is nodig voor het vinden van oplossingen voor maatschappelijke vraagstukken, die spelen op de middellange en lange termijn in binnen- en buitenland. De missie van Deltares is Enabling Delta Life. Als toegepast kennisinstituut zetten we onze hoogwaardige kennis in om innovatieve en duurzame oplossingen voor wereldwijde vraagstukken rondom risico s en het gebruik van water en ondergrond mogelijk te maken. Het SO maakt onderdeel uit van de (totale) kennisstrategie van Deltares, zoals die is vastgelegd in The World of Deltares (zie: Externe ontwikkelingen De internationale en nationale agenda s spelen in toenemende mate een rol in de programmering van onderzoek, kennis en innovatie. Klimaatverandering, veranderende weerpatronen en effecten als zeespiegelstijging, verdroging, bodemdaling en wateroverlast vragen om aanpassingen van de samenleving. Nu al zien we dat het wegvallen van water- en voedselbeschikbaarheden als gevolg van onder meer klimaatverandering kunnen leiden tot conflicten en grootschalige migratie van bevolkingsgroepen in kwetsbare regio s. Dit vraagt om een duurzamere ontwikkeling van de wereld, en om robuuste en integrale oplossingen. De belangrijkste agenda s zijn onder meer de Sustainable Development Goals (SDGs) van de VN, de Societal Challenges en Key Enabling Technologies van de EU (H2020), het Sendai Framework voor disaster risk reduction, de klimaatconferentie van Parijs 2015 (COP21), die geleid heeft tot een internationaal klimaatakkoord en de Internationale Water Ambitie van de Nederlandse Departementen. Om verder aan te sluiten bij de (inter)nationale agenda s en aan te haken bij mondiale ontwikkelingen en behoeften, zijn de negen topsectoren in opdracht van het ministerie van EZ in voorjaar en zomer 2017 aan de slag gegaan om aan te geven hoe deze sectoren bijdragen aan het oplossen van de vraagstukken: Voor acht maatschappelijke uitdagingen en tien sleuteltechnologieën zijn proposities opgesteld waarbij onze sectoren vanuit publieke en private organisaties een belangrijke rol kunnen spelen. Voor de Topsector Water en Deltares is de maatschappelijke uitdaging Klimaat en Water het belangrijkst. Dit is ook de aanleiding geweest om de Kennis- en Innovatieagenda s (KIA s) van de topsectoren en onderliggende Topconsortia voor Kennis en Innovatie (TKI) te actualiseren. In september 2017 is de nieuwe KIA van de TKI Deltatechnologie voor de jaren gepubliceerd. In de nieuwe KIA zijn Deltares Onderzoeksplan 2018 Page 2

3 een aantal themadoorsnijdende en grensverleggende ontwikkelingen, zoals op het gebied van data en ICT, en majeure transities, bijvoorbeeld op het gebied van de circulaire economie en energie, als belangrijke driving forces meegenomen in de uitwerking. Daarnaast zijn, vanuit de vraagsturing over de volle breedte van de sector, nieuwe accenten opgenomen. Nederland onderscheidt zich internationaal door haar unieke kennispositie op het gebied van watermanagement. Het Nationale Kennis- en innovatieprogramma Water en Klimaat (NKWK) is een mooi voorbeeld van het ontwikkelen en uitwisselen van kennis tussen markt, kennisinstellingen en overheid met als doel om kennis sneller en breder beschikbaar te hebben voor alle partijen zodat snelle en concrete toepassingen van innovaties mogelijk zijn. De veertien onderzoekslijnen van het NKWK sluiten naadloos aan bij de TKI Deltatechnologie, waarin tien Kennis- en Innovatieclusters (KICs) zijn benoemd. De KICs clusteren maatschappelijke opgaven en focussen op (inter)nationale marktkansen. Deze zijn gezamenlijk benoemd en geprioriteerd door betrokken private en publieke organisaties. De TKI subsidieregeling van de overheid kan de samenwerking tussen bedrijfsleven en kennisinstituten extra stimuleren (PPSen). Om de agenda s voor innovatie en wetenschap te versterken en meer synergie te bereiken, is in de actualisatie van de KIA TKI Deltatechnologie ook een koppeling gemaakt met de Nationale Wetenschapsagenda (NWA). Met name de Blauwe Route en de daartoe behorende (cluster)vragen zijn relevant. De ontwikkelingen op het gebied van big data gaan hard. De hoeveelheid data die opgeslagen wordt, groeit exponentieel. Het combineren van datasets levert nieuwe inzichten en technologische mogelijkheden op. Artificial Intelligence (AI) is een volgende stap. Voor het werk van Deltares kan artificial intelligence een bijdrage leveren aan het oplossen van vraagstukken op het gebied van water en bodem. Denk aan data driven design, waarbij ook datasets over water en bodem worden gebruikt. De datasets worden steeds completer, mede dankzij nieuwe methoden voor meten en monitoren (zoals met citizen data, waarbij inwoners zelf data verzamelen en delen via apps en social media). Deze ontwikkelingen worden door de EU en de Nederlandse overheid samengevat onder de term enabling technologies of sleuteltechnologieën. Een sleuteltechnologie is een technologie die gekenmerkt wordt door een breed toepassingsgebied of bereik in innovaties en/of sectoren. Binnen het onderzoek van Deltares worden nieuwe (sleutel)technologieën getest en doorontwikkeld voor het werkveld. Samenwerkingen met andere sectoren worden gelegd bij zogenaamde cross-over thema s zoals tussen water en energie, voedsel, ICT, transport, infrastructuur en stedelijke ontwikkeling. Voor Deltares past dit in de versterkte oriëntatie op maatschappelijke impact, waarbij specialistisch onderzoek wordt ingezet voor het oplossen van integrale maatschappelijke uitdagingen. Hiertoe worden samenwerkingen gerealiseerd en verder versterkt met bedrijfsleven, universiteiten en andere kennisinstituten. De Nederlandse kennisinstituten (zoals de TO2 instituten, de Rijkskennisinstellingen (RKI s) en de universiteiten en hogescholen) hebben daarnaast hun eigen verantwoordelijkheid om kennis voor de toekomst te genereren, uitgaande van maatschappelijke opgaven, internationale problematiek en wetenschappelijke-technologische ontwikkelingen. Deltares Onderzoeksplan 2018 Page 3

4 1.2 Strategisch Onderzoek bij Deltares Het Strategisch Onderzoek (SO) van Deltares is, anders dan de meer projectmatige activiteiten in de programma s (portfolio s), gericht op de langere termijn en is daarmee essentieel voor de instandhouding en ontwikkeling van de kennisbasis. Het SO biedt enerzijds continuïteit door kennisvragen te agenderen die relevant zijn voor de lange termijn, en zorgt anderzijds voor vernieuwing van de portfolio s door in te spelen op nieuwe trends en bijbehorende kennisvragen. Het SO-budget wordt ook ingezet als hefboom om aansluiting te krijgen op relevante EU en NWO/TTW projecten. De inzet van het SO-deel heeft een tijdshorizon van gemiddeld vier jaar, waarbij jaarlijks maximaal 25% van het budget nieuw geprogrammeerd kan worden. Omdat het budget vrijwel gehalveerd is ten opzichte van 2008 komt de kennisbasis steeds verder onder druk en zijn we (op termijn) niet meer in staat de volledige breedte van de kennisbasis in stand te houden. Dit betekent ook dat slechts een beperkt deel nieuw te programmeren is en zijn zorgvuldige keuzes noodzakelijk. Deltares bundelt het onderzoek in vijf overkoepelende, maatschappelijk georiënteerde, thema s: Flood Risk, Ecosystems and Environmental Quality, Water and Subsoil Resources, Delta Infrastructure en Adaptive Delta planning. Binnen deze thema s is het onderzoek onderverdeeld in programma s (portfolio s). Om verder in te spelen op kansrijke technologische ontwikkelingen en de sleuteltechnologieën, zoals benoemd door de EU en door het ministerie van Economische Zaken, heeft Deltares de beslissing genomen om vanaf 2018 een zesde thema op te zetten: Enabling Technologies. Dit thema zal de toepassingsmogelijkheden en potentie van verschillende sleuteltechnologieën onderzoeken en is daarmee ondersteunend aan de vijf overkoepelende maatschappelijke thema s. Enabling Technologies bouwt voort op het eerdere programma Software Innovation. De Deltares programma s (portfolio s) omvatten alle activiteiten van (fundamentele) kennisontwikkeling tot aan toepassing in de praktijk. De resultaten uit het SO hebben vaak verdere ontwikkelstappen nodig voordat een product of dienst in de praktijk landt. Een portfolio omvat naast het SO, dan ook onderzoek en specialistisch advies voor het ministerie van Infrastructuur en Milieu (o.a. het KPP programma), projecten voor decentrale overheden (zoals provincies, gemeenten en waterschappen) en andere publieke en private partijen (zoals aannemers en ingenieursbureaus) in binnen- en buitenland. Programmering wordt in samenhang opgepakt zodat activiteiten rondom een bepaald gebied gestroomlijnd worden. Dit leidt tot verdere synergie in de samenwerking tussen overheid, bedrijfsleven en kennisinstituten. Het SO maakt onderdeel uit van de lange termijn kennisstrategie, die is vastgelegd in The World of Deltares (zie: De Deltares kennisstrategie wordt voor telkens vier jaar vastgelegd in dit (digitale) kaartenboek. Op het moment van het opstellen van dit Onderzoeksplan 2018 wordt parallel hieraan gewerkt aan een actualisatie van de kennisstrategie voor de jaren In voorjaar 2017 is de nieuwe Strategische Agenda Deltares verschenen (zie: NED.pdf). Deltares Onderzoeksplan 2018 Page 4

5 In The World of Deltares worden per thema en programma de relevante trends en ontwikkelingen, de onderzoekslijnen en speerpunten, de doelen en ambities, de partners, en de beoogde impact beschreven. Dit Onderzoeksplan geeft binnen dit geheel de invulling van het SO-deel voor 2018 weer, met speciale aandacht voor de nieuwe accenten en ontwikkelingen, en moet daarom in samenhang met de kennisstrategie gelezen worden. Het grootste deel van het SO budget is bestemd voor kennisvragen van de topsector Water, waarbij het voornamelijk wordt besteed aan onderzoek ten behoeve van de tien Kennis- en Innovatieclusters (KIC s) van de TKI Deltatechnologie en (in mindere mate) aan de drie Innovatiethema s van de TKI Watertechnologie. De nieuwe KIA s van de TKI Deltatechnologie en Watertechnologie en de (strategische) beleidsagenda s van de ministeries zijn leidend voor de vraagsturing vanuit de (top)sector en de departementen. Bijdragen aan de onderzoekslijnen van het NKWK vallen hieronder. Daarnaast zal er ingezet worden op de kennisvragen van het maatschappelijke thema Duurzame Leefomgeving. Hierbij wordt aangesloten op de kennisagenda Bodem en Ondergrond en de vraagstukken, die er liggen op het gebied van klimaat en ruimtelijke adaptatie. De lange termijn kennisbasis vormt het derde belangrijke onderdeel van het strategisch onderzoek. Het gaat hier om activiteiten en nauwe samenwerking met universiteiten en kennisinstellingen in de vorm van leerstoelen, AIO s en postdocs, en NWO en TTW (voorheen STW) programma s. Hierbij wordt opgemerkt, dat de activiteiten met betrekking tot de lange termijn kennisbasis ook nadrukkelijk bijdragen aan de doelen en ambities van de Topsector Water, zoals de KIC s van de TKI Deltatechnologie en de onderzoekslijnen binnen het NKWK programma. Ook voor Europese activiteiten is vaak matching nodig om deel te kunnen nemen in onderzoeks- en innovatieprogramma s en kennisnetwerken. Hiervoor wordt ook een deel van het onderzoeksbudget ingezet: deze projecten dienen als multiplier op de SO middelen waardoor de kennisbasis beter in stand kan worden gehouden. Door internationale samenwerking wordt de kennisbasis gezamenlijk ontwikkeld en heeft Deltares toegang tot aanvullende relevante kennis. 1.3 Evaluatie en zorg Op 8 maart 2017 is de eindrapportage van de evaluatie van de TO2-instituten (commissie Schaaf) door de minister van Economische Zaken naar de Tweede Kamer gestuurd. De hoofdcriteria in de evaluatie waren: kwaliteit, impact en vitaliteit. De kwaliteit en de impact van het werk van Deltares worden goed tot zeer goed beoordeeld. Echter de vitaliteit staat door de sterk afnemende budgetten voor de (lange termijn) kennisontwikkeling onder druk. Er liggen inmiddels vier rapporten (van het Rathenau Instituut, de OECD, de commissie Schaaf en de AWTI) die stellen dat de kennisontwikkeling de kritische ondergrens heeft bereikt, in het bijzonder het toegepast onderzoek. De aandacht voor de (lange termijn) maatschappelijke vraagstukken staat onder druk. Dit komt door afnemende financiering en de toenemende focus op de korte termijn en marktwerking, met als risico dat we niet voldoende anticiperen en op tijd gesteld staan voor de toekomst. Deze complexe Deltares Onderzoeksplan 2018 Page 5

6 lange termijn kennisbehoefte zal niet door de markt worden ingevuld, maar is wezenlijk voor de veiligheid, leefbaarheid en de economische ontwikkeling van Nederland. 1.4 Kennisdisseminatie en communicatie Kennisoverdracht vindt op velerlei wijze plaats, in binnen- en buitenland. Via projecten met overheden en bedrijfsleven (o.a. JIPs en TKI projecten), en met collega instituten (EU, NWO/TTW, TO2) in de vorm van rapporten en producten. Zo wordt onze software wereldwijd breed verspreidt en gebruikt. In het jaarlijkse R&D Highlights worden tientallen kennisontwikkelingsprojecten beschreven, een mooie dwarssnede van onderwerpen waar Deltares aan werkt. Via wetenschappelijke artikelen (bijna 300 per jaar), congressen, workshops (zoals de jaarlijkse Deltares Software Days), klankbordgroepen en andere bijeenkomsten bereiken we een breed publiek. Ook zijn er open source communities en vindt overdracht plaats via mensen: cursussen, uitwisselingen, en jaarlijkse begeleiding van meer dan honderd afstudeerders en PhD studenten. De cursussen worden georganiseerd van de Deltares Academy (ruim 100 ieder jaar), waarvan een deel samen met andere partijen worden gegeven (PAO, Wateropleidingen, TU Delft, Deltares USA Inc en andere). Daarnaast maken we blijvend gebruik van traditionele en in toenemende mate van sociale media, waaronder webinars en apps. We hebben de Deltares website zodanig ingericht dat onze thema s de centrale ingang zijn voor informatie over kennisbasis, problematiek en oplossingen voor maatschappelijke vraagstukken. Deltares Onderzoeksplan 2018 Page 6

7 2 Onderzoeksplan per thema De activiteiten van Deltares worden samengebracht in vijf overkoepelende maatschappelijk georienteerde (onderzoeks)thema s: Flood Risk, Ecosystems and Environmental Quality, Water and Subsoil Resources, Delta Infrastructure en Adaptive Delta planning. Binnen deze thema s is het onderzoek onderverdeeld in programma s (portfolio s). Om verder in te spelen op kansrijke technologische ontwikkelingen en de sleuteltechnologieën heeft Deltares de beslissing genomen om vanaf 2018 een zesde thema op te zetten: Enabling Technologies. Dit thema zal de toepassingsmogelijkheden en potentie van verschillende technologieën onderzoeken en is daarmee ondersteunend aan de vijf overkoepelende maatschappelijke thema s. 2.1 Flood Risk In dit thema staat de ontwikkeling en toepassing van kennis centraal om de veiligheid tegen overstromingen vanuit rivier en zee te vergroten. Het hoofddoel van het thema is om het verlies aan mensenlevens en de maatschappelijke en economische impact van overstromingsrampen te verkleinen, en handelingsperspectieven te bieden. Het thema heeft een stevige ambitie: wereldleider zijn op het gebied van flood risk door de combinatie van kennis op flood risk management, fysische kennis van waterstanden, golven en waterkeringen en kennis over het voorspellen van extreme omstandigheden, het uitbrengen van waarschuwingen (ook early warning) en hoe te handelen. Het thema speelt een grote rol in de Nederlandse kenniswereld en is ook in het buitenland beeldbepalend voor de BV Nederland. Trends en vraagsturing Zowel nationaal als internationaal ontstaat er extra aandacht voor wateroverlast ( pluvial flooding ). Diverse rampen in 2017 hebben dit onderwerp in de volle breedte van voorspellen, schade en herstel en maatregelen (adaptatie) zeer hoog op de agenda gebracht. Ook al in voorgaande jaren was een trend gaande van toenemende interesse voor overstromingsrisicodenken op het gebied van waterveiligheid, met een groeiende behoefte aan instrumentarium om handen en voeten te geven aan beleid. Ongeveer de helft van de wereldbevolking leeft in delta s en/of in nabijheid van kusten en rivieren en dit aandeel is stijgende. Klimaatverandering en toename van bevolking en economische waarde doen risico s snel toenemen. Het voorkomen van overstromingen blijft zowel nationaal als mondiaal een grote aan klimaatverandering gerelateerde uitdaging. In Nederland is de nieuwe op risico-gebaseerde normering een enorme transitie. In lijn met de nieuwe normering zal het hoogwaterbeschermingsprogramma (HWBP) tot 2050 ca km waterkeringen sneller, beter, goedkoper en duurzamer op orde brengen, en daarbij rekening houden met de hele levenscyclus op zowel dijkvak, dijktraject als systeemniveau en met de koppeling met gebiedsprocessen. (KIA TKI Deltares Onderzoeksplan 2018 Page 7

8 Deltatechnologie ) Een veel integralere vorm van waterkeringbeheer is gestart. Hier liggen uitdagingen t.a.v. kosten, duurzaamheid en informatiemanagement. Door de invoering van de nieuwe normeringssystematiek was er een nieuw beoordelingsinstrumentarium nodig: het WBI2017. Op 1 januari 2017 werd de wet van kracht waarna een periode van leren en proberen is ingezet. Ook in 2018 wordt de beoordelingssoftware verder ontwikkeld en verbeterd. Voor de navolgende beoordelingsronde is de opzet van het WBI 2023 begonnen. Daarnaast is een er parallel traject om met de overheid en het bedrijfsleven (de Gouden Driehoek) te komen tot een nieuw ontwerpinstrumentarium waarin de kansen die de nieuwe normering biedt t.a.v. overwegingen in ruimte, tijd en alternatieve/innovatieve maatregelen bijv. monitoring nadere uitwerking krijgen. Door de sterke oriëntatie op de implementatiefase staat de kennisontwikkeling ten aanzien van waterkeringen in Nederland op dit moment op een relatief laag pitje. De internationale agenda s worden steeds belangrijker. De hoofdboodschap in de agenda s is een steeds duurzamer ontwikkeling van de wereld en adaptief inspelen op veranderingen van onder meer klimaat. Belangrijkste agenda s voor dit thema zijn de Sustainable Development Goals, het Disaster risk reduction Framework van Sendai, Climate Change and adaptation en de Internationale Water Ambitie. Overigens zijn de internationale agenda s ook nationaal van belang. Hierin is geen tegenstelling maar een toenemende overlap. Europees speelt de Flood Directive een rol. Internationaal gaat het over omgaan met rampen (disaster risk reduction), preventie, (ruimtelijke) adaptatie, resilience, respons en herstel, systemen voor early warning, en voorspelling van hoogwaterstanden, dijksterktes, overstromingen en schade. Met name de impact krijgt steeds meer aandacht. Deltares Onderzoeksplan 2018 Page 8

9 Internationaal concentreren zich de meerjarige vragen rond de behoefte om gesteld te staan voor de toekomst op een duurzame wijze en anderzijds om het hanteerbaar en uitvoerbaar te maken door op basis van risico s keuzes te maken en prioriteiten te stellen. Risico s die als gevolg van toenemende economische en bevolkingsgroei sowieso al toenemen. Een uitdagende combinatie! Daarnaast is er ook toenemend aandacht voor (instrumenten voor) beleidsondersteuning en decision support tijdens events en de mogelijkheden die big data hierin biedt. Als je kijkt naar de (beoogde) nieuwe marktimpact dan zijn de volgende punten van belang: Innovatieve dijkconcepten zoals dijkstabilisator, mobiele kering en dubbele dijk. Integrale concepten met afwegingsmethodieken toepasbaar in buitenland. Nieuwe informatiediensten voor calamiteitenbeheersing. Early warning informatiediensten wereldwijd, gebruik van mondiale modellen. Internationale inzet vanuit Kernteam Water Internationaal (voorheen Kernteam Export en Promotie van Topsector Water): hoogwater preventie Polen en Mexico. Havens, kust- en rivierwerken Colombia. Deltaplan Vietnam. Thema indeling Bovenstaande zijn onderzoekslijnen die in een gestage ontwikkeling zijn en in belangrijke mate ook zijn geland in de vier programma s van het thema. De vier programma s in het thema zijn: Flood risk strategies Early warning Hydro- and morphodynamics during extreme events Dikes, levees and dams Per programma zijn de belangrijkste accenten voor 2018: Flood risk strategies De onderzoekslijn Urban flood resilience and critical infrastructure richt zich op de verdere uitwerking en toepassing van resilience indicatoren bij analyses van impact van wateroverlast (pluvial flooding) op kritieke infrastructuur. Het onderzoek zorgt voor versterking van de methodiek voor het inschatten van indirecte effecten van overstromingen/ wateroverlast en zal uitmonden in strategische publicatie over Strategies to enhance urban flood resilience for pluvial flooding. Risico blijkt vaak een slecht begrepen concept en vraagt om heldere communicatie, waarbij het risico in context wordt geplaatst. De gecommuniceerde informatie moet bijdragen aan het kunnen beoordelen van de aanvaardbaarheid van het risico. De nieuwe onderzoekslijn Communication of Disaster Risk Information en Decision Support zal leiden tot een portfolio van best practices op het gebied van het communiceren van risico s. Het onderzoek draagt bij aan de actielijn van (i) Understanding disaster risk van het Sendai Framework en past ook in de toegenomen aandacht voor de rol van kennis in het publieke debat en evidence based reporting. Deltares Onderzoeksplan 2018 Page 9

10 Operationalisering van de aanpak voor ontwikkeling van integrale strategieën sluit aan op de uitdagingen zoals benoemd in de KIC Waterveiligheid: internationaal gaat om preventie, (ruimtelijke) adaptatie, respons en herstel, omgaan met rampen (disaster risk reduction), systemen voor early warning, en voorspelling van hoogwaterstanden, dijksterktes, overstromingen en schade. Deze lijn bouwt voort op het eerder opgestelde guidance document over de ontwikkeling van strategieën voor integrated flood risk management. Het onderzoek moet zorgen voor betere onderbouwing van de optimale mix van maatregelen voor het omgaan met overstromingsrisico s (balans tussen preventie en respons, tussen structural en non-structural maatregelen). Early warning Het programma Early Warning ontwikkelt kennis en tools gericht op de real-time componenten van de flood risk management cyclus. Met deze kennis en tools kunnen betere verwachtingen en voorspellingen gemaakt worden, die beter bruikbaar zijn bij het waarschuwings- en besluitvormingsproces. Binnen het programma wordt gekeken naar voorspellen van hazard en impact op verschillende temporele en ruimtelijke schalen. Zo zijn de mondiale voorspellingssystemen voor hoogwater op rivieren en langs kusten een voortdurende bron van nieuwe kennis, technieken en, niet onbelangrijk, inspiratie. Op kleinere schaal wordt gekeken naar hazards zoals lokale wateroverlast als gevolg van pluvial flooding. In het programma wordt ook gekeken naar het slim inzetten van big data. Dit behelst zowel te toenemende hoeveelheid remote sensing data, crowdsourcing data (oa op basis van social media) en de grote hoeveelheid vrij toegankelijke datasets. Het gaat dan om zowel goed gestructureerde groot-volumedata - bijvoorbeeld uit satellieten - als om ongestructureerde data uit een groot aantal verschillende bronnen. Tenslotte is er aandacht voor het gebruik van verwachtingen in de forecast, decision and response keten. In sommige gevallen is de communicatie en interpretatie van hoogwaterverwachtingen een zwakke schakel gebleken. Die zijn inderdaad complex en worden nog complexer als ze ook een schatting van inherente onzekerheden bevatten. Ook is het belangrijk om te weten welke overwegingen een rol spelen in het besluitvormingsproces. Náást hydrologische verwachtingen speelt ook andere informatie een rol, en moet rekening gehouden worden met zaken als risicoaversie en andere biases. Kennis daarvan kan gebruikt worden om verwachtingen te maken die beter passen bij genoemde besluitvormingsprocessen. Hydro- and morphodynamics during extreme events Het programma hydro- and morphodynamics during extreme events ontwikkelt kennis en tools die toegepast worden om de fysica tijdens extreme omstandigheden beter te begrijpen. Met deze kennis kunnen preventieve en mitigerende maatregelen beter uitgevoerd worden. In 2018 worden de programmalijnen herzien. Deze zullen worden gedefinieerd volgens het sourcepathway-receptor framework: Sources: statistics of wind, waves and rainfall Pathways propagation of water on coasts and along river basins Hazards: quantification of flooding, erosion and scour Impacts: quantification of effect of hazards on people and properties Deltares Onderzoeksplan 2018 Page 10

11 De reden hiervoor is om de bedreigingen vanaf de rivieren (hoogwater), vanuit zee (stormen en golven) en de lucht (regen) nog beter te integreren. Hierbij wordt de samenwerking gezocht met diverse nationale partijen (universiteiten en bedrijfsleven) en internationale instituten in m.n. de VS en Australië. Daarnaast zijn drie EU voorstellen in aanvraag waarvan er een al gegund is. Aspecten die uitgelicht worden zijn: Overstroming door extreme regenval in Nederland en Nepal Overstroming en erosie van kleine tropische eilanden Effectiviteit van nature-based solutions, m.n. de ontwikkeling van richtlijnen. Gelijktijdig optreden van hoge waters door rivierafvoer en stormopzet. Dikes, levees and dams Het programma Dikes, Levees and Dams ontwikkelt kennis en tools voor beoordelen, ontwerpen en beheren van waterkeringen. De focus in het programma is enerzijds de implementatie van de overstap naar de nieuwe normering op overstromingsrisico s op dijktrajectniveau, en anderzijds de zorgplicht van de beheerder voor waterkeringen. Er wordt samengewerkt met verschillende partners voor het ontwikkelen van kennis waardoor de voordelen van de nieuwe normering en de zorgplicht beter kunnen worden benut. Samen met waterschappen en het hoogwaterbeschermingsprogramma wordt gewerkt aan onderwerpen als bewezen sterkte, risicogestuurd monitoren, integraal ontwerpen van waterkeringen, en het handen en voeten geven aan de zg. trajectvisie. Ook wordt gekeken naar het gebruik van voorlanden voor waterkeringen. Samen met de markt en waterschappen en met een internationaal consortium wordt gekeken op welke wijze het assetmanagement van waterkeringen, waaronder de investeringsprogramma s, de levensduurbenadering en de zorgplicht, kan worden vormgegeven als onderdeel van het integraal ontwerpen ervan. Samen met vooral de nationale universiteiten en in het NKWK-waterkeren wordt ingezet op de kennisontwikkeling die op middellange termijn nodig is om zoveel mogelijk waterveiligheid per euro te realiseren. Hierbij zetten we in op onderwerpen als reststerkte, het effect van de heterogeniteit in de ondergrond, de tijdseffecten op de stabiliteit van waterkeringen, multifunctionaliteit, risk based inspection, en risico analyse en governance van waterkeringssystemen. Tevens wordt ingezet op enkele publicaties over Full Scale Tests. Programmering 2018 Het voorgaande leidt tot de volgende nieuwe accenten binnen het thema voor 2018: Wateroverlast door extreme weersomstandigheden Risicogestuurde afweging van maatregelen over de hele levenscyclus van waterkeringen. Beter Leren Keren door veldmetingen en monitoring: Hoe meer te halen uit beoordelingen op maat? Systeemwerking met implicaties voor waterveiligheid, ENW adviezen, juni Emerging en disruptive technologies: kansen van nieuwe IT en data ontwikkelingen. Impact en impactmodellering Nature-based oplossingen om overstromingskansen te verkleinen en de ontwikkeling van ontwerprichtlijnen. Deltares Onderzoeksplan 2018 Page 11

12 Meer integraliteit in: ruimteschalen: meekoppelen gebiedsinrichting, en tijdschalen: operationele waarschuwingen t/m langetermijnbeleid, systeemschalen: klimaat/weer t/m stroomgebieden en regionale systemen. Maatschappelijke betrokkenheid: burgerparticipatie, risicocommunicatie, evidence based informatie. Resilience met daarbinnen specifieke onderwerpen als multihazard en critical infrastructure. Samenwerking In het Nationaal Kennis- en innovatieprogramma Water en Klimaat (NKWK), waarin bedrijfsleven, overheden en kennisinstellingen hun innovatievermogen bundelen om Nederland waterrobuust en klimaatbestendig te maken. Voor het thema Flood Risk zijn beheer/assetmanagement van waterkeringen, sterkte en belasting van waterkeringen de belangrijkste onderwerpen. Veel energie wordt gestoken om dit, met relevante stakeholders, op deze onderwerpen verder vorm te geven. Voordeel hierbij is dat er geen sprake is van tegenstrijdige kennisagenda s maar de kennisagenda s van DGRW, HWBP, WVL, STOWA hebben nog een prioriteringsslag nodig. De Topsector Water brengt als verbinder van de Gouden Driehoek een aantal onderwerpen extra voor het voetlicht. Binnen Nederland roepen de wijziging van de waterwet, de opkomst van risicodenken, nieuwe normering en dientengevolge toetsing, zorgplicht en toenemend begrip van kritieke infrastructuur veel (kennis)vragen op, maar zorgen ook voor kansen. De implementatie van nieuwe kennis vindt bijvoorbeeld plaats op het gebied van nieuwe versterkingstechnieken en concepten, die, met bedrijfsleven, binnen versterkingsprojecten uitgeprobeerd worden. Nationaal is er een intensieve afstemming en samenwerking met Topsector Water, taskforce deltatechnologie, kennisinstituten, STOWA en HWBP. Ook het kennis en innovatiecluster (KIC) waterveiligheid van TKI Deltatechnologie en de innovaties en de implementatie daarvan is belangrijk voor het thema. Onderzoekslijnen zijn goed uitgelijnd in de nationale community en worden besproken in de klankbordgroep waterveiligheid waarin overheid en bedrijfsleven input leveren en mede bijsturen. Nederland Waterland en BV Nederland kunnen niet zonder een sterke kennisbasis op het gebied van waterveiligheid. Kenniscontinuïteit is belangrijk, het staat zelfs op de politieke agenda. Samenwerking met universiteiten moet dus behouden blijven en versterkt worden. Ook de internationale samenwerking blijft een speerpunt om onze positie te versterken en te vergroten. Daarmee is er ook op langere termijn toegang tot en samenwerking met de nieuwste kennis te borgen. Nationaal wordt een groot deel van de lange termijn kennisvragen zoveel mogelijk via TTW (voorheen STW) voorstellen opgepakt die daarmee dan ook onderdeel van de NKWK lijnen uitmaakt. Dit is ook de wijze om PhD s op het gebied van FloodRisk te ondersteunen. Deze lijnen worden doorgezet. Het instandhouden van de nationale kennis-community, samen met de TU Delft en het doorontwikkelen van Europese samenwerking blijven hoog op de agenda staan. Deltares Onderzoeksplan 2018 Page 12

13 2.2 Ecosystems and Environmental Quality Het thema Ecosystems en Environmental Quality (EEQ) richt zich op het verantwoord benutten van natuurlijke processen en structuren voor een duurzame inrichting en beheer van watersystemen ( nature-based oplossingen), waarbij behoud en ontwikkeling van ecologische waarden worden gecombineerd met maatschappelijke doelstellingen, zoals bescherming tegen overstromingen of droogte. Daarnaast richt het thema zich op het ontwikkelen van innovatieve benaderingen en oplossingen voor vraagstukken met betrekking tot gebruik en herstel van water- en bodemsystemen in agrarische, industriële en urbane gebieden. Verder wordt verkend hoe de verbinding kan worden gelegd tussen onze water- en ecosysteemkennis en gezondheidsrisico s. Om dit mogelijk te maken wordt kennis ontwikkeld over processen binnen en het gedrag van natuurlijke systemen, van stroomgebieden tot en met kustzones. Daarvoor worden nieuwe meetmethoden en -strategieën ontwikkeld en toegepast. De verkregen data en kennis wordt vastgelegd in data-, model en informatiesystemen, en wordt vertaald naar relevante informatie over de toestand van water en bodem. Trends en vraagsturing Er is wereldwijd een toenemende vraag naar nature-based oplossingen als alternatief voor meer traditionele harde engineering benaderingen. Dit speelt niet alleen bij veiligheid tegen overstromingen, maar ook bij andere vraagstukken waarbij multifunctionele oplossingen worden gezocht die voldoen aan doelen met betrekking tot duurzaamheid, klimaatbestendigheid (robuust, adaptief), groene economie, efficiënt gebruik van stoffen en materialen, natuurherstel. In Nederland wordt het concept bouwen met de natuur verder ontwikkeld en toegepast. Was eerst kustontwikkeling door bouwen met zand een belangrijke ontwikkeling (Zandmotor), nu worden in samenwerking met andere kennisinstituten, private partijen, natuurorganisaties en overheden oplossingen ontwikkeld waarin klei en slib centraal staan (Markerwadden, Eems-Dollard). Naast integrale systeemkennis, is er ook een grote behoefte aan nieuwe financieringsmodellen van nature-based oplossingen. De Nederlandse expertise op het gebied van nature based oplossingen is toonaangevend in de wereld. De kansen voor het exporteren van Nederlandse nature-based oplossingen voor het water- en bodembeheer zijn groot. Dit vraagt om kennisproducten die ook kunnen worden toegepast in specifiek lokale omstandigheden in het buitenland en om instrumenten die toegesneden zijn op de lokale governance ten einde de besluitvorming effectief te kunnen ondersteunen. Nieuwe stoffen, bestrijdingsmiddelen, toenemend gebruik van verzorgingsproducten en medicijnen, de mestbelasting, zwerfafval en microplastics vormen een toenemende bedreiging voor de waterkwaliteit en de gezondheidsrisico s die hiermee gepaard zijn. Via een Delta-aanpak Waterkwaliteit wordt in Nederland ingezet op een samenhangende en programmatische aanpak gericht op het realiseren van voldoende chemisch schoon en ecologisch gezond water voor duurzaam gebruik. Om tot effectieve maatregelen te komen is steeds meer kwantitatief inzicht en informatie over de toestand en het gedrag van de water- en bodemsystemen nodig. De Nederlandse kennisinstituten trekken hierbij gezamenlijk op, zowel in de kennisontwikkeling als in het ontsluiten en toepasbaar maken van kennis voor private partijen en publieke organisaties. Deltares Onderzoeksplan 2018 Page 13

14 In Nederland, maar ook elders in Europa blijkt het realiseren van de beleidsdoelen ten aanzien van Kaderrichtlijn Water, Kaderrichtlijn Mariene Strategie, NATURA2000 en andere een lastige opgave. De druk op water- en bodemsystemen als gevolg van toenemende economische activiteiten neemt nog steeds toe. Bovendien zal een veranderend klimaat effecten hebben op de ecologische ontwikkeling van watersystemen. In afgelopen decennia waren herstelmaatregelen vooral gericht op een specifieke stressfactor. In de praktijk is er sprake van een complex aan stress factoren. Als gevolg daarvan is er een groeiende behoefte aan een integrale aanpak gericht op veerkrachtige, klimaatrobuuste ecosystemen, het verkleinen van de negatieve effecten van multistress-condities en duurzaam gebruik van ecosysteemdiensten. Verschillende doelstellingen van de Sustainable Development Goals (SDGs) hebben een relatie met water en ecosystemen, zoals schoon water (SDG6), duurzame steden (SDG11), verantwoord gebruik hulpbronnen (SDG12), klimaat (SDG13), duurzame oceanen (SDG14) en duurzaam landgebruik (SDG 15). Kennis over de samenhang van fysische, chemische en biologische processen, en over de interactie van systeem-compartimenten in wisselwerking met externe veranderingen (klimaatverandering, verandering in gebruik, enz.) is essentieel voor het vinden van duurzame oplossingen, het maken van complexe afwegingen en het ontwikkelen van integraal beleid gericht op het realiseren van SDGs. Thema indeling In 2015 is de structuur van het thema ingrijpend veranderd om beter te kunnen inspelen op de maatschappelijke vraagstukken over duurzaam gebruik van natuurlijke processen in water- en bodemsystemen voor veiligheid, economie en gezondheid. In 2018 wordt de ingeslagen weg voortgezet maar zal wel maar focus worden aangebracht op de onderwerpen waterkwaliteit (en daaraan gerelateerde gezondheidrisico s) en nature based oplossingen. Het thema bestaat uit vier programma s: Nature Based Flood Defences Solutions for Impacted Environments Understanding System Dynamics Ecosystem Monitoring & Modelling Daarnaast wordt binnen het thema een verkenning uitgevoerd naar vraagstukken op het gebied van ecosystem alteration and implications for human health. Met deze onderzoekslijn wordt een verbinding gelegd tussen onze water- en ecosysteemkennis en gezondheidsvraagstukken. Deze verkenning zal eind 2018 worden afgerond. Nature based flood defences Het programma Nature Based Flood Defences richt zich op het ontwikkelen van building-withnature oplossingen voor waterveiligheid, zowel voor zand- en slibkusten als voor rivieren. In dit programma worden kennisvragen opgepakt uit de Kennis en Innovatieagenda Deltatechnologie (KIC s waterveiligheid en nature-based solutions ). In het programma worden de lopende meerjarige projecten voortgezet gericht op het beter voorspelbaar en toetsbaar maken van de veiligheid van NBFD oplossingen volgens bestaande standaarden. In Nederland wordt meegewerkt aan de Zandmotor, de Hondsbossche & Pettemer Zeewering (HPZ) en de Marconi proefkwelder. Deltares Onderzoeksplan 2018 Page 14

15 Toepassingen buiten Nederland (onder meer Indonesië, Louisiana) richten zich specifiek op naturebased oplossingen waarbij veiligheid wordt gecombineerd met duurzame aquacultuur en visserij. Ook worden verschillende onderwerpen samen met thema Flood Risk opgepakt: zo wordt er met het programma Dikes, Levees and Dams onderzoek verricht naar het gebruik van voorlanden voor waterkeringen (o.a Houtrijkdijk). De kennisbasis wordt versterkt door deelname aan verschillende NWO en TTW projecten (o.a. Rivercare, Drowning or Emerging). Solutions for Impacted Environments Het programma Solutions for Impacted Environments richt zich op het ontwikkelen van innovatieve technieken op het gebied van circular economy, resource efficiency en nature-based solutions voor specifieke vraagstukken in het agrarische, stedelijke en industriële gebied. Binnen het programma is een nieuwe focus aangebracht. De nieuwe onderzoekslijnen richten zich op: Nature-based oplossingen voor herstellen van de ecologische kwaliteit van gebieden en watersystemen Effectiviteit van maatregelen gericht op verbeteren van waterkwaliteit en hergebruik van stoffen Effectieve implementatie van Europese kaderrichtlijnen op het gebied van water, natuur en milieu. In dit programma worden kennisvragen opgepakt uit de KIA Deltatechnologie (KIC s nature-based solutions en duurzame deltasteden ) en de Watertechnologie Innovatiethema s resource efficiency en sustainable cities ), alsook en maatschappelijke vragen uit de kennisagenda voor bodem en ondergrond (thema s leefbaarheid landelijk gebied en natuur en bodem, ondergrond en water ). Evenals in programma Nature Based Flood Defences staan in het programma Solutions for Impacted Environments nature-based oplossingen centraal. In 2018 wordt het onderzoeksonderwerp bouwen met slib voor een natuurlijk herstel van ecosystemen versterkt, zoals het onderzoek naar de Markerwadden en de slibmotor bij Harlingen. Tevens worden bijdragen geleverd aan building Deltares Onderzoeksplan 2018 Page 15

16 with nature gerelateerde NWO- en TTW-projecten, zoals NWO Markerwadden en TTW salt marshes. Verder wordt het onderzoek voortgezet naar de toepasbaarheid van bouwen met slib uitgewerkt voor rehabilitatie van ernstig verstoorde gebieden. Tevens wordt gestart met het ontwikkelen van lange termijn kennisbasis naar nature-based oplossingen voor stedelijke gebieden ten behoeve van duurzame deltasteden (NWO project Urban Impuls). Ook worden in samenwerking met het bedrijfsleven oplossingen uitgewerkt voor groene bodemsanering. Een andere onderzoekslijn betreft het hergebruik van grondstoffen en nutriënten, en aan (natuurlijke) zuivering van landbouwwater. Dit betreft onderzoeksactiviteiten die in het kader van Delta Aanpak Waterkwaliteit worden opgestart of een nieuwe impuls krijgen. Hierbij ligt de focus vooral op de effectiviteit van maatregelen die gericht zijn op het verbeteren van de waterkwaliteit. Het onderzoek in kader van de Delta Aanpak Waterkwaliteit wordt in samenwerking met andere Nederlandse kennisinstituten opgepakt. Binnen dit programma wordt ook onderzoek verricht ter ondersteuning van implementatie van de Europese kaderrichtlijnen (KRW, KRM, Natura2000), met name gericht op de effectiviteit van maatregelen. Understanding system dynamics Het programma Understanding System Dynamics richt zich op het ontwikkelen en bijeenbrengen van alle proces- en systeemkennis op het gebied van sediment (zand en slib), morfologie, water- en bodemkwaliteit en ecologie. Dit maakt een integrale beschrijving en analyse mogelijk van het gedrag van water- en bodemsystemen en van hun interacties, van stroomgebied tot en met de kustzones. In dit programma worden kennisvragen opgepakt uit de Kennis en Innovatieagenda Deltatechnologie (KIC s duurzaam functioneren van watersystemen, duurzaam gebruik estuaria, zeeën en oceanen ) en maatschappelijke vragen uit de kennisagenda voor bodem en ondergrond (thema s leefbaarheid landelijk gebied en natuur en bodem, ondergrond en water ). Het programma is van belang voor de lange termijn kennisbasis op het gebied van proces- en systeemkennis van grondwatersystemen, rivieren, meren, estuaria en kustwateren. De wisselwerking van fysische, chemische en ecologische processen en de interactie van subsystemen (grond/oppervlaktewater, zoet/zout) krijgt veel aandacht. Ook effecten van externe invloeden op systeemgedrag en ecosysteemdiensten worden onderzocht, daarbij is er specifiek aandacht voor effecten van multiple stress en cumulatieve effecten. Een ander belangrijk spoor is het onderzoek naar het transport en gedrag van nieuwe stoffen en medicijnen in het oppervlaktewater. Het onderzoek naar systeem- en proceskennis vindt in nauwe samenwerking met Nederlandse en internationale universiteiten en kennisinstituten plaats. Binnen dit programma werkt een 12-tal AIO s in kader van NWO, TTW of EU H2020 projecten. Ecosystem Monitorig and Modelling Centraal in het programma Ecosystem Monitoring & Modelling staat het bijeenbrengen van modelontwikkeling, meettechnieken en monitoringsstrategieën, waardoor de integratie van verschillende informatiebronnen en de vertaling van data en kennis naar bruikbare informatie wordt versterkt. In dit programma worden kennisvragen opgepakt uit de Kennis en Innovatie Agenda Deltatechnologie (KIC s Water en ICT en Duurzaam functioneren van watersystemen ) en Watertechnologie Innovatiecluster ( Smart water services ). Deltares Onderzoeksplan 2018 Page 16

17 Binnen het programma Ecosystem Modelling & Monitoring worden zowel meettechnieken en monitoringsstrategieën als modelsystemen ontwikkeld. Kennis, data en modellen worden samengebracht in informatiesystemen waarmee informatie over water- en bodemsystemen op het gewenste aggregatieniveau en op de juiste tijd- en ruimteschalen kan worden gegenereerd. De aard van deze systemen is zeer divers, variërend van apps voor waterkwaliteitsmetingen, eenvoudige tools gericht op ondersteunen van stakeholderprocessen tot complexe modellen en instrumenten voor real-time voorspelling van waterkwaliteit en algenbloei. Het gebruik van remote sensing data wordt verder onderzocht in Europese onderzoeksprojecten, zoals EOMORES. Ten behoeve van de Delta Aanpak Waterkwaliteit wordt het modelinstrumentarium voor waterkwaliteit verbeterd, maar worden ook informatietools voor de agrarische sector ontwikkeld om effecten van maatregelen inzichtelijk te maken (de zogenaamde keukentafeltools). Voor het verbeteren van kwantificeren van de effectiviteit van KRW-maatregelen worden in samenwerking met regionale waterbeheerders ecologische modellen ontwikkeld die gebaseerd zijn op de methodiek van ecologische sleutelfactoren. Programmering 2018 De belangrijkste vernieuwingen en accenten die in het thema zullen worden aangebracht voor 2018 hebben betrekking op de volgende vraagstukken of onderwerpen: Experimenteel onderzoek gericht op toetsing van nature-based flood defences onder extreme omstandigheden Risico-gestuurd beheer van vegetatie-ontwikkeling in en langs stromende wateren Integratie van vegetatiemodellen in het hydrodynamische modelinstrumentarium Ecosysteemontwikkeling grote wateren: ecologische veerkracht, klimaatrobuustheid, ecosysteemdiensten Effecten van multiple stressors op ecologische kwaliteit van wateren (rivieren, meren, estuaria, kustwateren, Noordzee, Waddenzee) Ecologische modellen gebaseerd op ecologische sleutelfactoren voor een beter inzicht in de effectiviteit van KRW maatregelen Nieuwe financieringsinstrumenten voor Ecosysteemdiensten en Nature Based Solutions Governance van Nature Based Solutions Sedimentbalans op stroomgebiedsniveau, incl kustzone Bouwen met Slib (o.a. Markerwadden, Waddenzee) Groene sanering van ondergrond en stortplaatsen Oppakken van vraagstukken uit de kennisagenda van Delta-aanpak Waterkwaliteit (kennisagenda wordt nog opgesteld) Het vernieuwen van het modelinstrumentarium voor waterkwaliteit Het ontwikkelen van informatietools ( keukentafeltools ) gericht op effectiviteit van maatregelen in het landelijk gebied gericht op het verbeteren van de waterkwaliteit Zwemwaterkwaliteit en gezondheid (monitoren + voorspellen) Innovatie in meettechnieken en sensoring voor monitoring van microbiologische en chemische waterkwaliteit (mobile qpcr / passive samplers) Het ontwikkelen van real-time tools voor waterkwaliteit die gebruik maken van satelietdata Deltares Onderzoeksplan 2018 Page 17

18 Methodieken en Indicatoren voor toetsen voor strategieën gericht op het realiseren van Sustainable Development Goals Samenwerking Bijdragen vanuit thema EEQ worden voorzien voor de volgende onderzoekslijnen van NKWK: Waterkeringen, Rivieren, Kustgenese II, Markerwadden, Duurzaam Beheer Grote Wateren, IDON Noordzee, Lumbricus en Klimaatbestendige stad. Voor die onderzoekslijnen worden afspraken gemaakt over invulling van samenwerking tussen de verschillende partijen, afstemming van inhoud en budget. In totaal wordt voorzien dat ongeveer 30% van het voor thema beschikbare budget kan worden gekoppeld aan de hierboven genoemde NKWK onderzoekslijnen. Daarvan zal een deel via verdere intensivering van lopende samenwerkingen, gericht op de lange termijn kennisbasis, worden ingevuld. Via samenwerking met universiteiten en kennispartners wordt gewerkt aan lange termijn kennisbasis. In Nederland wordt vooral samengewerkt met TUD, UT, RUU, WUR, KUN, UvA, VU. Dit wordt deels gerealiseerd door een deeltijd aanstelling bij universiteiten: het gaat hierbij om een vijftiental medewerkers, waarvan 5 een aanstelling hebben als hoogleraar. Daarnaast werken er in het thema via NWO en TTW-projecten meer dan 20 aio s aan een proefschrift. Daarnaast bestaan er samenwerkingsrelaties met een groot aantal buitenlandse universiteiten, onder meer via Europese onderzoeksprojecten. De samenwerking met bedrijfsleven heeft betrekking op alle programma s, maar in het bijzonder wordt geïnvesteerd in de ontwikkeling en toepasbaar maken van groene saneringstechnieken. 2.3 Water and Subsoil Resources Het thema onderzoekt de beschikbaarheid van water en grondstoffen, nu en in de toekomst voor verschillende vormen van gebruik onder uiteenlopende omstandigheden. Hoofddoel is de (schaarse) voorraden duurzaam te beheren. Zwaartepunt van het thema ligt bij waterschaarste en waterverdeling in stroomgebieden en delta s. Een onderwerp dat nauw aan sluit bij het UN Sustainable Development Goal 6 Water & Sanitation. Er is daarnaast een duidelijke relatie met name de doelen 7 Affordable & Clean Energy en 2 Hunger & Foodsecurity. Trends en vraagsturing Door bevolkingsgroei, economische groei, verstedelijking en veranderende leefpatronen neemt mondiaal de vraag naar water maar ook de vervuiling van water toe, en stijgt de druk op het ecosysteem. Tegelijkertijd heeft het veranderde mondiale klimaat grote invloed op de waterbeschikbaarheid, zeespiegelstijging en weersomstandigheden. In hun Global Risk Reporting heeft het World Economic Forum de watercrisis bestempeld tot een van de grootste risico s voor de komende decade. Ook wordt steeds meer erkend dat de watercrisis en de klimaatveranderingen bijdragen aan een groeiende instabiliteit in de wereld (vluchtelingenstromen, conflictrisico s). Deltares Onderzoeksplan 2018 Page 18

19 Benutten van water voor de diverse maatschappelijke en economische functies vraagt om keuzes op nationale, regionale en lokale schaal in de verdeling van schaars water (kwantitatief en kwalitatief). Door de groei van de wereldbevolking neemt ook de vraag naar voedsel toe, vooral in en om metropolen. Voedselproductie stelt bijzondere eisen aan de waterhuishouding rond steden. In deze gebieden stijgt ook de vraag naar energie en grondstoffen. Veel van deze aanspraken op water, energie en grondstoffen zijn aan elkaar gerelateerd. In de Kennis en Innovatie-agenda s van TKI Deltatechnologie en Watertechnologie zitten dan ook veel kennisvragen op de raakvakken tussen sectoren (de Nexus). Een rode draad is ook de behoefte aan duurzame oplossingen van deze schaarste problematiek via hergebruik van grondstoffen als onderdeel van de gewenste transitie naar een circulaire economie. Het klimaatakkoord van Parijs, maar ook de nationale akkoorden op het gebied van duurzame energie en grondstoffen, onderstrepen het belang van de zoektocht naar grote systeemsprongen ( transities ), maar daarbinnen blijft ook het zoeken naar kleine (lokale) innovaties met MKB bedrijven belangrijk. Thema indeling Het thema omvat drie programma s: Exploration of the Subsurface In dit programma worden innovatieve meetinstrumenten, meetmethoden, modellen en systeemkennis ontwikkeld die de (ondiepe) ondergrond in kaart brengen ten behoeve van de beschikbaarheid van conventionele grondstoffen (grondwater, sedimenten) en non-conventionele grondstoffen (producten van bacteriën, zeldzame mineralen). Het programma levert ook basiskennis aan verschillende andere programma s (o.a. stabilliteit van dijken en bodemdaling) en aan de systeemkennis van het kustfundament. Binnen dit programma wordt in 2018 gewerkt aan het emerging topic Circulaire Economie. Op basis van een eerste verkenning uit 2017 wordt gewerkt aan een nieuw programma(onderdeel), waarin hergebruik van (grond)water, sediment (klei, zand, slib) centraal staat. Information Systems for Watersecurity In dit programma worden softwaretools en informatiesystemen ontwikkeld voor studies over watersecurity, zowel waterschaarste als waterverdeling, op verschillende schaalniveaus: regionaal, stroomgebieden en mondiaal. Doel is om bijdragen te leveren aan het oplossen van wereldwijde problemen rond watertekorten en verzilting. In het programma wordt ook gewerkt aan innovatieve methoden voor het omgaan met grote hoeveelheden data (multi-resolution modeling, big data) en methoden voor stakeholderparticipatie en decision support (o.a. collaborative modeling). Water, Energy, Food Nexus In dit programma worden de onderlinge relaties tussen aanspraken op schaarse voorraden water, energie en voedsel onderzocht. Er worden concepten, methoden en instrumenten ontwikkeld om deze nexus te analyseren en mogelijke trade-offs tussen sectoren in beeld te brengen. Met als doel om tot innovatieve geïntegreerde oplossingen te komen die duurzaam en betaalbaar zijn. In dit Deltares Onderzoeksplan 2018 Page 19

20 programma wordt tevens gekeken naar de relatie tussen waterschaarste en conflictrisico s. De problematiek van verzilting van grondwatervoorraden in kustgebieden is ook onderdeel van dit programma. Vraagsturing Binnen Nederland zijn de kennisvragen vanuit het ministerie van I&M voor het maatschappelijke thema Water en Klimaat (incl. het deltaprogramma Zoetwater) en, in mindere mate, het thema Leefomgeving richtinggevend. Buiten Nederland ligt de prioriteit in de regio s waar de waterschaarste problematiek het meest manifest is (ZO Azie, Afrika, Midden Oosten). In het thema worden kennisvragen opgepakt uit de Kennis en Innovatie-agenda Deltatechnologie (een viertal KIC s, zie tabel 2 in hoofdstuk 3), de Kennis en Innovatieagenda Watertechnologie (thema Resource Efficiency) en maatschappelijke vragen vanuit de kennisagenda bodem en ondergrond (grondwaterbeheer, energieopslag, bodemdaling en efficiënt gebruik van grondstoffen). Het nieuwe onderzoeksprogramma Lumbricus draagt hier ook aan bij. Het thema heeft een sterke internationale focus. Kennis wordt ontwikkeld en toegepast in grote internationale projecten op het gebied van Integrated Water Resource Management (IWRM) en River Basis Management (RBM). Voorbeelden hiervan zijn projecten in Azerbeidzjan, India, Myanmar, en Indonesië. Allemaal projecten die een belangrijke bijdrage leveren aan nationale waterplannen. Voor Nederland wordt kennis ontwikkeld en toegepast bij de implementatie van het Deltaprogramma Zoetwater (o.a. risk-based zoetwatervoorziening) en het Nederlands Hydrologisch Instrumentarium (de landelijke toepassing maakt onderdeel uit van het Nationaal Watermodel). Deltares Onderzoeksplan 2018 Page 20

21 In toenemende mate wordt er gewerkt in opdracht van de private sector (olie-en gasindustrie, de landbouwsector en de energiesector) o.a. voor het managen van watervoorraden (zowel grond- als oppervlaktewater) en grondstoffen en maatregelen tegen verzilting in kustgebieden. Programmering 2018 Er zijn in 2018 bijdragen voorzien in een vijftal NKWK onderzoekslijnen: Slim Watermanagement (RCT tools) en (mogelijk) integraal verziltingsinstrumentarium. Water en voedsel (mondiale modellen, IMPREX, Achteroever Wieringenmeer). Nationaal Watermodel (NHI grondwater en RTC tools) Kustgenese 2 (mapping the surfzone, kustfundament) Lumbricus Ongeveer 15% van het budget wordt besteed aan lange termijn kennisontwikkeling: twee leerstoelen (UU en UT), een zestal PhD s, een tweetal NWO projecten (Fresh groundwater reserves en SWM-EVAP) en drie TTW projecten (OWAS1S, Waternexus en SALTI). Daarnaast loopt in 2018 het laatste EU KP7 programma af (MARS) en wordt er bijgedragen aan een tweetal H2020 projecten (IMPREX en Water AfriAlliance). Belangrijkste vernieuwing ten opzichte van 2017: Ontwikkeling van de IWRM tools tot een geïntegreerd modelinstrumentarium en open databases dat inzicht biedt over waterbeschikbaarheid en waterverdeling in stroomgebieden (RIBASIM, MODFLOW, RTC tools, WFLOW) Uitbreiding mondiale (multiscale) modellen (global RIBASIM, global MODFLOW), bruikbaar voor assessmentstudies, wereld wateratlassen, e.d. Ontwikkeling van een Innovatief integraal instrumentarium voor verzilting (wellicht binnen NKWK Slim Watermanagement), afgestemd met het TTW project SALTI (nieuw onderzoeksprogramma over externe verzilting van rivierdelta s en estuaria). Verdere uitwerking van een risicobenadering voor droogte ter onderbouwing van besluitvorming in nauwe samenwerking met het Deltaprogramma. Er wordt een CoP voor Collaborative Modeling opgericht en er wordt gewerkt aan een praktijkhandboek voor collaborative modeling. Vervolgstappen bij het ontwikkelen van een causaal model, waarmee de kansen op (intrastatelijke) conflicten rondom waterverdeling en/of waterschaarste beter kunnen worden voorspeld en waarmee handelingsperspectieven kunnen worden ontwikkeld. Doel is om in 2018 te werken aan twee pilots. Intensivering van de samenwerking met de WUR op de nexus Water en Voedsel, binnen NKWK en bij initiatieven op het gebied van (mondiale) modellering van waterbeschikbaarheid en voedsel. Ontwikkeling van een instrumentarium voor het analyseren van de WEF nexus, als basis voor een volledig integrale benadering van water, energie en voedsel en het zoeken naar innovatieve oplossingen: nexus solutions Realisatie van een nationaal expertise centrum voor het karteren van de zeebodem. Deltares Onderzoeksplan 2018 Page 21

22 Verkenning van de rol Deltares bij de transitie naar een circulaire economie. Het accent ligt daarbij op het ontwikkelen van integrale concepten en hergebruik van grondstoffen en (grond)water. Pilotstudies naar non-conventionele bodemschatten met ichip technologie. Samenwerking Er wordt intensief samengewerkt met andere organisaties binnen het thema. In Nederland met collega TO2 instituten (WEnR, ECN en TNO), KNMI, PBL en private kennisinstituten (KWR, Clingendael, HCSS) en marktpartijen. Binnen Nederland wordt met name samengewerkt met de universiteiten uit Utrecht (grondwatermodellering, waterbronnen modellering), Wageningen (water & voedsel), Delft (hydrologische modellen) en Twente (waterfootprint, collaborative modelling). In toenemende mate wordt er in brede publiek-private consortia samengewerkt; PPS-en zoals bij Waternexus, 4GAW Indonesië, IMPREX, Lumbricus, diverse TKI projecten (Coastar, Slim watermanagement) en NKWK. Internationaal (IWRM en RBM studies) wordt intensief samen gewerkt met Nederlandse en internationale consultants en instellingen (IFI s, WRI, etc.) en lokale kennispartners. In Indonesië bestaat er een joint cooperation met Indonesische en Nederlandse kennispartners. In het kader van het 7 e Europese Kaderprogramma s en H2020 wordt er met een groot aantal Europese universiteiten en kennisinstituten samengewerkt. Het zelfde geldt voor de samenwerking in NWO en TTW programma s. Op het gebied van global modeling dienen zich nieuwe partners aan, zoals het WRI en Google. 2.4 Delta Infrastructure Het thema Delta Infrastructure zet zich in om een actieve bijdrage te leveren aan het optimaliseren van het (voor)ontwerp, de bouw en het onderhoud van infrastructuur in deltagebieden, zoals havens, vaarwegen, kustuitbreidingen, (natte) kunstwerken als sluizen en stuwen, en bouwactiviteiten op, in of met (slappe) grond, zowel on-shore als offshore. Hierbij wordt de focus gelegd op veiligheid, duurzaamheid, efficiency en energiebesparing. Trends en vraagsturing De belangrijkste trends voor de ontwikkelingsrichtingen in het thema zijn: Duurzame samenleving: het energie akkoord van 2013 en het klimaatakkoord van 2015 vragen om de ontwikkeling van duurzame energiebronnen en tegelijkertijd het zuiniger omgaan met energie. Ook gaat duurzaamheid over het op een verantwoordelijke wijze benutten van natuurlijk kapitaal in combinatie met infrastructuur. Risicobewust ontwerpen en klimaatadaptatie: bestaande en toekomstige infrastructuren moeten bestendig gemaakt worden voor de gevolgen van klimaatverandering, zoals de Deltares Onderzoeksplan 2018 Page 22

23 (versnelde) stijging van de zeespiegel, de doorgaande bodemdaling in veengebieden en de toename aan regenval (intensere buien). Ook natuurlijke of hybride oplossingen kunnen hier in meegenomen worden. Duurzaamheid en circulaire economie: de vraag naar infrastructuur met minimale impact op het milieu gedurende de hele levensduur neemt toe. Toenemende schaarste aan grondstoffen leidt tot meer toepassing van hernieuwbare en nieuwe materialen. Ook de toenemende schaarste aan zand (zandhonger) voor bouwactiviteiten begint wereldwijd een steeds groter probleem te worden. Asset management: de focus gaat meer naar renovatie, onderhoud en levensduurverlenging van de beschikbare infrastructuur, waardoor de vraag ontstaat naar de meest cruciale locaties die onderhoud behoeven en hoe houden we daarbij optimaal rekening met toekomstscenarios s. Verstedelijking: verdichting van stedelijke gebieden in het kader van vervangingsopgaven en de energietransitie leidt tot meer druk op de ondergrondse ruimte en meer interactie tussen bestaande en nieuwe infrastructuren. Big data en analyse technieken om meer betrouwbare (real time) voorspellingen te doen voor het gedrag van infrastructuur. De activiteiten in het thema Delta Infrastructure sluiten in hoge mate aan op de Topsector Water, waarbij verreweg het grootste deel invulling geeft aan de KIA en het innovatiecontract van de TKI Deltatechnologie en in mindere mate ook aansluiting vindt bij de TKI Watertechnologie, de TKI Maritiem en de Topsectoren Energie (TKI Wind op Zee) en Logistiek. Daarnaast sluit het ook, zij het in beperkte mate, aan op (specifieke onderdelen van) het vraagsturingsthema Duurzame Leefomgeving, met name waar het gaat om engineering in stedelijk gebied. Thema indeling Het thema bestaat uit vier programma s, waarin verschillende typen infrastructuren zijn samengebracht, te weten: Coastal and Offshore Engineering: ontwikkelt en implementeert kennis en middelen voor het ontwerp en onderhoud van infrastructuur in kust en offshore gebieden. Ports and Waterways: ondersteunt en verbetert het vervoer over water door middel van veilig en optimaal gebruik van havens, waterwegen en natte kunstwerken. Infrastructure for Water and Energy: verbetert en optimaliseert de prestatie, veiligheid en duurzaamheid van infrastructuur voor water en energie. Urban Engineering: draagt bij aan het ontwikkelen van een betrouwbare, robuuste en duurzame infrastructuur in stedelijke gebieden. Naast deze vier programma s kent het thema een aantal thema brede speerpunten, namelijk (1) Software, (2) Meten en monitoren en (3) Eco-infrastructure. De belangrijkste ontwikkelingen hierin worden thema-breed bepaald. De speerpunten Software en Meten en monitoren hebben een belangrijke relatie met het nieuwe thema Enabling Technologies. Dit thema wordt de komende maanden in meer detail uitgewerkt en Deltares Onderzoeksplan 2018 Page 23

24 er zal worden nagegaan in hoeverre (bepaalde) activiteiten van deze speerpunten daarin kunnen worden ondergebracht. Programmering 2018 In het thema worden voornamelijk kennisvragen opgepakt uit de Kennis en Innovatie-agenda Deltatechnologie (een zevental KIC s, zie tabel 2 in hoofdstuk 3), maar ook (in mindere mate) de Kennis en Innovatieagenda Watertechnologie (het innovatie thema Sustainable Cities). Het gaat hierbij om de activiteiten binnen een tweetal programma s, te weten: Infrastructure for Water and Energy en Urban Engineering. Voor het ontwikkelen van een duurzame samenleving blijft het programma Coastal and Offshore Engineering zich met name richten op kostenreductie bij het opzetten van offshore windmolen parken door onder andere technologische innovaties en energie verbindingen met het Nederlandse vasteland en de omringende landen. Hierbij is de ontwikkeling en validatie van software voor water en ondergrond een belangrijk element. Daarnaast wordt er in 2018 meer aandacht gegeven aan het totaalsysteem van klimaatbestendige (kust)ontwikkelingen (samen met het Deltares thema Adaptive Delta Planning ) en de koppeling van duurzame energie met waterbouwkunde om (onder andere) onderzoek te doen naar de (on)mogelijkheden van het ontwikkelen van een energie eiland. Het programma Ports and Waterways heeft als focus de combinatie van port-engineering en duurzaamheid (in de vorm van green ports/infra, sustainable growth ), waarbij de belangrijkste kennisuitdaging zal zijn om een manier van haven(layout) ontwerpen te ontwikkelen waarbij de haven zoveel mogelijk groen zal zijn, maar toch ook goed zijn primaire (transport)functie kan vervullen. Het programma Infrastructure for Water and Energy blijft zich in 2018 richten op de optimalisatie van water gerelateerd energieverbruik, door onder andere de ontwikkeling van WKO systemen, de slimme inzet van poldergemalen en getijde energie. Het programma draagt hierbij vooral bij aan resource efficiency binnen watertechnologie en de onderzoekslijn water en energie van het NKWK. In samenhang met de vraag naar een duurzame samenleving blijft ook het inspelen op de klimaatverandering een belangrijk accent binnen het thema. Zo blijft het programma Infrastructure for Water and Energy zich inzetten voor manieren om bestaande drinkwater- en rioleringsnetwerken bestendig te maken voor toenemende regenval (intensere buien) en stijgende temperaturen. Het programma Urban Engineering speelt daarnaast in op de vraag naar actief grondwater beheer in stedelijk gebied in combinatie met bodemdaling beperkende maatregelen met een minimale impact op de bestaande infrastructuur. Ook langs de kust speelt de klimaatverandering een rol, waar het programma Coastal and Offshore Engineering zich richt op de invloed van zeespiegelstijging en veranderende golfklimaten op de kustinfrastructuur. Een thema dat steeds meer onder de aandacht komt is de circulaire economie, gekoppeld aan resource efficiency. Hierbij wordt de impact van infrastructuur op het milieu in toenemende mate in acht genomen over de gehele levenscyclus van het object. Hierbij gaat het programma Urban Engineering zich in 2018 meer richten op het bedenken van oplossingen om de negatieve impact van infrastructuur op het milieu te reduceren. Dit thema wordt ook steeds relevanter voor het programma Ports and Waterways voor de ontwikkeling op het gebied van green ports/infra. Het Deltares Onderzoeksplan 2018 Page 24

25 programma Coastal and Offshore Engineering gaat meer aandacht besteden aan Microbiële Corrosie (MIC) (interactie met water-uitwisseling en kwaliteit), multi-purpose use (bijv. combinatie met aquacultuur, toestaan visserij in windparken) en het vergroten van de ecologische waarde (bijv. terugbrengen platte oester of vergroten kabeljauwpopulatie). Het speerpunt Eco-infrastructure gaat hiertoe in 2018 meer samenwerken met de programma s Ports and Waterways (green ports; klimaatadaptatie in kleine en middelgrote havens; en voorkomen van dichtslibben door natuurlijke oplossingen), Infrastructure for Water and Energy (green infrastructures for water) en Urban Engineering (verminderen wateroverlast door natuurlijke oplossingen) van het thema, om ecologische oplossingen meer te laten integreren in de wereld van de infrastructuur. Een andere trend waar thema-breed op ingespeeld wordt is asset management in relatie tot de verouderende infrastructuur. Deze trend speelt een rol in de volledige breedte van het onderzoeksprogramma van Deltares, maar heeft een nadrukkelijke rol in het thema Delta Infrastructure. Het programma Urban Engineering zet zich ook in 2018 weer in voor de ontwikkeling van betrouwbare modellen en instrumenten om geotechnische risico s te kwantificeren, gericht op het minimaliseren van bouwrisico s en het vergroten van de veiligheid gedurende de gehele levensduur. In het programma Infrastructure for Water and Energy wordt er ingezet op het ontwikkelen van online-monitoring en kwantificatiemethodieken om vroegtijdig het disfunctioneren van de verouderende ondergrondse infrastructuur op te sporen. Dit programma beoogt om in 2018 meer samen te werken met TNO waar het gaat om risico gestuurd asset management. Voor staat een belangrijk initiatief ten aanzien van asset management van persleidingen op het programma, dat kan worden gezien als een vervolg op het STOOP/IJknet project. In het kader van de trends duurzame samenleving, klimaatverandering en asset management geeft het onderzoek naar renovatie en vervanging van natte kunstwerken, dat voorgaande jaren al een impuls heeft gekregen, ook dit jaar weer invulling aan de NKWK onderzoekslijn toekomstbestendige natte kunstwerken. Hierbij wordt, samen met TNO en MARIN, onderzoek gedaan naar handzame Deltares Onderzoeksplan 2018 Page 25

26 tools voor de opkomende vervangingsopgave van natte kunstwerken en zal steeds meer het systeem in ogenschouw worden genomen, en steeds minder de afzonderlijke kunstwerken. Hierbij speelt software ontwikkeling een belangrijke rol. Daarnaast zoekt het programma Ports and Waterways aansluiting bij het NKWK Rivieren om de bevaarbaarheid van de Nederlandse rivieren in de toekomst te waarborgen. Dit geldt ook voor de relatie tussen de activiteiten van het programma Coastal and offshore engineering en activiteiten binnen de NKWK Onderzoekslijn Kustgenese. Een trend die in 2018 meer aandacht zal krijgen is big data en de daarbij behorende analyse technieken. Hier ligt een belangrijke verbinding met het (nieuwe) thema Enabling Technologies. Hierbij wil het programma Coastal and offshore engineering gaan inzetten op het effectief delen van de toenemende hoeveelheid data, modellen, tools en informatie ten behoeve van het (kust)waterbeheer. De opgezette community models worden daarbij gebruikt als kennisuitwisselingsplatform, onderzoeksinitiator en netwerkstimulator. Het programma Ports and Waterways gaat in 2018 verder met de data-analyse van de binnenvaart om deze efficiënter te maken (CoVadem+). Tenslotte is er een trend waarneembaar, dat de vereiste groei van de havens en de bevaarbaarheid van vaarwegen voor de alsmaar groter wordende schepen niet bijgehouden kan worden. Hierdoor ontstaat de behoefte naar een verdere optimalisatie van de huidige infrastructuur en constructies met behulp van geavanceerde rekenmethoden en (on-line) meet data. In 2018 zal dus onder meer worden ingezet op: Energietransitie (energie uit water, offshore wind, energie eiland) Vervangingsopgave (o.a. natte kunstwerken) Van object naar (duurzaam) systeem Rivieren (bevaarbaarheid; ook transport en logistiek link) Actief stedelijk grondwaterbeheer in relatie tot klimaateffecten Duurzame oplossingen: o.a. green ports Effecten klimaatverandering/extreme events op drinkwater- en rioleringsnetwerken en (vitale) infrastructuur Integrale en high-tech ontwerp tools, extreme events Bodemdaling/beweging en effecten op infrastructuur Na de afronding van het succesvolle onderzoek consortium FLOW heeft het programma Coastal and offshore engineering in 2016 een businessplan voor GROW aangeboden aan Minister Kamp (EZ), dat de rol van FLOW over zal nemen. Dit zal naar verwachting in 2018 gebeuren. Daarnaast worden de diverse lopende JIP s voortgezet en worden er nieuwe JIP voorstellen ingediend voor onder andere een energie eiland. Het programma Ports and Waterways continueert haar deelname aan klankbordgroepen van HawaSSi (TTW) en de rol van Deltares binnen het NWO-project Sustainable ports in Africa ( ). Ook blijft ze betrokken bij de verdere uitvoering van (onderdelen van) het kennisprogramma Deltares Onderzoeksplan 2018 Page 26

27 Natte Kunstwerken (continuering van TO2-initiatief rondom kunstwerken), waarbij er in het kader van de vervangingsopgave wordt samengewerkt met private en publieke partijen binnen een TKI overeenkomst. Daarnaast blijft ze onderdeel van PIANC. Het programma Infrastructure for Water and Energy richt zich al enkele jaren vooral op de wat langere termijn ontwikkelingen, dat zich onder meer uit in deelname aan NWO projecten met een looptijd van 3-4 jaar. Hierbij worden de diverse lopende TTW projecten (D-SHIT, FOULC, CASPFEM) voortgezet. Het programma Urban Engineering zet de diverse lopende EU projecten (CREEP, INTACT, etc.) en TTW projecten (Biofix, BloCoPro, etc.) voort. Daarnaast worden er nieuwe TTW projecten geïnitieerd op het gebied van bodemdaling. Samenwerking Binnen dit thema wordt veel samengewerkt met de private sector in binnen- en buitenland. In toenemende mate gebeurt dit in de vorm van Joint Industry Projects (JIP s) waarbij een consortium wordt gevormd van verschillende stakeholders en gezamenlijk aan een probleem of ontwikkeling wordt gewerkt, al dan niet gedeeltelijk gefinancierd door TKI toeslag. Deze toeslag stimuleert de samenwerking tussen onderzoeksorganisaties en het bedrijfsleven. Kennisontsluiting vindt plaats via (onder andere) journals, congressen, software, guidelines en websites van Deltares en anderen. Belangrijk hierbij is ook de (breed samengestelde) klankbordgroep, die rondom dit thema is samengesteld. Onderzoeksonderwerpen worden voor een deel in detail ingevuld via deelnemers aan JIP s en andere samenwerkingsprojecten. Co-financiering wordt voorzien vanuit het bedrijfsleven (in het bijzonder aannemers zoals Van Oord en Boskalis en offshore bedrijven), de overheid (met name RWS-GPO/WVL), TKI en EU. Veel ontwikkelingsprojecten maken gebruik van de fysieke faciliteiten van Deltares. Europese samenwerking vindt plaats via EU consortia en netwerken, zoals HydraLab+ en ELGIP. Daarnaast komt veel kennis beschikbaar via software, dat wereldwijd breed wordt verspreidt. Vanuit de programma s worden er ook (gast)colleges gegeven bij verschillende universiteiten in Nederland (TU Delft, Universiteit Utrecht, TU Twente, WUR) en worden AIO s inhoudelijk en financieel ondersteund. Daarnaast vindt er samenwerking met onder andere TNO, TUE en TUD plaats bij de diverse TTW-projecten op onder andere het gebied van: asset management, buis-grond interactie en onzekerheidsvermindering in offshore wind. 2.5 Adaptive Delta Planning Het thema Adaptive Delta Planning richt zich op het integreren en toepassen van kennis over water, ondergrond en infrastructuur om duurzame ontwikkeling en inrichting van deltagebieden te ondersteunen. Het zwaartepunt ligt hierbij op ruimtelijke adaptatie en daarbij de implementatie van (klimaatadaptatieve) maatregelen in verstedelijkende delta s. Deltares Onderzoeksplan 2018 Page 27

28 Trends en vraagsturing Wereldwijd is groeiende aandacht voor het ontwikkelen van beleid en beheer dat gestoeld is op het concept ruimtelijke adaptatie. Een adaptieve aanpak voorziet in een inrichting van onze omgeving die rekening houdt met de toekomst en daarbij helpt bij het leren omgaan met onzekerheden (ook deep uncertainty ) en verandering. Klimaatbestendig en waterrobuust inrichten maakt (stedelijke) deltagebieden beter bestand tegen hevige regenbuien, periodes van droogte en hitte en de gevolgen van een mogelijke overstroming. Instanties als de Wereldbank en OECD volgen en propageren inmiddels ook deze aanpak. In Nederland moet volgens de Deltabeslissing Ruimtelijke Adaptatie, het klimaatbestendig en waterrobuust inrichten van gebieden, in 2020 onderdeel zijn van zowel beleid als praktijk. In het stedelijke domein wordt vanuit deze context de stap gezet naar resilience (veerkracht). Invloedrijke programma s als 100 Resilient Cities (Rockefeller Foundation) richten zich nadrukkelijk op het ondersteunen van steden in het vergroten van hun veerkracht. Met het zwaartepunt op de implementatie van (klimaatadaptatie) maatregelen in verstedelijkende delta s, wordt ook aansluiting gezocht bij de Sustainable Development Goals (UNDP), met name de doelen 11 (Sustainable cities and communities) en 13 (Climate action). De onderscheiden trends zijn ook terug te vinden in de, voor dit thema relevante, vraagarticulatie vanuit de Topsector Water en het ministerie van I&M: Klimaatadaptatie zet de stap van studie, naar ontwerp en implementatie van maatregelen, met veel aandacht voor businessmodellen en financieringsconstructies. Snel verstedelijkende delta s (sustainable cities, klimaatbestendige steden, etc.) en de aandacht voor ruimtelijke planning en integrale oplossingen. Groeiende aandacht voor het onderwerp Water-Energy-Food nexus in relatie tot circulaire economie en hernieuwbare grondstoffen. Aandacht voor Governance en het creëren van de juiste condities om op regionaal en lokaal niveau tot implementatie te komen. Thema indeling Het thema Adaptive Delta Planning bestaat uit drie programma s: Climate Adaptation: Het ontwikkelen en toepassen van handelingsperspectieven voor adaptatie aan onzekere toekomstige veranderingen. Het programma kent twee onderzoekslijnen: o Tools for adaptation planning o Pilots for adaptation planning Smart Delta Governance: Het ontwikkelen en toepassen van (natuur- en sociaalwetenschappelijke) kennis voor ontwerp en implementatie van maatregelen voor duurzame ontwikkeling van deltagebieden. Het programma kent drie onderzoekslijnen: o Asset management o Smart water and subsurface management o Governance analysis Resilient Cities: Het ontwikkelen en toepassen van kennis en instrumenten voor duurzame stedelijke ontwikkeling. Het programma kent drie onderzoekslijnen: Deltares Onderzoeksplan 2018 Page 28

29 o o o Integral quantitative modelling for urban water, subsurface and infrastructure Water and subsurface sensitive urban development Ground subsidence Programmering 2018 Het thema Adaptive Delta Planning werkt aan vraagstukken die geagendeerd zijn in de Kennis- en Innovatieagenda s van TKI Deltatechnologie en TKI Watertechnologie. Vanwege het integrerende karakter van dit thema, worden er een bijdrage geleverd aan diverse kennis- en innovatieclusters (KIC s) van TKI Deltatechnologie: Waterveiligheid, Duurzame Deltasteden, Watermanagement, Water en Energie en Eco-engineering en Nature based solutions. Hierin wordt o.a. gewerkt aan vragen rond klimaatbestendigheid van steden, assetmanagement, bodemdaling, slim waterbeheer en nature-based solutions voor de stedelijke omgeving. Ook worden bijdragen geleverd aan de Innovatiethema s van TKI Watertechnologie: Resource Efficiency en Sustainable Cities. Hierin wordt o.a. gewerkt aan vragen rond de rol van water en bodem in stedelijke energievoorziening en de circulaire waterketen in de stad. De vraagsturing onder het thema Leefomgeving wordt met name opgepakt in het programma Resilient Cities. Hierin wordt o.a. gewerkt aan vragen rond stedelijke energie- en (grond)watervoorziening en (ondergrondse) ruimtelijke inrichting en beheer. Er zal ook een bijdrage worden geleverd aan diverse onderzoekslijnen in NKWK. Deltares heeft een trekkende rol gespeeld in het opzetten van het meerjarige onderzoeksprogramma NKWK Klimaatbestendige Stad, dat is gestart in Het accent ligt op vraagstukken op het gebied van duurzame en klimaatbestendige inrichting. Er wordt met name ingezet op specifieke vragen rond het inventariseren en selecteren van effectieve klimaatbestendige maatregelen, inclusief een beoordeling van kosten en baten. Ook zal vanuit het thema Adaptive Delta Planning worden bijgedragen aan de prioritaire NKWK onderzoekslijnen Slim watermanagement en Markerwadden. Deltares Onderzoeksplan 2018 Page 29

30 In 2018 wordt daarmee vanuit de drie programma s in thema Adaptive Delta Planning met name ingezet op: Het programma Climate Adaptation is in 2018 gericht op toepassing en implementatie van strategieën en richt o.a. zich op het valideren van adaptatiemaatregelen in pilots. Specifieke aandacht voor versterking van (economische) tools voor klimaatdiensten (climate services). Ook verder werken aan het gedachtengoed van decision-making under uncertainty o.a. in samenwerking met de Wereldbank. Nieuw onderzoek rond social inclusive growth in relatie tot de SDG s. In het programma Smart Delta Governance zal de nadruk in 2018 opnieuw liggen op methodieken om implementatietrajecten soepeler te laten verlopen in de praktijk. Specifieke aandacht is er voor het opstellen van handelingsperspectieven voor omgaan met bodemdaling. Ook verder uitwerking van methodiek powerful pilots waarin doorwerking van ervaring in pilots rond klimaatadaptatie en circulaire economie centraal staan. In het programma Resilient Cities zal in 2018 de nadruk liggen op ontwikkelingen in lijn met NKWK KBS, zoals bepalen van de effectiviteit en ondersteunen van de selectie van klimaatadaptatie maatregelen in de praktijk. Ook verder ontwikkelen van methodiek raming schades als gevolg van klimaatverandering. Samenwerking Er wordt intensief samengewerkt met de TO2 instituten DLO, TNO en ECN. Er is via leerstoelen, PhD en Postdoc trajecten een intensieve samenwerking met de Nederlandse universiteiten: TUD, UT, UU, WUR, VU en EUR. Er wordt ook samengewerkt met een groot aantal kennisinstituten in Europa. Wereldwijd groeit de samenwerking op het gebied van adaptive planning zowel met kennisinstituten als financieringsinstituties (zoals de Wereldbank). Voorbeelden van samenwerkingsprojecten zijn: EU H2020 EUCP; European Climate Prediction system EU H2020 CCOACH; CO-designing the Assessment of Climate CHange costs ERA-NET EVOKED; User's knowledge needs as the driver for specification of climate data EU H2020 Graceful; Global systems Rapid Assessment tools through Constraint FUnctional Languages EU H2020 GreenWin; Financing mechanism for green growth EU H2020 Inspiration; Integrated spatial planning, land use and soil management H2020 project DANUBIUS-RI; Preparation of Research Infrastructure for Advanced Studies on River-Sea Systems NWO Governance for smartening public private partnership Samenwerking met TO2 instituten (waaronder TNO, WEnR) in NKWK Klimaatbestendige Stad NWO UDW (Urbanizing Delta s of the World) projects for Adaptive Delta Management and Land subsidence WRI Global Water implementation maps (governance) Handelingsperspectieven Bodemdaling (o.a. Gouda, Almere) Deltares Onderzoeksplan 2018 Page 30

31 Het thema is actief in diverse kennisnetwerken, waaronder: 100 Resilient Cities network (platform partner) Rotterdam Center for Resilient Delta Cities C40 network (bijdragen aan lesprogramma Climate Adaptation Academy Rotterdam) UNESCO commissie bodemdaling (secretariaat en lid) 2.6 Enabling Technologies Nieuwe technologieën hebben de potentie om game changers te zijn voor de deltatechnologiesector en voor Deltares. Zij kunnen ingezet worden voor baanbrekende innovaties, waardoor de onderzoeksvragen van de toekomst beter en sneller beantwoord kunnen worden. Voorbeelden uit andere sectoren illustreren de disruptieve kracht van artificial intelligence, big data, cloud computing, en van advanced materials en nieuwe monitoringstechnieken. De focus op Enabling Technologies is een nieuw element in de onderzoeksstrategie van Deltares. Het doel is om sleuteltechnologieën, ofwel enabling technologies, te verkennen en toepasbaar te maken voor de maatschappelijke vraagstukken waar Deltares aan werkt. De enabling technologies hebben een breed toepassingsbereik en zijn essentieel voor onderzoek, innovatie en marktontwikkeling. Het verkennen en uitproberen van Enabling Technologies bevindt zich vooraan in de innovatieketen. We voeren technology scans uit, ontwikkelen proof of concepts en prototypes, en passen deze toe in pilot projecten. We werken in multi-disciplinaire teams in relatief kortlopende R&D-projecten nauw samen met de vijf maatschappelijke (Deltares) thema s. Trends en vraagsturing Enabling Technologies bieden volop kansen voor data-driven modellering van water, ondergrond, infrastructuur en ecosystemen: De ontwikkeling van Artificial Intelligence is een nieuwe fase ingegaan, door een combinatie van big data, krachtiger computers en nieuwe algoritmen voor image processing en deep learning. Overheden en publieke organisaties geven steeds meer toegang tot data. Earth Observation Data (satellite, remote sensing, drones) zijn in steeds hogere mate van detail beschikbaar. Nieuwe meet- en monitoringtechnieken maken het mogelijk om data science en modelstudies te combineren, zowel in de experimentele faciliteiten als in veldproeven. Crowd sourcing, citizen science en social media zijn een nieuwe bron van (big) data, waarbij het grote publiek actief of passief betrokken wordt. Robotica, in de vorm van autonome drones, boten en onderzeeërs, biedt nieuwe mogelijkheden voor het verzamelen van data. Deltares Onderzoeksplan 2018 Page 31

32 Blockchain, de technologie waar cryptogeld (Bitcoin) gebruik van maakt, heeft een breed toepassingsbereik, waaronder ecosysteemdiensten, emissiehandel, veilige data-inwinning en sturing van watersystemen. Internet of Things en sensors everywhere maken data-driven forecasting en optimalisatie van watersystemen mogelijk. Supercomputers en clusters (High Performance Computing, Cloud Computing, Edge Computing, Quantum Computing) bieden de rekenkracht voor complexe en uitgebreide simulaties. Rondom simulatiesoftware spelen de volgende trends: De ontwikkeling van geïntegreerde modellen voor de simulatie van processen in water en ondergrond, op basis van onregelmatige rekenroosters, in samenwerking met de open source community. De ontwikkeling van mondiale simulatiemodellen voor oppervlaktewater, grondwater en hydrologie, als basis voor regionale modeltoepassingen. Multi-resolutie technieken maken het mogelijk om op- en neer te schalen tussen mondiale, regionale en lokale modellen. Cloud Computing: grote modelsimulaties (op basis van big data) worden bij externe rekencentra gemaakt. De samenvloeiing van numerieke simulatie, serious gaming en beslissingsondersteunende systemen maakt het mogelijk om stakeholders te betrekken bij de modellering. Thema indeling De aandacht voor enabling technologies krijgt in de nieuwe onderzoeksstrategie van Deltares een extra boost. Het doel dat we ons stellen vraagt om een flexibele vorm die goed aansluit bij de maatschappelijke (Deltares) thema s. Eind 2017 en begin 2018 geven we het proces vorm in een nieuw, eigenwijs, thema. In de Onderzoeksstrategie van Deltares beschrijven we de inbedding van het nieuwe thema in onze onderzoeksorganisatie meer concreet. Een aantal lopende programma s en recent gestarte initiatieven vormen in eerste instantie de basis van de nieuwe onderzoekslijn: Deltares Onderzoeksplan 2018 Page 32