31 Piping CSI. Reactieformulier uitvraag aan de markt Nieuwe oplossingen voor piping. Deel A: Informatie van de indiener en indruk van de werkgroep

Transcriptie

1 31 Piping CSI Reactieformulier uitvraag aan de markt Nieuwe oplossingen voor piping Deel A: Informatie van de indiener en indruk van de werkgroep De indiener geeft in de kolom informatie van de indiener zoveel mogelijk informatie over de door hem aangedragen innovatie. Het meesturen van aanvullende informatie in bijlagen is mogelijk, maar niet noodzakelijk. Alle ingediende informatie zal in het beoordelingsproces beschikbaar blijven. Het formulier dient opgestuurd te worden naar Daniël Mogendorff van het bureau BeBright ). Dit reactieformulier en eventuele bijlagen worden in het beoordelingsproces behandeld als openbare informatie. Op basis van de informatie van de indiener zal de werkgroep Innovatie uit de markt van de projectoverstijgende verkenning Piping haar indruk opstellen. De toepasbaarheid bij dijkversterkingen staat hierbij centraal. Vervolgens wordt het formulier naar Deltares gestuurd die een quick scan uitvoert op de inpassing in het wettelijk kader voor de toetsing van waterveiligheid. Het aldus gevulde deel A van dit reactieformulier wordt naar de beoordelingscommissie gestuurd. Deze verwerkt haar oordeel over rijpheid en kansrijkheid in deel B van dit formulier. Informatie van de indiener Deze kolom wordt ingevuld door de indiener Indruk van de werkgroep Deze kolom wordt ingevuld door de werkgroep Indiener(s) Naam bedrijf 1 Contactgegevens Naam Functie Telefoonnummer adres Fugro GeoServices BV Bas Berbee Adviseur Waterbouw Tel: b.berbee@fugro.com Gert-Ruben van Goor Adviseur Waterbouw

2 Tel: Wat is de aard van uw bedrijf? Omvang Type activiteiten Expertise 3 Reageert u mede namens andere partijen die betrokken zijn bij de innovatie? Zo ja, welke? 4 Heeft u bijlagen meegestuurd met dit formulier. Zo ja, welke? 5 Korte omschrijving van de innovatie: Hoe werkt de innovatie? Eventueel met verwijzingen naar andere documenten. Fugro is een wereldwijd bedrijf dat onderzoeks- en adviesdiensten biedt rondom geo-gerelateerde vraagstukken. Vanwege ons brede scala aan diensten kan Fugro alle diensten binnen deze innovatie zelf leveren. Nee, er zijn geen bijlagen meegestuurd. We hebben onze innovatie Piping CSI speciaal ontwikkeld om het gat tussen rekenregel en werkelijkheid te overbruggen. De innovatie beslaat uw uitvraagonderdelen: - Voorspellen van piping - Betere karakterisering van wellen, pipes, ondergrond en grondwaterstroming - Servicen van dijkvak Piping CSI bestaat uit een totaalconcept waarbij het slim meten, rekenen en in de praktijk observeren van dijkveiligheid hand in hand gaan. De kern van het concept bestaat uit continue metingen van de bodem (zand en deklagen), actuele grondwaterdrukken (gepatenteerde glasvezeltechniek), gecombineerd met berekeningen in een 3D modelomgeving op basis waarvan de historische, actuele en maatgevende sterkte van de dijk bij waterstandsverlopen kan worden bepaald. Onderstaand beschrijven wij kort de verschillende hierboven Piping CSI is een totaalsysteem bestaande uit combinatie van nieuwe en bestaande technieken: Informatie uit sonderingen, boringen, d70 waarden, peilbuizen Vlakdekkende deklaagdiktemetingen met multi-em techniek Doorlatensheidsprofielen/heterogeniteit bodem dmv HPT sonderingen met mini pompproeven Grondwaterdrukken dmv glasvezeltechnieken 3D geo(hydro)logisch model met semigeautomatiseerde invoer Het systeem bepaalt historische, actuele en maatgevende sterkte van keringen en maakt het mogelijk om Herijking van het model op basis van waarnemingen Automatisch alarm obv waargenomen pipeontwikkeling Wellocaties vaststellen/uitsluiten??

3 genoemde elementen van het concept. Continue metingen: De continue metingen van de bodem bestaan uit een combinatie van gevestigde technieken en innovatieve componenten. De resultaten van deze metingen dienen om de lokale situatie te karakteriseren. De resultaten worden gecombineerd in één 3D model waarin ook de losse meetdata nog zijn opgenomen (er kan eenvoudig terug worden gegaan naar de brondata). Er is een ruime keuze bij de toepassing van de meer gevestigde technieken mogelijk, zoals: Sonderingen (laagopbouw); Boringen (laagopbouw en nemen van monsters, gewichten); Bepalen van korrelverdelingen (voor piping: bepalen van d 70 ); Responsmetingen o.b.v. peilbuizen. Meerwaarde wordt gevormd door het inzetten van een aantal innovatieve technieken, die onderdeel vormen van het totaalconcept Piping CSI, dit zijn: Multi-EM (elektromagnetische) metingen waarbij vlakdekkend deklaagdiktes op een 6-tal intervallen kan worden verkend met een 1 m resolutie 2x zo gedetailleerd als de gebruikelijke EMmeetmethodieken en zonder bodemverstoring; Voor deklagen onder water wordt de Boat-EM ingezet; HPT-sonderingen, gecombineerd met minipompproeven, om een continu doorlatendheidsprofiel en daarmee, cruciaal voor piping, de heterogeniteit van de ondergrond te bepalen. 3D modelomgeving: De meetdata worden in een 3D geo(hydro)logisch model Onduidelijk is wat met continue metingen bedoeld wordt. Onduidelijk is welke meettechnieken continue in de dijk aanwezig zijn (wsl. alleen de glasvezel voor waterdrukken?)

4 verwerkt, waarin alle data worden gecombineerd. In dit systeem worden alle data gekoppeld en semigeautomatiseerd verwerkt, waarmee er dus bij het beschikbaar komen van nieuwe informatie het 3D model wordt ge-update. Met het model worden semiprobabilistische pipingberekeningen uitgevoerd voor gewenste hoogwaterstanden. Dit kunnen naar behoefte actuele data zijn, verwachte maatgevende hoogwatergolven of historische meetreeksen. Hiermee ontstaat direct inzicht in bijvoorbeeld de momentane dijksterkte, maar ook in de locaties waar in het verleden reeds wellen opgetreden kunnen zijn. Figuur 1: voorbeeld 3D-ondergrondmodel o.b.v. HPT sonderingen Actuele grondwaterdrukken: In het dijktraject worden met Fugro s glasvezeltechniek automatische metingen uitgevoerd van de absolute in-situ

5 grondwaterdrukken. Deze vormen input voor een on-the-fly georisico-analyse met Fugro s GeoRiskPortal waarmee de voorspelling van het 3D model wordt geverifieerd, en bij het dreigend ontstaan van pipegroei een automatisch alarm wordt afgegeven aan de waterbeheerder. De beheerder heeft vervolgens in het veld, via een applicatie, toegang tot zowel de meetwaarden als de berekende faalkansen, en kan daarmee zijn veldobservaties relateren aan de technische beoordeling. De locaties van de druksensoren langs een dijktraject volgen uit de risicoanalyse zoals uitgevoerd met het 3D-model. 6 Is de innovatie reeds toegepast op het piping vraagstuk? Zo ja, waar en hoe? Eventueel met verwijzingen naar andere documenten. De innovatie betreft een koppeling van diverse alleenstaande innovaties (al naar gelang het vraagstuk HPT sondering, minipompproeven, Multi-EM, glasvezeltechnologie en geautomatiseerde ondergrondmodellering) tot één totaalconcept voor actuele, historische en toekomstige pipinganalyses, inclusief een terugkoppeling naar veldmetingen en observaties. Al deze innovaties zijn individueel al met succes in de praktijk toegepast, de innovatie die hier wordt voorgesteld is koppeling tot een totaal pipingconcept Piping CSI. Deze koppeling is niet De alleenstaande innovaties worden op dit moment in lopend onderzoek toegepast, maar kunnen in het kader van vertrouwelijkheid nu nog niet openbaar worden gedeeld. Voor eventuele vragen en/of onderbouwende documenten met bovenstaande contactpersonen contact worden opgenomen. 7 Hoe zou deze innovatie (een deel van) het piping-probleem op kunnen lossen? De techniek kan worden toegepast op het gehele areaal aan waterkering dat pipinggevoelig is. De verschillende faalmechanismen die bijdragen aan het

6 Denk hierbij aan: Hoe groot is het areaal van toepassing? Leidt de innovatie tot een snellere/betere/goedkopere aanpak van piping? Wordt de innovatie gebruikt bij het vaststellen van het pipingrisico? Wordt de innovatie gebruikt bij het versterken van een dijk op piping? Leidt de innovatie tot meer kennis over piping? pipingrisico (opbarsten, heave en piping) zijn gecorreleerd via de ondergrond. Beter inzicht in ondergrond leidt tot een betere schematisatie van het pipingvraagstuk en daarmee van de uitspraken die over het pipingprobleem gedaan kunnen worden. Belangrijk aspect hierin is bijvoorbeeld de gelaagdheid van de bodem en de ruimtelijke doorwerking hiervan. De verwachting is dat het areaal aan te versterken waterkeringen op piping hierdoor in de meeste gevallen zal afnemen ten opzichte van de traditionele benadering. Er zijn echter ook situaties denkbaar waarbij nauwkeuriger inzicht tot een ongunstiger beeld leidt. Wel zal er in deze situaties in nauwkeuriger op risico locaties geïnspecteerd kunnen worden en/of een maatregel worden getroffen. De innovatie leidt er toe dat het pipingrisico niet alleen voor maatgevende omstandigheden kan worden bepaald, maar geeft ook, real-time, inzicht in de momentane sterkte van de dijk o.b.v. actuele (grond)waterstandsdata. Daarnaast kunnen historische meetreeksen worden doorgerekend om op basis daarvan wellocaties te kunnen vaststellen, en met het oog op nieuwe inzichten ten aanzien van erosiesnelheid van de pijp, ook om met meer zekerheid eerdere wellen te kunnen uitsluiten. De innovatie zal tot meer kennis over piping leiden doordat de reken- en toetsregels kunnen worden geverifieerd met beheerderservaring (cross-check in het veld) en historische waarnemingen/metingen. Andersom geldt dat de kennis omtrent de factoren die het pipingrisico bepalen (o.a. heterogeniteit/gelaagdheid in bodem en doorlatendheden) nu kunnen worden meegenomen in een totaal beoordeling van het pipingrisico voor een langere dijkstrekking. 8 Wat onderscheidt uw oplossing van de bestaande oplossingen/technieken voor piping? Het onderscheid zit hem in het slim meten aan de ondergrond en dit te vertalen naar een pipinganalyse waarbij een sterke nadruk ligt op het meenemen van de heterogeniteit van de ondergrond. Daarnaast focussen we ons niet alleen op

7 maatgevende omstandigheden, maar is het ook mogelijk om historische gebeurtenissen door te rekenen. De grootste sprong voorwaarts is echter dat door real-time (grond)waterstandsverlopen te meten en te analysereen, ook de momentane dijksterkte worden bepaald en een eventuele modelijking kan plaatsvinden. Als beheerder wil je uiteraard weten wanneer het risico te groot wordt zodat er tijdig eventuele (nood)maatregelen genomen kunnen worden. 9 Verwacht u dat de innovatie een reductie in de kosten voor piping geeft? Op welke manier? Ja. Grondwaterstroming is de motor achter piping. Deze grondwaterstroming wordt in sterkte mate bepaald door de heterogeniteit cq. doorlatendheidcontrasten van de ondergrond. Het terugschematiseren van tientallen meters zandlaag tot een 1-laags of 2-laags pipingmodel zal (bij juist gebruik) altijd een reservering voor schematiseringsonzekerheid of veiligheidstoeslag vereisen. Dit effect wordt hiermee significant verminderd. 10 In welke fase is de ontwikkeling van uw innovatie? 1. Concept 2. Getest in laboratoriumsetting 3. Getest in 1 op 1 schaal proef 4. Geïmplementeerd in project Graag documenten toevoegen die uw antwoord onderbouwen. De onderdelen waaruit deze innovatie is opgebouwd zijn in alleenstaande vorm eerder in projecten geïmplementeerd. T.a.v. de innovatieve veldmetingen: De HPT sondering, gecombineerd met minipompproeven, is eerder ingezet en uitgewerkt binnen de POV Piping (verkenning doorlatendheden en HPT sondering). De Boat-EM is reeds in diverse projecten in Nederland (o.a. bovenrivierengebied) en in Duitsland (ten behoeve van waterwerken) toegepast. De analysetechniek o.b.v. het semi-geautomatiseerde 3D geohydrologisch model is reeds binnen onze eigen R&D uitgewerkt, alsook binnen de POV Piping, waarbij een vertaling is gemaakt voor toepassing in de toetsregel o.b.v. Sellmeijer.

8 Het real-time toepassen van de glasvezeltechniek van Fugro is reeds bij diverse project in Nederland en in de offshore toegepast. De bewuste techniek die voor Piping CSI is voorzien, is recentelijk ontwikkeld en is in een 1 op 1 schaalproef toegepast. Aanverwante systemen functioneren in de praktijk echter goed. De alleenstaande innovaties worden op dit moment in lopend onderzoek toegepast, maar kunnen in het kader van vertrouwelijkheid nu nog niet openbaar worden gedeeld. Voor eventuele vragen en/of onderbouwende documenten met bovenstaande contactpersonen contact worden opgenomen. 11 Heeft u een haalbaarheidsstudie uitgevoerd naar de innovatie als oplossing voor piping? 12 Hoe zeker is het dat de innovatie in technische zin kan werken voor toepassing op het pipingvraagstuk? Welke technisch/inhoudelijke hobbels worden voorzien? Met de verschillende onderdelen die in deze innovatie zijn samengevoegd tot het totaalconcept Piping CSI, is inmiddels veel ervaring opgedaan. De uitvoerbaarheid en de haalbaarheid van de verschillende onderdelen is daarbij in ruime mate verkend, waarbij o.a. gelet is op investering voor de separate onderdelen in relatie toe versterkingskosten. Alle innovaties zijn goed toepasbaar voor het pipingvraagstuk. 100% zeker. De focus ligt op het slim meten en bepalen van de parameters die het pipingrisico bepalen. De veldmetingen als voeding voor de 3D modelomgeving is reeds ervaring mee, en hebben de validatie met gevestigde methoden uitstekend doorstaan. Het rekenen aan het pipingrisico gaat via een gevestigd numeriek geohydrologisch modelsystemen, waar daarmee ook geen risico s te voorzien zijn. De actuele sterktemetingen, om ontwikkelende wellocaties op te sporen, zijn reeds in diverse aanverwante vormen met succes in de praktijk uitgetest, en on-the-fly data-interpretatie hiermee is ook reeds binnen 1 op 1 schaalproeven uitgetest, met succes. Er Blijkbaar is er nog geen ervaring met het totaalsysteem. De haalbaarheid van het systeem wordt sterk bepaald door de benodigde ruimtelijke resolutie. Onduidelijk is waar op aangestuurd wordt. Er wordt geen informatie gegeven over een full scale uitvoering van het systeem. Het is dus vooral nog een concept. Onduidelijk is wat er nodig is om tot een permanent bewakingssysteem voor een dijkvak te komen, en of men dat ook nastreeft.

9 dient nog wel enig technisch onderzoek plaats te vinden naar drukontwikkelingen rondom zich ontwikkelende wellen, teneinde de uitvoeringsspecificaties goed te kunnen onderbouwen. Onze R&D medewerkers zijn hier echter reeds in het verleden mee bezig geweest, en hieruit blijkt dat dit goed haalbaar is en goed met een korte inspanning uitgedetailleerd kan worden. Er worden daarmee geen grote technische hobbels voorzien, die niet met enige geringe inspanning op ICT vlak kunnen worden genomen. 13 Is de innovatie maakbaar en uitvoerbaar bij waterkeringen? Zijn hier knelpunten in te voorzien? Ja, maakbaar en uitvoerbaar. Dit is in verschillende projecten, nagenoeg in alle gevallen in waterkeringen of anderszins binnen watersystemen, toegepast. 14 Wat is nodig om aan te tonen dat de innovatie voldoet/blijft voldoen aan de wettelijke eisen? (betrouwbaarheid) 15 Is er nog een vervolgstap nodig om de innovatie toe te kunnen passen als commerciële aanbieding in een aanbesteding? Zo ja, welke? Zo nee, heeft u de innovatie al eens aangeboden in een aanbesteding? De innovatie is geen systeem voor regulering van bijvoorbeeld hydraulische belastingen. Het syteemonderhoud vindt daarmee volledig in een beschermde omgeving (kantoor/serverruimte) plaats. De ondergrondopbouw verandert weinig in de tijd. Zoals aangegeven: het vereist een ondernemend waterschap en ruimte in de aanbestedingsspecificaties. De alleenstaande innovaties die binnen Piping CSI gekoppeld worden zijn deels reeds in aanbestedingen naar voren gebracht. Veelal blijkt het innovatieve karakter voor beheerders een breekpunt, met name omdat niet zeker is of een techniek wel of niet door het HWBP gedragen worden.

10 16 Heeft u partners nodig bij de doorontwikkeling van uw innovatie? Zo ja welke? Deltares is betrokken geweest bij de implementatie van de HPT sonderingen binnen de gezamenlijke verkenning als onderdeel van de POV Piping. Het lijkt ons goed om Deltares als volledig onafhankelijke partij te laten meekijken in de vormgeving van de koppeling. Wij zien daarnaast een kans in het betrekken van het bij Deltares in ontwikkeling zijn DGFlow model in dit systeem, waarbij de 3D geohydrologische modellering voedend werkt aan de rekenkern van DGFlow. 17 Overige opmerkingen 18 Quick scan door Deltares op inpassing in wettelijk kader waterveiligheid. Wat is er nodig om de innovatie te kunnen toetsen aan de wettelijke eisen ten aanzien van waterveiligheid? Vooruitlopend op de reactie van Deltares kunnen wij wel reeds aangeven dat voor een goede toets aan de wettelijke eisen het natuurlijk belangrijk is dat het systeem de wettelijke (geaccepteerde) rekenmethoden kan toepassen. Dat is hier het geval, immers, er wordt gebruik gemaakt van de vigerende rekenmethoden. Een ander punt is natuurlijk dat het systeem in staat is daadwerkelijk een zich ontwikkelende pipe te herkennen en een alarm te generen. Zoals aangegeven zijn hier reeds intern onderzoeken naar verricht, en zien wij hier geen groot aandachtspunt in. Wij kunnen ons goed voorstellen dat er na het lezen van deze korte samenvatting nog diverse vragen overblijven. Voor eventuele vragen en/of onderbouwende documenten met bovenstaande contactpersonen contact worden opgenomen. In de verwerking van de reactieformulieren zal Deltares gevraagd worden een quick scan uit te voeren naar de informatie die per innovatie nodig is om tot veilige toepassing te komen.

11 DEEL B: Beoordeling rijpheid en kansrijkheid door beoordelingscommissie (verantwoordelijkheid beoordelingscommissie) De leden van de beoordelingscommissie krijgen het formulier toegestuurd, waarbij de informatie van de indiener als wordt bijlage meegestuurd. Hen wordt gevraagd om ieder voor zich eerst een antwoord te geven op de onderstaande vragen. De formulieren worden dan teruggestuurd naar de werkgroep. Deze maakt een overzicht van de meningen van de leden. Dit overzicht dient samen met deel A en B als basis voor de discussie in de beoordelingscommissie. Onderbouwing werkingsprincipe Is de (technische) werking van de innovatie als oplossing voor piping voldoende stevig onderbouwd? Inpasbaarheid in het waterbeheer Past toepassing van de innovatie in de praktijk van de waterbeheerder (met name toetsing en ontwerp van waterkeringen)? Kansen voor commerciële toepassing Kan de innovatie tezijnertijd toegepast worden als kansrijke aanbieding in aanbestedingstrajecten voor dijkversterkingen of dijkonderzoek waar piping een rol, speelt? Toepasbaarheid op korte termijn Is de innovatie klaar voor commerciële toepassing? Drijvende kracht nodig voor ontwikkeling Zijn er voldoende financiële en menselijke middelen aanwezig om ontwikkeling te kunnen volbrengen? Is er voldoende drive bij de indieners? slecht matig goed uitstekend Weet niet/nvt Opmerkingen De antwoorden van de individuele leden worden door de werkgroep in een overzicht geplaatst. Dit is de input voor de bespreking van de beoordelingscommissie.

12 Op basis van een bespreking van de oordelen van de commissieleden formuleert de commissie voor iedere ingebrachte innovatie een antwoord op de volgende twee vragen: 1. Wat is de meeste logische volgende stap in de ontwikkeling van deze innovatie? 2. Hoe schat u de kansen in dat deze innovatie tot commerciële toepassing voor waterkeringen gebracht kan worden waar piping een rol speelt?