Zoektocht naar een digital twin voor het waterbeheer

HZ University of Applied Sciences is één van de partners in het nieuwe onderzoeksproject ‘Digital twin voor waterbeheer’. Samen met andere onderzoeksinstellingen, bedrijven en waterschappen werkt de HZ aan een digital twin voor het waterbeheer.

Digital twinning is een betrekkelijk nieuw concept in het modelleren van de fysieke werkelijkheid. Het is een combinatie van een fysiek systeem, zoals een autofabriek, en een virtuele variant hiervan. Het laatste is vaak een computermodel. De digital twin wordt continu gevoed met datastromen vanuit het fysieke systeem, zodat het model up to date blijft. De digitale kopie kan op haar beurt ook communiceren met het fysieke systeem. Daarmee kan het controle uitoefenen en het systeem naar een gewenste toestand sturen.

Scenario's

Een digital twin kan ook virtueel verschillende scenario’s analyseren, zodat mensen weten wat ze moeten doen als er bepaalde scenario’s optreden in het fysieke systeem. Dit project werkt toe naar een vergelijkbaar digitaal systeem voor het Nederlandse waterbeheer. De fysieke component is in dit geval het gemonitorde watersysteem van de waterschappen, de virtuele twin een set van geïntegreerde rekenmodellen, (AI-)algoritmen, visualisatiesystemen, dashboards en de structuur die deze onderdelen verbindt.

Een digital twin betekent dus de verdere integratie en het gebruik van data, modellen, workflows en de implementatie daarvan in de complexe, operationele structuren van de waterschappen.

Complexiteit

Vanwege die complexiteit is het doel van het project om stappen te zetten richting een professionele digital twin. De projectpartners verkennen of en hoe een digital twin bijdraagt aan moderne oplossingen op drie onderwerpen rondom waterbeheer: waterzuiveringsinstallaties, waterkwaliteit en droogte.

Het verschilt per onderwerp in welke mate een digital twin iets kan bijdragen. In zuiveringsinstallaties worden AI-algoritmen al algemeen gebruikt, terwijl het modelleren en voorspellen van waterkwaliteit en de koppeling met besluitvorming vooral offline plaatsvindt. Het haalbare niveau van een digital twin voor de waterkwaliteit is daarom beperkter dan voor de zuiveringsinstallaties.

Partners

Het onderzoeksconsortium wil uiteindelijk alle onderwerpen samenbrengen in een raamwerk. Dit moet toepasbaar zijn voor de waterschappen in Nederland. Volgens de partners zijn de technologische oplossingen niet de grootste uitdaging. Het is moeilijker om de systemen werkend te krijgen binnen de operationele, organisatorische en beleidsmatige structuren van de waterschappen.

Naast de HZ maken Wageningen University & Research, STOWA, Het Waterschapshuis en IMEC-OnePlanet, verschillende particuliere bedrijven, Waterschap Vallei en Veluwe en Waterschap Limburg deel uit van het consortium. De kennis die zij tijdens het project opdoen verspreiden ze via een website, presentaties en workshops. Het project is onderdeel van Topconsortia voor Kennis en Innovatie Deltatechnologie. Het duurt drie jaar en heeft een budget van 770.000 euro.