Water

De onderzoeksgroep Water Technology is partner in het Horizon 2020 programma van de Europese Unie voor het onderzoeksproject AquaSPICE. AquaSPICE richt zich op het bevorderen van de duurzaamheid van procesindustrieën door middel van digitale en circulaire innovaties op het gebied van watergebruik. In de meeste industrieën wordt water gebruikt tijdens de productieprocessen. Naar schatting wordt 20% van alle zoetwaterverbruik wereldwijd door de industrie gebruikt. Innovatie in waterbehandeling kan voor belangrijke industriële watergebruikers gesloten kringlopen tot bijna 100% efficiëntie brengen door terugwinning en hergebruik van hulpbronnen. Waterschaarste is een werkelijkheid voor sommige locaties van Dow in Europa. Dow zoekt naar mogelijkheden om de zoetwaterinname in de verschillende productielocaties te verminderen door waterstromen te hergebruiken. De waterstromen zullen worden behandeld met technologieën om ze opnieuw in de processen te kunnen gebruiken. Daarom zal een proef worden uitgevoerd met containers met verschillende waterbehandelingstechnologieën. De pilot wordt uitgevoerd bij Dow Terneuzen, Dow Böhlen en BASF Antwerpen. Op elke locatie zullen verschillende waterstromen met verschillende behandelingen worden getest. Deze case study is een samenwerking tussen Dow (Terneuzen en Böhlen), Universiteit Gent, Evides Industriewater, RWTH Aachen University en HZ University of Applied Sciences. Daarnaast zal de nadruk liggen op intelligent waterbeheer. Er zal een cyberfysisch watersysteem worden gecreëerd met een meetnetwerk van real-time sensoren en er zal een model worden geconstrueerd waarin beslissingen kunnen worden genomen. Hans Cappon, Emma McAteer en Lies Hamelink, van de onderzoeksgroep Watertechnologie, werken mee aan het AquaSPICE-project. Zij zijn verantwoordelijk voor de ondersteuning van het operationele werk van de pilots bij Dow Terneuzen en Dow Böhlen en nemen deel aan de gegevensanalyses en de evaluatie van de resultaten.

Tot op heden worden oesters in Nederland gekweekt op de bodem van ondiepe wateren (i.e. bodemcultuur) of op zogenaamde kweektafels. Bodemcultuur oesters worden tweemaal per jaar verplaatst om ideale omstandigheden voor de groei te garanderen en optredende verzanding het hoofd te kunnen bieden. Deze handelingen kosten veel scheepsbewegingen en handmatige arbeid. De kweekwerkzaamheden kunnen daarnaast voor ongewenste druk zorgen op de omgeving. De verwachting is dan ook dat strengere regelgeving de ruimte waar oesters mogen worden gekweekt zal laten afnemen. Daarnaast vormen predatoren, zuurstofloosheid en weersomstandigheden een belemmering en groeiende zorg voor de bodemcultuur. Alternatieve productiemethodes op basis van kweektafels vergen in vergelijking relatief veel handmatige arbeid; soms moeten de oesters tot wel vijftienmaal per jaar worden geschud ten behoeve van het verkrijgen van een mooie vorm schelp. Daarnaast leiden de kweektafels ook tot spanning in droogvallende gebieden waar ook veel foeragerende trekvogels voorkomen. DrijfsystemenDit vormt de reden om binnen dit project een nieuwe kweekmethode te ontwikkelen o.b.v. drijfsystemen welke duurzame kweek van oesters mogelijk maakt in getijde omgevingen, met als bijkomend voordeel minimale handmatige arbeid door zaken (mechanisch) te automatiseren. De basis van het voorgenomen ‘flipfarmsysteem’ bestaat uit verschillende drijvende manden, waarin de oesters worden opgekweekt. De manden zijn met elkaar verbonden door middel van een lijn. Verschillende boeien en ankers (i.e. grid) houden de kweekmanden op de beoogde locatie en hoogte in de waterkolom (afgestemd op optimale algenconcentraties). Er zal een methodiek worden ontwikkeld om de manden regelmatig te keren (met minimale arbeid) ten behoeve van het verkrijgen van een mooie oestervorm; hierbij zal worden onderzocht om efficiënt gebruik te maken van de getijdewerking. Daarbij wordt een innovatief systeem ontwikkeld om de oesters gedurende het proces op een slimme en geautomatiseerde wijze te classificeren en sorteren, zowel gedurende de opkweek als op het moment van oogsten. Samenvatting Samengevat bestaat het beoogde flipfarmsysteem uit een drietal onderdelen, welke binnen dit project ontwikkeld en gedemonstreerd zullen worden: Drijfsysteem: De basis van het nieuwe kweeksysteem zal worden gevormd door een aantal drijvende oestermandjes die in het bovenste gedeelte van de waterkolom (oestergeul) drijven. Hier zit de meeste voeding (van nature voorkomende algen) en daardoor treedt snelle groei op. Daarnaast zal het drijfprincipe het mogelijk maken om de kweek beter te sturen, oftewel minder afhankelijk van de stand van het tij, zoals bij de kweektafels het geval is.Flipsysteem: Om een mooie vorm schelp te verkrijgen (welke veel marktwaarde heeft) is het idee om deze drijvende systemen met een flipsysteem periodiek en volledig automatisch te kantelen. Hierdoor worden feces en scherpe delen van de schelp verwijderd. Uitgangspunt is om dit kantelproces op natuurlijke basis te laten plaatsvinden met behulp van getijde/stroming/wind.Sorteertechniek: Daarbij wordt er binnen dit project technisch nieuwe sorteertechniek ontwikkeld om in het kweekproces te komen tot nauwkeurige en geautomatiseerde classificering van de oesters (in alle opkweekfasen), waarmee op efficiënte en slimme wijze kan worden gesorteerd. Middels een pilot in het natuurgebied Waterdunen beogen de projectdeelnemers J.P. Dhooge BV en HZ University of Applied Sciences aan te tonen dat: Impact op omgeving en natuur van de nieuwe methodiek zeer gering is;Het systeem mogelijkheden biedt om (op modulaire wijze) verder uitgerold te worden in andere getijden omgevingen en als mogelijk alternatief kan dienen voor bodemcultuur;Op een (kosten)efficiënte en geautomatiseerde wijze kwalitatief hoogwaardige oesters kunnen worden gekweekt met deze methode. Dubbele dijkHet systeem zal de oestersector zodoende kansen bieden om op economisch interessante manier te verduurzamen; minder scheepsbewegingen, minder effect op de omgeving en natuur en minder benodigde handmatige arbeid. Daarnaast zien de projectpartners mogelijkheden om de productieactiviteit te koppelen aan meervoudig ruimtegebruik en kustbeschermingstechniek c.q. ‘Dubbele dijk’-principe. De ruimte tussen de twee dijken zal getijde hebben waar dit productieproces uitermate efficiënt op kan worden afgestemd. De beperkte natuurimpact van het kweekproces maakt het eveneens mogelijk om meervoudig ruimtegebruik toe te passen in Natura-2000 gebieden op basis van dit kweeksysteem. Het voorgenomen flipfarmsysteem stelt de oestersector zodoende in staat om op commercieel interessante en duurzame manier te produceren in harmonie met de natuur, recreatie én de kustverdediging van Nederland. De bevindingen zullen na afloop van het project, naar verwachting in december 2024, bekend worden gemaakt onder andere op de website van HZ University of Applied Sciences gepubliceerd worden. Hier blijven de resultaten vindbaar tot ten minste 5 jaar na afloop van het project. Tevens zijn de bevindingen van dit project op aanvraag kosteloos beschikbaar voor alle ondernemingen die in de betrokken sector of subsector actief zijn.

Achter de onderzoeksfaciliteit van het NIOZ in Yerseke liggen 12 betonnen bassins die bij vloed onder water staan en bij eb gemakkelijk bereikbaar zijn. In deze bekkens wordt geëxperimenteerd met hoe de biodiversiteit kan worden versterkt op harde subtidale structuren zoals dijken of pijlers van windmolenparken. Om aan de huidige veiligheidsnormen te voldoen moeten dijken worden versterkt. In subtidale delen gebeurt dit meestal door een laag rotsmateriaal of staalslakken (een afvalproduct van de staalindustrie met een hoge dichtheid) toe te voegen. Deze versterkingen worden vaak toegepast in gebieden met zacht sediment of op dijken met een hoge natuurwaarde. Deze locaties krijgen vaak speciale bescherming vanwege hun hoge natuurwaarde. De harde constructies bieden beschutting aan de Europese kreeft en andere belangrijke doelsoorten. Dijkversterkingen kunnen alleen plaatsvinden als deze natuurwaarde behouden blijft of gecompenseerd wordt. Rijkswaterstaat wil de natuurwaarde van de subtidale delen van de dijk beschermen door toevoeging van 'ecotoppen'. Deze ecotoppen bestaan uit een richel of stapel stenen die de herintroductie van de doelsoorten vergemakkelijken en een beschut gebied vormen waardoor sediment sneller kan worden afgezet.

Binnen het project zijn er verschillende doelstellingen:Het vergroten van de hoeveelheid kennis over de abiotische (bijvoorbeeld grondwater) en biotische (zoals vegetatievorming, benthische gemeenschappen) factoren die van invloed zijn op de snelheid van herstel.Opleiding van jonge professionals door verbetering van de kennis van docenten, ondersteund door casestudies die aan het curriculum worden toegevoegd.Bevordering van kenniscirculatie binnen het veld door het bundelen van alle kennis binnen de Delta Expertise site.

De vraag naar zeewier als versproduct en als ingrediënt voor allerlei toepassingen groeit wereldwijd. In toenemende mate zijn zeewierkwekers actief in de Zuidwestelijke Delta. In Zeeland houden drie bedrijven zich bezig met zeewierkweek: Zeewaar, Stichting Zeeschelp en Veersche Wier. Op verschillende locaties (5-10 ha) in Zeeland worden met name winterwieren (vooral het bruinwier Saccharina latissima) gekweekt. Daarbij wordt het uitgangsmateriaal in oktober als kleine stekjes aan lijnen aan drijvende constructies uitgehangen en eind april – half mei (dus na 8 maanden) geoogst. Het wier heeft zo nog net een groeispurt in het voorjaar, maar heeft geen last van biofilmvorming die vaak vanaf begin zomer optreedt. Zeewierkwekers zijn op zoek naar nieuwe locaties voor uitbreiding van hun productie. Het Living Lab Schouwen Duiveland (een netwerkorganisatie van overheden, bedrijven en kennisinstellingen) is benaderd om de mogelijkheden voor nieuwe productielocaties in de Zuidwestelijke Delta te onderzoeken. HZ University of Applied Sciences heeft samen met de Provincie Zeeland een aantal studies uitgevoerd. Uitkomst was dat er nauwelijks nieuwe beschikbare ruimte in Oosterschelde en Grevelingen is voor zeewierkweek als enige bestemming op een locatie. De meeste mogelijkheden lijken te liggen in het medegebruik van locaties, met name die al een bestemming voor aquacultuur hebben. Geanalyseerd is vervolgens welke vormen van aquacultuur een reële optie voor medegebruik met zeewier hebben. Bestaande bodemcultuurplots voor oesters en mosselen en mosselzaadinvanginstallaties zijn daarvoor om verschillende redenen minder geschikt. De meeste kansen voor zeewierteelt zijn er op de locaties van mosselhangcultuur. In de Zuidwestelijke Delta, met name in de Oosterschelde hebben verschillende bedrijven een vergunning voor kweek van mosselen aan drijvende constructies en lijnen (hangcultuur). In totaal gaat het om 167 ha. Daarnaast zijn er nog ontheffingen verleend in Grevelingen (10 ha) en Veerse Meer voor initiatieven met hangcultuurkweek van mosselen. De productietijd is over het algemeen 20 maanden: mosselzaad van 1 cm wordt in september/ oktober ingesokt en opgehangen op de locatie en vanaf half mei tot eind juni geoogst en op de markt gebracht. Ervaring van kwekers is dat op een locatie de hoeveelheid voedsel (microalgen) in veel gevallen de beperkende factor voor mosselproductie is. Het motto is dan ook: ‘Minder is meer’. Reductie van standing stock op een locatie levert een betere kwaliteit (meer vlees en hogere opbrengst) van mosselen op. In de praktijk wordt een vuistregel gehanteerd om ten minste 30% van de beschikbare ruimte op een locatie vrij te laten van mosselen. Dat zou betekenen dat er in potentie op hangcultuurlocaties, ±55 ha beschikbaar is voor zeewierteelt. Er zijn nog weinig praktijkvoorbeelden van het combineren van hangcultuurmossel kweek met zeewierkweek. Het project Zeemos beantwoordt de kennisvragen die inzicht geven in de mogelijkheden om beide kweken samen te laten plaatsvinden. De onderzoeksvragen zijn: Hoe beïnvloeden zeewierkweek en mosselhangcultuur op eenzelfde productielocatie elkaar wederzijds?Wat is de optimale combinatie in de setting van een farm en wat doet dat met de omgeving?Wat is de invloed van de plaatselijke lokale omstandigheden (stroming, nutriënten, voedsel (mogelijke beperkende factoren als nutriënten en microalgen) op de beide onderzoeksvragen?

Op het industriecomplex in Terneuzen gebruikt Dow jaarlijks ruim twintig miljoen kuub water. “70 procent van dit water wint Dow al op een duurzame manier. Een alternatieve waterbron voor de miljoenen kubieke meter zorgt ervoor dat Dow niet langer concurreert met de drinkwatervoorziening", zegt onderzoeker Mireille Martens van het lectoraat Water Technology. " Zeeuws-Vlaanderen is daardoor beter bestand tegen waterstress. We hebben de laatste jaren allemaal gezien wat dit kan betekenen.” Momenteel komt ongeveer een kwart van het water dat Dow nodig heeft via een 120 kilometer lange pijpleiding vanuit de Biesbosch naar Terneuzen. De landbouwers in Zeeuws-Vlaanderen hebben helemaal geen externe waterbron tot hun beschikking. Zij zijn afhankelijk van het weer voor de waterbehoefte van hun gewassen. Klimaatverandering, met piekbuien en soms lange perioden van droogte, maakt het voor hen steeds moeilijker om hun vak uit te voeren. Er is wel brak oppervlaktewater, zout grondwater en afvalwater beschikbaar op het eiland, maar net zomin als Dow kunnen boeren daarmee hun gewassen beregenen. Wortels van planten De twee wetlands liggen op een terrein van Evides Industriewater, naast het complex van Dow. “Dit is de eerste keer dat het wordt toegepast op industriewater.” De wortels van de planten en micro-organismen in de bodem zorgen voor de voorzuivering. Zij halen de restnutriënten en microverontreinigingen uit het water. “Deze micro-organismen doen voor 95 procent het werk in de natuurlijke zuivering," zegt Martens. Zij kijkt naar de kwaliteit van het water en of er via een geplaatste installatie zuurstof, koolstof en biochar, een houtskoolachtige bodemverbeteraar, moeten worden toegevoegd om het zo schoon mogelijk richting de volgende zuiveringsstappen te krijgen: ultrafiltratie, ionenwisseling en omgekeerde osmose. Natuurlijke voorzuivering Het grote voordeel van de natuurlijke voorzuivering is dat er in de installaties minder chemicaliën moeten worden toegevoegd en het zuiveringsproces minder energie kost. “Membranen kunnen stabiele concentraties verontreiniging aan. Het water stroomt in twaalf door het wetland bij DOW. Die tijd is nodig om het verschil in concentraties uit te vlakken.” De micro-organismen breken in deze tijd veel stoffen af, maar niet alle. Medicijnen gaan er niet uit, althans niet altijd. “We onderzoeken waarom deze soms wel en soms niet verdwijnen.” Het onderzoek wordt in 2021 afgerond. De voorlopige resultaten wijzen op een succes. “Het enige nadeel is dat wetlands veel ruimte in beslag nemen. Je moet willen investeren in het opkopen van land. Dat is de grootste kostenpost. Wanneer het wetland eenmaal is aangelegd, zijn de kosten voor onderhoud en beheer minimaal”, zegt Martens. Een volgende stap kan zijn om de wetlands te vergroten tot drie tot vijf hectare. Dow zou dan voldoende gezuiverd water tot zijn beschikking hebben. De fabriek heeft het water uit de Biesbosch dan bijna niet meer nodig. Ook heeft Dow dan veel minder behoefte aan chemicaliën voor de zuivering. Met de toenemende droogte van de laatste jaren is een bijkomend voordeel dat DOW minder beslag legt op water dat ook als drinkwater of door landbouwers kan worden gebruikt. Het Wetlands-project is onderdeel van het samenwerkingsverband Robuust Watersysteem Zeeuws-Vlaanderen. Hierin werken zeventien regionale partijen samen om het watersysteem toekomstbestendig te maken. Partners: HZ University of Applied Sciences, DOW, Evides, Waterschap Scheldestromen en Universiteit Gent.

Het initiatief ‘Werken met waterlandschappen’ moet de regionale economie en de natuurlijke dynamiek van grote wateren en de omliggende gebieden met elkaar gaan verbinden. Voor de biodiversiteit is het belangrijk om land- en waternatuur in samenhang te beschouwen. Tegelijkertijd zijn die productieve en diverse ecosystemen van meerwaarde voor de mensen die leven en werken rondom de grote wateren. Werken met waterlandschappen geeft ondernemers en (natuur)terreinbeheerders de kans om hun ideeën en suggesties in handreikingen voor publieke partijen te krijgen. De werkwijze is anders, omdat economisch (mede)gebruik centraal staat in plaats van de publieke opgaven (bijv. waterberging, biodiversiteit of klimaatadaptatie). Dit zal volgens de projectgroep het draagvlak voor het werken aan een gezamenlijke toekomst vergroten. Hoe?Jaarlijks organiseert het project bootcamps om van elkaar te leren. Deelnemers leren hoe economisch gebruik en sociale innovatie gecombineerd kunnen worden met de ideeën uit de Programmatische Aanpak Grote Wateren over inrichting en beheer van die wateren waarmee we hoogwaardige natuur en biodiversiteit beogen. Bijvoorbeeld als het gaat om dijkteruglegging, herbestemmen van slibrijk sediment en multifunctioneel ruimtegebruik in de overgangszone tussen land en water. ExperimenterenDe initiatiefnemers willen de ruimte nemen om te experimenteren, bijvoorbeeld door in overleg met lokale stakeholders gebieden op een creatieve manier in te richten, maar ook door veldonderzoek naar het herbestemmen van slibrijk sediment en door achteroevers adaptiever te ontwikkelen. Een van de plannen is om al tijdens de uitvoering tussenresultaten te bespreken en af te stemmen, zodat mogelijke verdienmodellen eerder in beeld komen. PartnersIn het ‘werken met waterlandschappen’ werken HZ University of Applied Sciences, Wageningen Environmental Research (coördinator), Deltares, Stichting EcoShape, Waterrecreatie Nederland, Sportvisserij Nederland, Zeeuwse Natuur en Milieu Federatie, Wageningen Marine Research, NIOZ, Rijkswaterstaat, provincie Noord-Holland, provincie Zeeland, Natuurmonumenten en Wereld Natuur Fonds samen. Het project duurt vier jaar (2021-2025) en is mogelijk door subsidie voor Publieke-Private Samenwerkingsinitiatieven (PPS) van de Rijksdienst voor Ondernemend Nederland voor Topconsortia voor Kennis en Innovatie (TKI).

Maatregelen langs de rivierBinnen de Westerschelde is er behoefte aan natuurcompensatie als gevolg van het uitbaggeren van de Schelde. De provincie Zeeland heeft besloten natuurwaarde toe te voegen aan Baalhoek en Knuitershoek door gebieden met een lage stroomsnelheid te creëren. Met de verandering in stroomsnelheid zal ook de sedimentatie- en erosiesnelheid veranderen, waardoor een nieuwe dynamiek in het onderzoeksgebied ontstaat. Het project "Buitendijkse Maatregelen" zal worden gebruikt als een monitoringprogramma gericht op ecologische veranderingen en veranderingen in de hydraulica. Het belangrijkste doel is om de juiste belanghebbenden te kunnen voorzien van ruimtelijke patronen op basis van morfologische informatie (sedimenthoogte). Op basis van deze informatie kunnen de projectteams bepalen of de gewenste sedimentatiesnelheid al dan niet is bereikt en of zij veranderingen kunnen aanbrengen om deze snelheid te bereiken. Binnen dit onderzoeksproject zijn de belangrijkste vragen die we proberen te beantwoorden:"Wat is de sedimentatiesnelheid in het projectgebied en de gebieden eromheen?'Welke processen bepalen de sedimentatiesnelheid binnen deze gebieden?'Hoe kan de sedimentatiesnelheid worden beïnvloed, indien de huidige snelheid niet aan de gewenste voorwaarden voldoet?".

De smalle strook strand en duinen vormt een belangrijk onderdeel van de kustbescherming in de hele wereld. Toch vormen ze slechts ongeveer 4% van de totale landoppervlakte van de aarde. Zij beschermen het achterland tegen overstromingen, zorgen voor filtratie en opslag van zoet water en voegen unieke wetlands en landschappen toe die veel toeristische en recreatieve functies vervullen. Deze gebieden zijn echter van jaar tot jaar aan steeds grotere erosie onderhevig. Daarom zullen innovatieve maatregelen in het kader van Building with Nature en Living Shorelines worden toegepast om de erosie een halt toe te roepen. De voorgestelde oplossing is de toevoeging van zandsuppleties aan gebieden met een hoge erosiesnelheid. Het volume van de suppleties wordt bepaald door de erosiesnelheid te voorspellen op basis van de huidige kennis die door monitoring is verkregen. Twee grootschalige suppletieprojecten zijn opgezet (Zandmotor en Hondsbossche Duinen) en vormen de proeftuinen voor het project C-SCAPE. Onderzoek naar natuurlijke en antropogene drijfveren van het kustlandschap is de sleutel tot gegevens van hoge kwaliteit over erosie en effectiviteit van de zandsuppleties. Naast het uitvoeren van fysische experimenten zal op de twee locaties ook rekening worden gehouden met maatschappelijke factoren. Het doel van C-SCAPE is de ontwikkeling van de kennis en instrumenten die nodig zijn om de haalbaarheid en de voordelen van zandstrategieën voor de aanpassing aan het klimaat aan de kust te beoordelen.

Wereldwijd zorgen riffen, gebouwd door biobouwers zoals koralen en schelpdieren, voor belangrijke ecosysteemdiensten waaronder kustveiligheid, visserij en recreatie. Deze riffen staan echter onder toenemende druk en door het verlies van natuurlijke harde substraten gaat ook de biodiversiteit en productiviteit van het mariene ecosysteem achteruit. Tegelijkertijd is er juist een toename van kunstmatig hard substraat voor mariene infrastructuur, zoals dijken, havens en golfbrekers. Vanwege de goede verwerkbaarheid en grote toepasbaarheid is het meest gebruikte materiaal voor mariene infrastructuur beton. Beton heeft echter grote nadelen zoals de hoge uitstoot van CO2 en de chemische samenstelling; op beton groeien er andere levensgemeenschappen dan op natuurlijke riffen. VerduurzamenIn dit project werken verschillende partners uit zowel bouwkundige als ecologische hoek aan de vraag welke alternatieve materialen gebruikt kunnen worden om mariene infrastructuur te verduurzamen en tegelijk de onderwaternatuur te verrijken. Om deze vraag te beantwoorden worden alternatieve materialen voor beton geproduceerd en getest op conventionele eigenschappen zoals verwerkbaarheid en sterkte. De meest kansrijke materialen worden in experimenteel labonderzoek getest op de vestiging van indicatorsoorten, waarna de best functionerende materialen worden gecombineerd. Via experimenteel veldonderzoek in de Waddenzee, de Zeeuwse delta en bij Saba (Caribisch Nederland) wordt de ontwikkeling van ecologische gemeenschappen op de proefblokken onderzocht en wordt een laatste selectie gemaakt. Op deze manier resulteert het ECODAMI project in duurzame en ecologisch optimale bouwmaterialen die direct toepasbaar zijn in mariene infrastructuur.

De Water Technology Research Group werkt aan een Interreg 2 Zeeën-project genaamd FRESH4Cs; een acroniem voor alternatieve zoetwaterbronnen voor zoute kustgebieden. Dit project is gestart in februari 2019 en heeft een looptijd van vier jaar tot september 2022. Het project werd gefinancierd door het Interreg 2 Zeeën Programma, dat tot doel heeft een 2 Zeeën gebied te ondersteunen en te ontwikkelen waar de natuurlijke hulpbronnen worden beschermd; het FRESH4Cs project richt zich in dit geval op de hulpbron zoet water. De traditionele watervoorraden staan in het 2 Zeeën-gebied onder druk, waarbij dit probleem in de laaggelegen kustgebieden door de verzilting van het oppervlaktewater nog groter is. Diezelfde kustgebieden voeren grote hoeveelheden water af naar zee op momenten van wateroverschot, bijvoorbeeld in de winter, maar kunnen in de zomer ook te maken krijgen met een tekort aan zoet water of droogte. Ook het effluent van een plaatselijke waterzuiveringsinstallatie dat in de landbouw kan worden gebruikt, zowel door gemeenten als door particulieren, wordt naar zee afgevoerd. De zoetwatervoorziening in deze gebieden kan worden beschouwd als een seizoensgebonden probleem, en daarom is het hoofddoel van het FRESH4Cs-project de verschillende watergebruikers in de laaggelegen kustgebieden het hele jaar door van duurzaam zoet water te voorzien, als alternatief voor het gebruik van overgeëxploiteerde diepere waterlagen of watervoorziening over lange afstand via pijpleidingen. In het project worden vijf proeflocaties opgezet in Nederland, België en het Verenigd Koninkrijk om alternatieve methoden van zoetwatervoorziening te installeren en te testen. De verschillende methoden omvatten het beheerst aanvullen van watervoerende lagen, opslag en herdistributie. Ook worden de mogelijkheden onderzocht om effluent van een waterzuiveringsinstallatie te gebruiken voor beheerde aanvulling van watervoerende lagen en opslag in open wateren. Onderdeel van het onderzoek is een toetsing aan wet- en regelgeving en mogelijkheden voor verbetering van de effluentkwaliteit. Deze proeflocaties zullen ten goede komen aan lokale actoren op het gebied van water: waterbeheerders (overheid of particulieren), waterbedrijven en watergebruikers zoals landbouwers, toerisme en drinkwaterproductie. De partners die aan dit project meewerken zijn; VITO, Vlakwa, IWVA en VLM uit België, Suffolk County Council, Felixstowe HydroCycle Ltd en University of East Anglia in het VK en Dow Benelux B.V., Lamb Weston Meijer en HZ University of Applied Sciences in Nederland. De Water Technology Research Group zal verantwoordelijk zijn voor een evaluatie van de technologie en het opstellen van een monitoringplan voor elke proeflocatie; dit zal worden uitgevoerd door Hans Cappon, Emma McAteer en Bart Letterie. De tijdens de test- en monitoringfase verzamelde informatie zal worden geanalyseerd en vergeleken voor conclusies over de beste praktijken. De beste praktijken zullen worden gebruikt voor de ontwikkeling van een stappenplan voor grootschalige implementatie, dat zal worden uitgevoerd door Ageeth van Maldegem en Stef Bleyenberg.

Dit project benadert de ontwikkeling van waterveiligheidsstrategieën als een ruimtelijk vraagstuk waarbij we onderzoek doen naar het verbinden van gebiedsopgaven, toepassing van dijkconcepten gebaseerd op Bouwen met Natuur (BmN), en het ontwikkelen van maatschappelijk draagvlak voor ingrijpende landschapsveranderingen, aan de hand van vier onderzoeksvragen die zich richten op: Ruimtelijke kwaliteit landschap en samenhang met draagvlak voor ruimtelijke strategieën;Fysische en ecologische randvoorwaarden voor BmN-oplossingen en inpassing in ruimtelijke strategieën;Drijvende krachten en barrières voor draagvlak via participatieve ontwerpprocessen;Richtlijnen voor ontwikkeling van ruimtelijke strategieën, zowel voor het ruimtelijk ontwerp als het ontwerpproces. MethodenHet onderzoek wordt uitgewerkt voor de Westerschelde waarbij wordt geschakeld tussen twee ruimtelijke schaalniveaus: de Westerschelde (bekken-niveau) en living labs (op drie locaties). Een mix van methoden wordt toegepast waaronder surveys (Public Participation GIS), interviews, GIS-analyses, modellering van BmN meegroei-oplossingen (Delft3D-FM), en evaluatie van het ‘sociaal leerproces’ in research-through-design ontwerpateliers. ResultaatHet onderzoek resulteert in een methodiek/werkwijze die vanaf 2026 (na afloop van huidige Kennisprogramma Zeespiegelstijging) kan worden toegepast door publieke professionals in (bedijkte) kustgebieden. Consortium HZ University of Applied Sciences (penvoerder), Wageningen University, NIOZ, Natuurmonumenten, Provincie Zeeland, Rijkswaterstaat Zee en Delta, Waterschap Scheldestromen, Gemeenten Borsele, Hulst, Kapelle, Reimerswaal, Vlissingen. In de livings labs worden lokale stakeholders betrokken.

Het project kustlaboratorium ligt de monding van de Westerschelde, in Zeeuws-Vlaanderen, in het plangebied Waterdunen: een groot natuur-en recreatiegebied, dat is aangelegd in een verbrede en versterkte kustzone. Hier worden natuur, landschap, recreatie en kustveiligheid met elkaar verweven. Met het Kustlaboratorium is er een belangrijke en duurzame economische pijler binnen Waterdunen toegevoegd: de voor Zeeland zo kansrijke zilte aquacultuur. Het Kustlaboratorium is een proeftuin voor zilte teelten, waar samen met ondernemers nieuwe ideeën zullen worden uitgeprobeerd. Binnen het project zal worden onderzocht of en op welke wijze er schelpdieren en zilte gewassen kunnen worden geproduceerd. Het onderzoek richt zich op de zoutdynamiek binnen het systeem, de biotische en abiotische kenmerken van het gebied en hoe deze de productie van de doelsoorten beïnvloeden. Stichting Het Zeeuwse LandschapHet project is opgezet vanuit de beheerders van het Waterdunen plangebied: Stichting Het Zeeuwse Landschap. Samen met, binnen het plangebied actieve, ondernemers wordt het onderzoek vormgegeven. Hierdoor is er een nauwe samenwerking met ondernemers en zijn ze betrokken in het meedenken, uitvoeren en opzetten van de experimenten. De experimenten worden vervolgens opgevolgd en verwerkt door studenten en docentonderzoekers en vertaald naar onderzoeksrapporten en andere rapportages. ProjectDe onderzoeksgroep Aquaculture in Delta Areas is verantwoordelijk voor het vorm geven van het praktijkgerichte onderzoek binnen het kustlaboratorium project. Daarnaast werkt de onderzoeksgroep samen met Stichting Het Zeeuwse Landschap, en ondernemers op het gebied van schelpdier- en zilte gewassenkweek.

Tot nu toe is er weinig werk verricht op het gebied van het herstel van kwelders. Dit betekent dat er weinig of geen informatie beschikbaar is over de gevolgen van ontpoldering. De overgang van zoet water naar zout water en de introductie van sedimentatie en erosie kan nogal wat veranderingen in de ecologie en de geomorfologie teweegbrengen. De ontpoldering van de Perkpolder biedt onderzoekers de kans om die veranderingen te onderzoeken en meer informatie te krijgen over dit soort herstelprojecten. Dit geeft hen betere mogelijkheden om veranderingen in het ecosysteem in de toekomst te voorspellen. Het project zal zich richten op de monitoring van geomorfologische en geohydraulische processen, monitoring van veranderingen in de ecologie (vegetatie, vogels, vissen enz.), recreatief gebruik, maatschappelijke veranderingen en mogelijkheden voor educatie en algemene ontwikkeling van de kwelder. Daarnaast zullen technieken worden ontwikkeld om de verzamelde informatie in de toekomst te gebruiken en zal ook de toegevoegde waarde in termen van waterveiligheid worden beoordeeld.

De landen in het 2 Zeeën-gebied (België, Nederland, het Verenigd Koninkrijk en Frankrijk) zijn door de klimaatverandering zwaarder getroffen dan verwacht. Extreme weersomstandigheden die de integriteit van dijken langs de kust en de rivieren bedreigen, komen steeds vaker en intenser voor. Zijn de waterkeringen veilig genoeg en hoe doeltreffend zal de noodhulp zijn in geval van een dijkdoorbraak? Hoe kan de combinatie van waterkeringen en rampenbestrijding doeltreffend blijven in het licht van de nieuwe omstandigheden? Deze vragen zijn relevant voor lokale belanghebbenden wier welvaart en welzijn afhankelijk zijn van overstromingsbestendigheid. Polder2C's biedt een zeldzame kans om de overstromingsbestendigheid te testen en te verbeteren door de capaciteit voor aanpassing aan klimaatverandering op strategisch, tactisch en operationeel niveau te verbeteren. Dertien partners uit de 2 Zeeën-regio en meer dan dertig 'waarnemende' organisaties zijn samengekomen om een reeks experimenten te ontwerpen, uit te voeren en te evalueren met betrekking tot dijken en noodmaatregelen in de Hedwige-Prosperpolder. Dit is een unieke locatie van 6 km2, een voormalige polder, die momenteel wordt teruggegeven aan de rivier, waardoor een nieuw getijdengebied kan worden ontwikkeld. Aangezien er een nieuwe dijk wordt aangelegd, zullen de oude dijk en het land erachter worden gebruikt als levend laboratorium voor in-situ testen en grootschalige oefeningen. Polder2C's hecht veel belang aan kennisoverdracht aan studenten en jonge professionals. Het Living lab Hedwige-Prosper zal plaats bieden aan evenementen gericht op educatie en studenten ontvangen om deel te nemen aan veldactiviteiten. Een dijkwinterschool, dijkuitdaging en excursies zijn enkele voorbeelden van mogelijkheden voor de volgende generatie om actief betrokken te raken bij Polder2C's.

Niet alleen in de Zeeuwse gemeenten, maar ook buiten Zeeland worden de instrumenten voor assetmanagement en data science te weinig toegepast in het beheer van riolen en gemalen. Riobase combineert assetmanagement en data science en wil gevalideerde handelingsperspectieven bieden aan beheerders om het beheer van hun rioolstelsel effectiever en efficiënter te maken. Onderlinge samenwerking voor het ontwikkelen van kennis, het delen van informatie, planning en ervaring staan daarbij centraal. Passende instrumentenIn het project is met de beheerders een concept-raamwerk met passende instrumenten voor assetmanagement ontwikkeld. Dit wordt is getest in de gemeenten Reimerswaal en Veere. Daarna is er een tweede ronde in twee andere gemeenten. Het resultaat van deze testen is een gevalideerd raamwerk met instrumenten dat werkt in een kleine gemeente en dat beheerders in staat stelt om risicogestuurd en datagedreven rioolbeheer uit te voeren. Het raamwerk omvat ook een (geo)visualisatie met statische en dynamische data ter ondersteuning van de onderlinge besluitvorming. Onderwijs en praktijkHet onderzoek werkt door in het onderwijs bij de HZ-opleidingen Civiele Techniek en Water Management, Data Science Track van HBO-ICT en Technische Bedrijfskunde. Een voorbeeld van de vertaling naar de beroepspraktijk is een praktijkleergang voor beheerders. De resultaten kunnen ook worden gebruikt door beheerders in andere gemeenten van vergelijkbare schaal.

Als gevolg van de klimaatverandering stijgt de zeespiegel sterk. Dit kan leiden tot schade door overstromingen in kuststeden, tenzij nieuwe strategieën worden ontwikkeld om deze verandering van de zeespiegel te verzachten. Op dit moment zijn plannen en beleid inzake kustoverstromingen voornamelijk gericht op het creëren van traditionele harde structuren/zware constructies en wordt er minimaal gebruik gemaakt van op de natuur gebaseerde oplossingen, ondanks het overweldigende bewijs dat deze het overstromingsrisico en de gevolgen van overstromingen kunnen verminderen. Beleidsmakers overwegen vaak geen op de natuur gebaseerde oplossingen vanwege onzekerheden over de kosten, de kans op succes en het onderhoud dat na een paar jaar nodig is. Het doel van SARCC is de leemte in de kennis over natuurgebaseerde oplossingen op te vullen, zodat de integratie van dit soort oplossingen gemakkelijker wordt voor lokale overheden en kustbeheerders. Nieuwe technieken en methodologieën SARCC (Sustainable and Resilient Coastal Cities) zal de betrokken partners in staat stellen nieuwe technieken, methodologieën en praktijken in het kustbeheer te integreren. Dit helpt de waarde van op de natuur gebaseerde oplossingen aan te tonen en biedt de mogelijkheid om verzamelde informatie te delen met andere belanghebbenden in stedelijke kustgebieden. In het project wordt een systeem ontwikkeld om lokale gemeenschappen positief te betrekken bij het overleg om de waarde en de voordelen van op de natuur gebaseerde oplossingen voor de kustgemeenschappen te benadrukken. SARCC is een Interreg 2 Zeeën-programma. Binnen de Interreg 2 Zeeën-regio werken partners uit het Verenigd Koninkrijk, Frankrijk, België en Nederland samen. Deze internationale aanpak biedt een platform om ideeën en kennis te delen.

Zeespiegelstijging zet de veiligheid, ecologie en economie van de kust en deltawateren onder druk. De traditionele reactie vanuit de beheerder is dan om de waterkeringen te versterken. De geschiedenis heeft geleerd dat dit effectief is, alleen het is vaak een kostbare operatie, kost veel ruimte en dient alleen de waterveiligheid. Innovaties in kustbeheer zijn noodzakelijk en urgent om nieuwe concepten voor de dijkzone te ontwikkelen die veiligheid tegen overstromingen bieden, de ruimtelijke kwaliteit vergroten (waardevolle natuur creëren en andere maatschappelijke baten) en invulling geven aan klimaatneutraal en circulair werken. Deze uitdaging speelt al in de nabije toekomst omdat de nieuwe waterveiligheidbeoordeling een forse versterkingsopgave voor de dijken van de Wester- en Oosterschelde noodzakelijk maakt die gerealiseerd moet zijn in 2050. BwN-oplossingen bieden een kansrijk handelingsperspectief voor onze omgang met zeespiegelstijging, maar vereisen meer onderzoek voor de optimale inpassing op grote schaal.

Het verlies aan biodiversiteit en de noodzaak van klimaatadaptatie zijn volgens het World Economic Forum belangrijke mondiale opgaven. Dat geldt eveneens voor de Nederlandse Rijksoverheid en in het bijzonder ook voor het beheer van de grote wateren in Nederland. Voor de grote wateren lopen al een aantal uitvoeringsprogramma’s om te voldoende aan de Europese verplichtingen (Kaderrichtlijn Water, Natura2000). Recent is ook het nationale programma ‘Programmatische Aanpak Grote Wateren’ (PAGW) van start gegaan dat een extra impuls (~2 miljard) geeft aan het herstel van de ecologische veerkracht van Rijkswateren. Het project Ecologische Veerkracht 2.0 sluit hierop aan. In 2021 heeft HZ onderzoeksgroep Building with Nature (BwN) het project Ecologische Veerkracht opgeleverd aan opdrachtgever Rijkswaterstaat WVL. Het eindproduct bestond uit een storymap (digitale GIS atlas) over de ruimtelijke geschiktheid van toekomstige Building with Nature maatregelen in de Deltawateren. Zie hier het eindproduct. Het onderzoek is opgebouwd uit drie werkpakketten: WP1 Locatiegeschiktheid: GIS-analyses van fysische en ecologische gegevens en dosis-effectrelaties;WP2 Maatschappelijke baten: methodiek voor ruimtelijke analyses van businessmodellen over landschap transformaties in land-waterovergangszones;WP3 Toepassen in analyses en workshops bij twee actuele kusttransitietrajecten die de komende vier jaar lopen, in samenwerking met betrokken stakeholders.

In de Westerschelde zijn de stroomsnelheden vooral de laatste jaren toegenomen vanwege eerdere verdiepingen en continu baggeren om de vaargeul te onderhouden voor scheepsverkeer. In het algemeen zijn laagdynamische intergetijdengebieden rijker in bodemleven doordat hier de stroomsnelheid lager en het sediment stabieler is, wat belangrijk is voor het voorkomen van diverse bodemdieren. Als onderdeel van het Natuur Pakket Westerschelde (NPW) heeft de Provincie Zeeland een aantal getijdennatuur herstelprojecten uitgevoerd in de Westerschelde met buitendijkse maatregelen. Deze maatregelen richten zich met name op uitbreiding en kwaliteitsverbetering van laagdynamische natuur door de aanleg van strekdammen of het aanpassen van geulen. In vijf gebieden wordt dit type van natuurherstel uitgevoerd. Thans gaat het om Baalhoek1, Knuitershoek1, Bath2, Ossenisse2 en Zimmerman3 (1 = onderwerp van voorafgaande verdiepende monitoring; 2 = maatregelen gerealiseerd; 3 = maatregelen in uitvoering). De doelstelling van de herstelprojecten voor getijdennatuur is het creëren van laagdynamisch zandig tot matig slibrijk intergetijdengebied, grenzend aan een laagdynamisch ondiep watergebied. Voor deze gebieden geldt dat de toestand vóór aanleg van de strekdammen gekenmerkt werd door steeds meer hydrodynamisch blootgelegde veenbanken en derhalve geclassificeerd werd (geheel of grotendeels) als hoogdynamisch, ecologisch arm gebied. Door de aanleg van strekdammen wordt getracht de hydrodynamiek lager energetisch te maken, waardoor slib en fijn zand sedimenteren op en tussen de klei- en veenbanken. De beoordeling van de effectiviteit van de buitendijkse maatregelen voor de kwaliteit van het habitat blijkt lastig. Dit komt met name door het ontbreken van een overkoepelend raamwerk of brede visie met heldere criteria over het optimaal functioneren van getijdennatuur. Wanneer zijn buitendijkse gebieden bijvoorbeeld hoog genoeg voor het optimaal functioneren van benthos en vogels? Hangt dit bijvoorbeeld af van de relatieve hoogte t.o.v. nabij gelegen getijdengebieden? Meer inzicht in deze relaties tussen stroming, morfologie en ecologisch functioneren helpt bovendien bij het optimaliseren van toekomstige buitendijkse ingrepen. Om de ecologische effecten van buitendijkse maatregelen te kunnen evalueren is monitoring van belang. De overkoepelende onderzoeksdoelstelling is antwoord geven op de vraag: Ontwikkelen de stroomsnelheden en sedimentatieprocessen in de projectgebieden zich zodanig, dat er binnen de projectgebieden waardevolle laagdynamische natuur ontstaat?