Deltares Onderzoeksplan 2017

Deltares Onderzoeksplan 2017 - CONCEPT
Hoofdstuk 1 – Inleiding, trends en ontwikkelingen
Inleiding
Voor u ligt het Onderzoeksplan 2017 van Deltares. Dit plan beschrijft de hoofdlijnen van het
Strategisch Onderzoek voor het jaar 2017. Het Strategisch Onderzoek (SO) van Deltares richt zich op
de ontwikkeling en instandhouding van de kennisbasis voor de oplossing van maatschappelijke
vraagstukken, die spelen op de (middel)lange termijn. De missie van Deltares is: ‘Enabling Delta Life’.
We zetten 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.
Externe ontwikkelingen
De ontwikkeling van het Nationale Kennis- en Innovatieprogramma Water en Klimaat (NKWK), van
start gegaan in 2015, heeft zich voortgezet in 2016 binnen de context van de Kennis- en
Innovatieagenda Water (2016-2019), met name het onderdeel Deltatechnologie, en is ook
opgenomen in het betreffende Kennis- en Innovatiecontract voor de periode 2016-2017.
De onderzoekslijnen van het NKWK sluiten naadloos aan bij de TKI (Topconsortium Kennis en
Innovatie) Deltatechnologie van de topsector Water, waarin 10 Kennis- en Innovatieclusters (KIC’s)
zijn benoemd die veelal breder geformuleerd zijn. Deze KIC’s zijn zowel voor bedrijven als voor
overheid en kennisinstituten van belang vanwege de daarin geadresseerde maatschappelijke
opgaven en de focus op de internationale markt. De TKI subsidieregeling van de overheid kan onder bepaalde condities - de samenwerking tussen bedrijven en kennisinstituten nog eens extra
stimuleren (PPSen).
Deze sterke ontwikkeling van de Topsector Water/TKI Deltatechnologie en NKWK stimuleert de
toepassingsgerichtheid van het onderzoek bij Deltares. Het is daarbij wel van belang om de lange
termijn niet uit het oog te verliezen, zowel in de technologische en wetenschappelijke
ontwikkelingen als de internationale ontwikkelingen rond mondiale vraagstukken als ‘urbanizing
deltas’, toenemende schaarste aan water, grondstoffen, energie en voedsel en klimaatverandering.
Samenwerking met universiteiten en kennisinstellingen in binnen- en buitenland wordt daarom
steeds belangrijker. Ook hierin zien we een toename van cross-sectorale thema’s, die bijvoorbeeld
water (als grondstof en bedreiging) verbinden met energie, voedsel, transport, infrastructuur en
stedelijke ontwikkeling, wereldwijd. Voor Deltares past dit in de versterkte oriëntatie op
maatschappelijke impact, waarbij specialistisch onderzoek ingezet wordt voor de oplossing van
integrale maatschappelijke vraagstukken.
De onderzoekslijnen van het NKWK krijgen een duidelijk profiel in de vorm van gezamenlijke
onderzoek- en innovatieprogramma’s, waarbij in de regel een kennisvragende en toepassende partij
(veelal overheid) het initiatief neemt, en andere partijen zich daarbij aansluiten. De focus ligt binnen
NKWK nu op zes onderzoekslijnen die voor de overheid van groot belang zijn en waarvoor de
basisfinanciering geregeld is. De andere partijen, waaronder Deltares, sluiten zich daarbij aan, met
eigen inhoud en inzet. Zie ook tabel 3.
Daarnaast hebben de kennisinstellingen (zoals TO2-instituten en universiteiten) hun eigen
verantwoordelijkheid om kennis voor de toekomst te genereren, uitgaande van maatschappelijke
opgaven, internationale problematiek en wetenschappelijk-technologische ontwikkelingen, en
daarvoor intensieve samenwerking te zoeken met de andere partijen (publiek, privaat, kennis).
Binnen de Nationale Wetenschapsagenda zijn in 2016 ‘routes’ opgesteld, die samenhangende
vragen rond een centraal thema in kaart brengen. Het aantal groeit. Inmiddels zijn er al 25. Daarvan
zijn er verscheidene relevant voor Deltares. In de eerste plaats De Blauwe route: water als weg naar
innovatieve en duurzame groei, maar ook bijvoorbeeld Circulaire economie en
grondstoffenefficiëntie, Duurzame productie van gezond en veilig voedsel, Energietransitie,
Sustainable Development Goals en Smart Liveable cities. Allen gerelateerd aan grote internationale
maatschappelijke opgaven, nu en voor de langere termijn. Dit tekent de context voor het strategisch
onderzoek van Deltares: de technische en wetenschappelijke disciplines en thema’s vormen de basis
en zorgen voor continuïteit, maar ze worden ingezet voor de grote en brede maatschappelijke
opgaven. Samenwerking, integratie en toepassing van kennis zijn daarom essentieel.
De internationale agenda’s worden steeds belangrijker. De hoofdboodschap daarin is een steeds
duurzamer ontwikkeling van de wereld en adaptief met veranderingen van onder meer klimaat.
Belangrijkste agenda’s zijn onder meer de Sustainable Development Goals van de VN (ism met de
Wereldbank), Habitat III, Het Disaster risk reduction Framework van Sendai, Climate Change and
Adaptation en de Internationale Water Ambitie. Overigens zijn de internationale agenda’s evenzo
nationaal van belang. Hierin is geen tegenstelling maar een toenemende overlap. Europees speelt
verder de Flood Directive een rol op het gebied van waterveiligheid.
Deltares thema’s en programma’s
Het SO deel van de activiteiten 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 van Deltares. 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/STW projecten. De inzet van het SO-deel heeft een tijdshorizon van gemiddeld vier jaar,
waardoor jaarlijks maximaal 25% van het budget nieuw geprogrammeerd kan worden. Omdat het
budget (jaarlijks) afneemt, is slechts een beperkt deel nieuw te programmeren en zijn zorgvuldige
keuzes noodzakelijk. Omdat het budget inmiddels 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.
Deltares werkt met vijf overkoepelende (onderzoeks)thema’s: Flood Risk, Ecosystems and
Environmental Quality, Water and Subsoil Resources, Delta Infrastructure en Adaptive Delta planning.
Activiteiten op bepaalde onderwerpen zijn - tot een bepaalde mate - thema-overschrijdend. Binnen
deze thema’s is het onderzoek onderverdeeld in 19 programma’s (portfolio’s). De portfolio’s
omvatten alle activiteiten van (fundamentele) kennisontwikkeling tot aan toepassing in de praktijk
van markt en overheid.
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 publieke en private
partijen (zoals aannemers en ingenieursbureaus) in binnen- en buitenland. Programmering wordt
integraal 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 kennistrategie, die is vastgelegd in “The World of
Deltares“ (zie: http://worldofdeltares.deltares.nl/.) De Deltares kennisstrategie wordt voor telkens
vier jaar vastgelegd in dit (digitale) kaartenboek, waarbij ieder jaar een actualisering plaatsvindt.
Hierin 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 Deltares Onderzoeksplan geeft binnen dit geheel de invulling van het SO-deel voor
2017 weer en moet daarom in samenhang met de kennisstrategie gelezen worden.
Categorieën in de SO-programmering
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 10 Kennis- en Innovatieclusters
(KIC’s) van de TKI Deltatechnologie en (in mindere mate) aan de 3 Innovatiethema’s van TKI
Watertechnologie. Bijdragen aan de onderzoekslijnen van NKWK vallen hieronder.
Als tweede 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 STW programma’s.
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. 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.
Beoogde impact
In 2016 wordt de kwaliteit en impact van de activiteiten van Deltares, waaronder het SO,
gemonitord en geëvalueerd op basis van de Evaluatie- en Monitoringsafspraken voor Toegepast
Onderzoek (EMTO). Dit is ontwikkeld door het Rathenau instituut in opdracht van het ministerie van
Economische Zaken. Dit onderzoek wordt eind 2016 afgerond, waarna de resultaten gepubliceerd
zullen worden. Op het moment van opstellen van het Onderzoeksplan 2017, zijn deze resultaten nog
niet beschikbaar.
Kennisdisseminatie en communicatie
Deltares stelt rapporten en producten online beschikbaar ten behoeve van kennisverspreiding.
Kennisoverdracht vindt op velerlei wijze plaats: via workshops, congressen, cursussen,
klankbordgroepen, etc. Daarnaast wordt ook veel gebruik gemaakt van sociale media om
interessante resultaten en activiteiten te communiceren. Daarnaast komt veel kennis beschikbaar
via software, dat wereldwijd breed wordt verspreidt.
Hoofdstuk 2 – Uitwerkingen per thema
De missie van Deltares is het ontwikkelen van hoogwaardige kennis van water, ondergrond en
deltasystemen en om deze (inter)nationaal beschikbaar te stellen. Hiermee willen wij bijdragen aan
het duurzaam, veilig en aantrekkelijk houden van leven en werken in kwetsbare delta’s, kust- en
riviergebieden. De kennisontwikkeling van Deltares speelt derhalve in op maatschappelijke
vraagstukken. Hierbij richten we ons op vijf (maatschappelijke) thema’s.





Flood Risk (Waterveiligheid): dit thema gaat om het ontwikkelen en toepassen van nieuwe
kennis, producten en methoden op het gebied van (hoog)waterveiligheid. Met als doel om
maatschappelijke en economische gevolgen van overstromingen te reduceren.
Ecosystems and Environmental Quality (Ecosystemen en Milieukwaliteit): dit thema gaat om het
(verder) begrijpen van de dynamiek van ecosystemen en het gebruikmaken van
ecosysteemdiensten voor een veilig, gezond en groene werk- en leefomgeving.
Water and Subsoil Resources (Water en Grondstoffen): dit thema bekijkt de beschikbaarheid en
het beheer van water en (bodem)grondstoffen om te kunnen omgaan met huidige en
toekomstige vraag en behoeften.
Delta Infrastructure (Bouwen in de Delta): dit thema gaat om het ontwikkelen van innovatieve,
betrouwbare en kostenefficiënte oplossingen voor duurzaam bouwen in deltagebieden. De
keten van ontwerp tot aan beheer wordt hierin meegenomen.
Adaptive Delta Planning (Adaptieve Delta Planning): binnen dit thema worden methoden en
tools ontwikkeld om technische en beleids- en bestuurskundige kennis te integreren voor een
duurzame inrichting van deltagebieden.
Het thema-doorsnijdende programma Software Innovation (Vernieuwing van Software) onderzoekt
en speelt in op generieke softwareontwikkelingen en draagt daarmee bij aan alle vijf thema’s.
2.1
Flood Risk
Trends en vraagsturing
De trends en onderzoekslijnen rondom Flood Risk kennen een relatief grote continuit. Er gebeurt
veel maar het kent het karakter van een gestage dynamiek.
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.
Na vaststellen van het Deltaprogramma 2015 is de fase van implementatie van start gegaan.
Door invoering van de nieuwe normeringssystematiek (gebaseerd op toelaatbare
overstromingskansen voor dijktrajecten) is er een nieuw beoordelingsinstrumentarium nodig: het
WBI2017. Inmiddels is de eerste versie van dit instrumentarium gereed en is de Generale Repetitie
met waterschappen, ingenieursbureaus en rijk gestart. Op 1 januari 2017 wordt de wet van kracht
waarna een periode van leren en proberen naar voren komt.
Daarnaast is een parallel traject om met het bedrijfsleven te komen tot een nieuw
ontwerpinstrumentarium waarin de kansen die de nieuwe normering biedt tav overwegingen in
ruimte, tijd en alternatieve/innovatieve maatregelen bijv monitoring. Door deze dominante
implementatiefase staat de kennisontwikkeling in Nederland op een relatief laag pitje.
De internationale agenda’s worden steeds belangrijker. De hoofdboodschap daarin is een steeds
duurzamer ontwikkeling van de wereld en adaptief met veranderingen van onder meer klimaat.
Belangrijkste agenda’s zijn onder meer de Sustainable Development Goals van de UN, Het Disaster
risk reduction Framework van Sendai, Climate Change and adaptation en de Internationale Water
Ambitie. Overigens zijn de internationale agenda’s evenzo nationaal van belang. Hierin is geen
tegenstelling maar een toenemende overlap. Europees speelt de Flood Directive een rol.
De Topsector Water brengt als verbinder van de Gouden Driehoek een aantal onderwerpen extra
voor het voetlicht. De internationalisering van kennis en instrumenten is core business. Binnen
Nederland roepen de wijziging van de waterwet, opkomst van risicodenken, nieuwe normering en
dientengevolge toetsing, zorgplicht en toenemend begrip van kritieke infrastructuur veel
(kennis)vragen op, maar zorgen ook voor kansen. Ook het in consortia oppakken van innovaties en
de implementatie daarin is belangrijk voor het thema.
Internationaal concentreren zich de meerjarige vragen op een meer risicogestuurde aanpak van
floodrisk issues en adaptatievraagstukken gerelateerd aan mogelijke klimaatverandering. Vragen die
voortkomen uit 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. Een uitdagende combinatie!
Wereldwijd is er ook toenemende aandacht voor disaster risk reduction (voorbereiding en herstel).
In Sendai is hiertoe een Framework opgesteld, waarin het begrijpen van risico’s, het versterken van
governance, het investeren in veerkracht van systemen en een verbeterde voorbereiding op
overstromingen de kerndoelen zijn.
Door koppeling met klimaatadaptatie komt de focus daarmee toenemend op maatregelen te liggen
voorafgaand aan een event. Dit is noodzaak, doordat risico’s als gevolg van toenemende
economische en bevolkingsgroei, verder toenemen. Er is ook toenemend aandacht voor
(instrumenten voor) decision support tijdens events. Ook de mogelijkheden die “big data” biedt in
ondersteuning van zowel operationele als beleidsondersteunende systemen zijn groot.
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 Waterveiligheid 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.
Programmering 2017
Bovenstaande zijn onderzoekslijnen die in een gestage ontwikkeling zijn en in belangrijke mate ook
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
Er blijft een sterke relatie bestaan met de andere thema’s en met name met de programma’s, die
nadrukkelijk met waterveiligheid bezig zijn: Nature Based Flood Defence, Climate Change Adaptation,
From River Basin to Coastal Zone en Software Innovation. Op deze raakvlakken heeft Deltares drie
Speerpunten gedefinieerd: Adaptive planning and Climate Adaptation, Nature Based Flood Defences
en Multi-resolution modelling (“big data”). Daarnaast zijn er nog aanpalende programma’s die deels
relevante onderwerpen oppakken.
Vanuit de kennisagenda’s en trends is de bijsturing in deze richting al eerder ingezet maar in 2017
wordt deze doorgezet. Deze bijsturing houdt in:





Naast modellering en forecasting ook de (mogelijke) impact inzichtelijk krijgen
de tijd en ruimteschalen in de breedte meenemen, d.w.z. verbinding leggen tussen lokale,
regionale en globale beschouwingen en korte/operationele tijdschalen met de langere termijn
verbinden
integrale analyses waarin vanuit impact, duurzaamheid, klimaatadaptatie onderwerpen
beschouwd worden
innovaties samen met bedrijfsleven die meer gekoppeld zijn aan uitvoeringsprojecten
er wordt ook meer nadruk gelegd op kennis van big data/IT en probabilisme
De koppeling met NKWK ligt voornamelijk bij het onderwerp waterkeringen, gericht op beheer en
onderhoud (toetsen inbegrepen). Dit sluit goed aan bij het programma Dikes, Levees and Dams
binnen het thema.
Het kennis en innovatiecluster (KIC) Waterveiligheid en het Deltares thema Flood Risk hebben een
grote mate van overeenkomst in inhoudelijke scope. Onderzoekslijnen zijn goed uitgelijnd in de
nationale community. De implementatie van nieuwe kennis vindt vooral plaats op het gebied van
nieuwe versterkingstechnieken en concepten, die, met bedrijfsleven, binnen versterkingsprojecten
uitgeprobeerd worden.
Nationale community
De internationale agenda’s worden voornamelijk gedreven door de verdere implementatie van de
Sustainable Development Goals. Een trend op organisatorisch gebied is een toenemende mate van
nationale samenwerking tussen verschillende teams en initiatieven. Betere afstemming van inhoud
en budget (‘meekoppelen’) van bijvoorbeeld NKWK, Topsector water, taskforce Deltatechnologie,
kennisinstituten, STOWA, HWBP zorgt ervoor dat de samenwerking verbetert en de investeringen
lonender worden.
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 en versterkt worden. De as met de TU Delft
blijft bestaan, en waar mogelijk wordt de internationale samenwerking versterkt. Daarmee is er ook
op langere termijn toegang tot en samenwerking met de nieuwste kennis. Een groot deel van de
lange termijn kennisvragen wordt zoveel mogelijk via STW voorstellen opgepakt. Dit is ook de wijze
om PhD’s op het gebied van FloodRisk te ondersteunen.
Het instandhouden van de nationale community en het doorontwikkelen van de Europese
community blijven op de agenda staan.
Per programma zijn hier de belangrijkste bijsturingen in detail en de belangrijkste nieuwe
onderwerpen samengevat. Daarnaast de belangrijkste zaken die afgerond zijn of gestopt zijn.
Programma Flood Risk Strategies
Het programma Flood Risk Strategies speelt vooral in op de kennis- en innovatievraag: “Hoe kunnen
we waterveiligheidsconcepten, afwegingsmethodieken en voorspellingsinstrumenten internationaal
toepasbaar maken?”. In dat kader zal aandacht blijven uitgaan naar het verder operationaliseren van
het concept ‘resilience’, voortbouwend op een al binnen het programma uitgevoerde verkenning.
Binnen de programmalijn Flood risk assessment is er de overgang van de ontwikkeling van een
computational framework for flood risk analysis (de focus van de laatste jaren) naar het meerjarige
EU-programma System Risk. System Risk richt zich op de totale risicoketen met special aandacht
voor de analyse van interacties en temporele dynamiek binnen ‘flood risk systems’.
Vanuit de Tweede Kamer is bij het aannemen van de nieuwe waterveiligheidsnormen aangedrongen
op een plan van aanpak voor regionale wateroverlast. Binnen het thema wordt een verkenning
wateroverlast voorzien. Vanuit het programma FRS zal in dit verband vooral aandacht worden
gegeven aan het functioneren van kritieke of vitale infrastructuur. Een stap richting ‘multihazard
cities’, waarbij wateroverlast door hevige regenval in samenhang wordt bekeken met
overstromingen, tsunami’s en ‘flash floods’. De Europese programma’s rond kritieke infrastructuur
van de afgelopen jaren komen in 2016 tot een afronding.
Programma 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 kunnen betere verwachtingen geproduceerd
worden, die beter bruikbaar zijn bij het waarschuwings- en besluitvormingsproces. Het programma
kent een internationaal portfolio, en sluit nauw aan bij internationale ambities op het gebied van
Early Warning zoals in het Sendai Framework vastgelegd.
Binnen het programma wordt gekeken naar voorspellen van risico en impact op verschillende
ruimtelijke schalen. Op globale schaal spelen de globale hoogwater voorspelmodellen – die in het iDLab draaien – een belangrijke rol. Op lokale schaal is impact forecasting een belangrijk onderwerp,
ook gekoppeld aan cascade-effecten in vitale infrastructuren. Vanuit het programma wordt ook
gekeken hoe de systemen op verschillende ruimtelijke schalen op een slimme en geautomatiseerde
manier aan elkaar te koppelen.
Voor verbeteren van de voorspeltechnieken zijn de relaties met Wageningen University en de TU
Delft belangrijk, vormgegeven via leerstoelen “Hydrologische voorspelbaarheid” en “Data assimilatie”
die bekleed worden door Albrecht Weerts respectievelijk Martin Verlaan.
Daarnaast wordt er vanuit het programma gekeken naar het verder inzetten van “big data” binnen
het voorspelproces. Dit behelst zowel te toenemende hoeveelheid remote sensing data, crowd
sourcing data (oa op basis van social media) en de veelheid aan open datasets welke via internet
beschikbaar zijn.
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 risico-
aversie. Kennis daarvan kan gebruikt worden om verwachtingen te maken die beter passen bij
genoemde besluitvormingsprocessen.
Programma 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. Het programma
kent een internationaal portfolio, m.n. in de Verenigde Staten, Oceanië en Europa.
In 2017 wordt ingezet op de toepassing van in EU projecten en met US Geological Survey
ontwikkelde kennis en software op laaggelegen kwetsbare (koraal) eilanden, waarbij de gevolgen
van klimaatverandering op overstromingen en mogelijke maatregelen onderzocht wordt. De
langjarige samenwerking met de USGS is onderdeel van dit programma en een uitstekende hefboom
voor kennisvermeerdering. Daarnaast wordt samen met het programma Nature-based solutions een
gezamenlijk onderzoeksprogramma opgestart met het Water Institute in the Gulf (Louisiana) om het
gedrag en werking van groene oplossingen ten behoeve van de veiligheid voor overstromen van het
achterland inzichtelijk te maken. Het Global Model wordt in 2017 uitgebreid met gedownscalede
(verfijndere) kuststrookmodellen met het uiteindelijke doel om overal ter wereld aan de kust
waterstandscondities en impacts te kunnen berekenen. Samen met het programma Early Warning
wordt de coïncidentie (het tegelijkertijd optreden) van hoge rivierafvoeren en stormvloeden
onderzocht aan de hand van een case study in de Filipijnen. Verder wordt ingezet op onderzoek op
het effect van clusterbuien op rivierafvoer. Als laatste zal samen met het programma Flood Risk
Strategies multi-hazards van overstromingen vanuit zee, rivier en regenval in stedelijke omgevingen
onderzocht worden.
Programma 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 zogenaamde trajectvisie.
Samen met het programma Nature Based Flood Defence wordt gekeken naar het gebruik van
voorlanden voor waterkeringen. Samen met de markt, de waterschappen en 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 wordt
ingezet op de kennisontwikkeling die op middellange termijn nodig is om zoveel mogelijk veiligheid
per euro te realiseren. Hierbij zetten we in op onderwerpen als de heterogeniteit in de ondergrond,
de tijdseffecten op de stabiliteit van waterkeringen, multifunctionaliteit, risico analyse en
governance van waterkeringssystemen. Tevens wordt ingezet op enkele publicaties over het nieuwe
WBI wat per 2017 van kracht wordt.
2.2
Ecosystems and Environmental Quality
Thema Ecosystemen en Milieukwaliteit (EMK) richt zich op het duurzaam benutten van ‘ecosystem
goods and services’ voor veiligheid, economie en gezondheid, met behoud van natuurwaarden, en
met speciale aandacht voor ‘nature-based’ oplossingen. Zo is er een programma dat zich specifiek
richt op vraagstukken over de toepasbaarheid nature-based oplossingen voor het vergroten en
waarborgen van de veiligheid tegen overstromingen en wateroverlast. Voor vraagstukken in relatie
tot gebruik en herstel van water- en bodemsystemen in agrarische, industriële en urbane gebieden
worden innovatieve benaderingen en oplossingen ontwikkeld. 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
Het thema speelt in op de volgende belangrijke externe trends:
 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 (zie Zandmotor),
nu worden in samenwerking met andere kennisinstituten, private partijen, natuurorganisaties
en overheden oplossingen ontwikkeld waarin klei en slib centraal staan (Markerwadden, EemsDollard). Naast integrale systeemkennis, is er ook een grote behoefte aan nieuwe
financieringsmodellen van ‘nature based’ oplossingen.
 Nieuwe stoffen, bestrijdingsmiddelen, toenemend gebruik van verzorgingsprodukten en
medicijnen, de mestbelasting, zwerfafval en microplastics vormen een toenemende bedreiging
voor de waterkwaliteit. 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.
 In Nederland, maar ook elders in Europa blijkt het realiseren van de beleidsdoelen ten aanzien
van Kaderrichtlijn Water, Kaderrichtlijn Mariene Strategie, NATURA2000 een lastige opgave. De
druk op water- en bodemsystemen als gevolg van toenemende economische activiteiten neemt
nog steeds toe. In afgelopen decennia waren herstelmaatregelen vooral gericht op een
specifieke stress factor. 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 het verkleinen
van de negatieve effecten van multistress condities en duurzame gebruik van
ecosysteemdiensten. 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.
Er zijn in toenemende mate zorgen over de gezondheidsrisico’s als gevolg van
waterkwaliteitsproblemen en door ingrijpende veranderingen in het ecologisch functioneren van
watersystemen als gevolg van gewijzigde inrichting en beheer van watersystemen. Dit vraagt om
een aanpak over de bestaande grenzen van de betreffende kennisgebieden.
De toenemende hoeveelheid beschikbare data biedt kansen voor het optimaliseren van het
water- en bodembeheer, maar tegelijk groeit de uitdaging om van al die ‘big data’ bruikbare
informatie te maken. Het kunnen koppelen van meerdere informatiebonnen (data, modellen,
kennis) op de juiste tijd- en ruimteschalen is daarbij cruciaal.
De ambities om Nederlandse ‘nature-based’ oplossingen voor het water- en bodembeheer te
exporteren 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.
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. De ervaringen en de gerealiseerde
maatschappelijke impact van het thema in 2016 ondersteunen de aangebrachte veranderingen en
daarom wordt in 2017 de ingeslagen weg met kracht doorgezet.
Het thema bestaat uit 4 programma’s:
 Programma Nature Based Flood Defences richt zich op het ontwikkelen van ‘building-withnature’ oplossingen voor waterveiligheid, zowel voor zand- en slibkusten als voor rivieren.
 Binnen het programma ‘Solutions for Impacted Environments’ is er specifieke aandacht voor het
realiseren 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.
 Programma ‘Understanding System Dynamics’ richt zich op het bijeenbrengen van alle procesen 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.
 Centraal in het programma ‘Ecosystem Monitoring & Modelling’ staat het bijeenbrengen van
modelontwikkeling, monitoring strategieën en –technieken, waardoor de integratie van
verschillende informatiebronnen en de vertaling van data en kennis naar bruikbare informatie
wordt versterkt.
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.
Programmering 2017
In 2017 zal door het thema vooral worden gewerkt aan onderwerpen van de Deltatechnologie
Kennis- en Innovatieclusters Waterveiligheid, Eco-engineering & Nature-based solutions, Duurzaam
functioneren van watersystemen en Duurzaam gebruik estuaria/ zeeën/oceanen. Een beperkte
inspanning is voorzien voor Duurzame Deltasteden en Water en ICT. Met betrekking tot
Watertechnologie is het thema actief op het gebied van Sustainable Cities en is een kleine
inspanning voorzien op het gebied van Resource Efficiency. Een significante inspanning wordt
voorzien voor de kennisvragen van Leefomgeving.
Voor thema EMK is er koppeling met NKWK op verschillende onderwerpen: Waterkeringen, Rivieren,
Kustgenese, Markerwadden, Duurzaam Beheer Grote Wateren, IDON Noordzee en
Klimaatbestendige stad. Voor die onderwerpen worden afspraken gemaakt over invulling van
samenwerking tussen de verschillende partijen, afstemming van inhoud en budget. Een groot van
het SO budget voor EMK is gereserveerd voor invulling van de NKWK samenwerking. Daarvan zal een
deel via verdere intensivering van lopende samenwerkingen, gericht op de lange termijn kennisbasis,
worden ingevuld.
Bij het programma Nature Based Flood Defences liggen op het gebied van nature based oplossingen
voor veiligheid directe relaties met de NKWK onderzoekslijnen Waterkeringen en Markerwadden.
Binnen programma Solutions for Impacted Environments wordt op het gebied van nature based
oplossingen aansluiting gezocht op NKWK programmalijnen Markerwadden (bouwen met slib),
Duurzame stad (green infrastructure, groene bodemsanering). Bij EMK programma Understanding
System Dynamics sluiten onderwerpen op het gebied van natuurlijke morfologische, fysischchemische en ecologische processen en systeemgedrag aan op de onderzoekslijnen van NKWK
onderwerpen Kustgenese, Rivieren, Duurzaam Beheer Grote Wateren en IDON Noordzee. De
koppeling met deze NKWK programma’s geldt ook voor EMK programma Ecosystem Modelling and
Monitoring waarin de vertaling plaats vindt van deze kennis naar processen en systeemgedrag naar
modellen en informatiesystemen. Per programma zijn hier de belangrijkste bijsturingen in detail en
de belangrijkste nieuwe onderwerpen samengevat.
Programma Nature Based Food Defences (NBFD)
NBFD richt zich geheel op nature-based oplossingen ten behoeve van waterveiligheid. Nieuwe
onderzoekstrajecten in 2017 zijn: toetsing van NBFD-concepten onder extreme omstandigheden,
risico-gestuurd beheer van vegetatie in beken en rivieren en opschaalbaarheid van NBFD
oplossingen. 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.
Door NBFD worden lopende meerjaren projecten voortgezet gericht op het beter voorspelbaar en
toetsbaar maken van de veiligheid van NBFD oplossingen volgens bestaande standaarden. Binnen
Nederland wordt meegewerkt aan de Zandmotor, het HPZ project en het Marconi proefkwelder
project. Toepassingen buiten Nederland (Indonesië, Bangladesh, Louisiana) richten zich specifiek op
NBFD-oplossingen waarbij veiligheid wordt gecombineerd met duurzame aquacultuur en visserij. In
het kader van het EU-project FAST wordt satellietinformatie gebruikt voor het analyseren van de
effecten van natuurlijke foreshores op kustveiligheid. De kennisbasis wordt versterkt door deelname
aan meerdere NWO en STW projecten (o.a. Rivercare, Nature Coast, Drowning or Emerging, BeSafe).
Programma Solutions for Impacted Environments
In het programma Solutions for Impacted Environments staan nature-based oplossingen centraal. In
2017 wordt het onderzoeksonderwerp “bouwen met slib” voor een natuurlijk herstel van
ecosystemen versterkt, zoals het onderzoek naar de Markerwadden, slibmotor Harlingen en Klei
Rijperij in de Eems-Dollard. Tevens worden bijdragen geleverd aan “building with nature”
gerelateerde NWO- en STW-projecten, zoals NWO Markerwadden en STW salt marshes. Bovendien
wordt de toepasbaarheid van “bouwen met slib” uitgewerkt voor rehabilitatie van ernstig
verstoorde gebieden. Hiervoor zijn samenwerkingen opgezet met Havenbedrijf Rotterdam en met
COSIA, een samenwerkingsverband van teerzanden exploitanten in Canada. Tevens wordt een
verkenning uitgevoerd naar nature-based oplossingen voor urbane gebieden ten behoeve van
duurzame deltasteden. Ook worden oplossingen uitgewerkt voor groene bodemsanering.
Een ander onderzoekslijn betreft het hergebruik van grondstoffen en nutriënten, en aan (natuurlijke)
zuivering van landbouwwater. Dit betreft vooral continuering van lopende onderzoeksactiviteiten
naar de effectiviteit van maatregelen. Belangrijk element is hier de samenwerking met andere
Nederlandse kennisinstituten. Naast kennisontwikkeling, gaat het hierbij ook om kennis ontsluiten,
inzichtelijk maken en toepassen
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.
Programma Understanding System Dynamics
Onderzoek naar processen en systeemgedrag staat centraal in het programma Understanding
System Dynamics. 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. In 2017
krijgen de volgende onderwerpen speficieke aandacht: sedimentbalans op stroomgebiedsniveau,
inclusief kustzone, integrale systeemkennis en systeemgedrag rivierer, ecosysteemontwikkeling
grote wateren, impacts of multiple stressors, cumulatieve impacts. Bijdragen worden geleverd aan
NKWK programma’s Kustgenese, Rivieren, Duurzaam beheer grote wateren en Noordzee.
Het programma wordt ondersteund door een drietal Europese onderzoeksprojecten: SOLUTIONS,
MARS en Cascade. In het EU programma SOLUTIONS wordt gewerkt aan de modellering op
catchmentschaal van het transport en gedrag van nieuwe stoffen en medicijnen in het
oppervlaktewater. In het EU project MARS wordt het gedrag en beheer van aquatische ecosystemen
onder multiple stress onderzocht. Door deelname in het EU -Marie Curie project C-Cascades krijgt de
modellering van koolstofkringlopen in catchments een belangrijke impuls.
De kennisbasis van het programma wordt versterkt door deelname aan meerdere NWO en STW
projecten en voorstellen (onder meer NEMO beach-dune interaction, holistic modelling of
catchments, slip-sliding away, surfactants).
Programma Ecosystem Modelling & Monitoring
Binnen het programma Ecosystem Modelling & Monitoring worden zowel monitoringtechnieken en
– strategieën 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 beleidsondersteuning m.b.v. ‘Verkenners’ tot aan real-time
voorspelling van waterkwaliteit en algenbloei. In 2017 krijgen de volgende onderwerpen specifieke
aandacht: waterkwaliteitsinstrumentarium van stroomgebied naar kustzone, modellen voor
sleutelfactoren, aansluiting van ecosysteemmodellen op nieuwe ontwikkelingen in modellen voor de
waterbeweging. Het gebruik van remote sensing data wordt verder onderzocht in Europese
onderzoeksprojecten, zoals EOMORES.
Samenwerking met universiteiten
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
tiental medewerkers, waarvan 6 een aanstelling hebben als hoogleraar. Daarnaast werken er in het
thema via NWO en STW-projecten meer dan 20 aio’s aan een proefschrift en hebben ca 15 personen
een aanstelling bij een universiteit waarvan 5 als hoogleraar.
Daarnaast bestaan er samenwerkingsrelaties met een groot aantal buitenlandse universiteiten,
onder meer via Europese onderzoeksprojecten. Vanuit het thema wordt actief deelgenomen in de
netwerken Eurogeosurveys, Nicole, Sednet, Center for Wetland Ecology, Ecosystem Services
Partership, EuroGoos, ICES, IAHR Ecohydraulics, Platform Beek- en Rivierherstel, Nederlands
Centrum voor Kustonderzoek, en Nederlands Centrum voor Rivieronderzoek.
Samenwerking met bedrijfsleven
De TKI-regeling is een grote stimulans voor samenwerking met het bedrijfsleven. De samenwerking
met bedrijfsleven heeft betrekking op alle programma’s, maar in het bijzonder wordt geïnvesteerd in
de ontwikkeling en toepasbaar maken van technieken gericht op ‘Solutions for Impacted
Environments’.
2.3
Water & 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. Hiermee wordt aansluiting gezocht bij de Sustainable
Developmentgoals van de Verenigde naties, met name de doelen 2 en 6 (Hunger & Foodsecurity en
Water & Sanitation).
Trends en vraagsturing
Door bevolkingsgroei, economische groei, verstedelijking en veranderende leefpatronen neemt
mondiaal de vraag naar water en 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 Rapport 2015 heeft het World
Economic Forum de watercrisis bestempeld tot het grootste risico voor de komende decade.
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
Deltatechnologie en Watertechnologie zitten dan ook veel kennisvragen op de raakvakken tussen
sectoren (de Nexus). Rode draad is ook de behoefte aan duurzame oplossingen van de schaarste
problematiek via hergebruik (circulaire economie).
Thema indeling
Sinds 2015 kent het thema 3 programma’s:
Exploration of the Subsurface
In dit programma worden innovatieve instrumenten ontwikkeld die de (ondiepe) ondergrond in
kaart brengen. Dit programma heeft een enabling karakter. De kennis die hier wordt ontwikkeld
wordt gebruikt binnen dit thema voor karakterisering van grondwater- en grondstoffenvoorraden
(sediment: zand, grind), met als doel het gebruik efficiënter en duurzamer te maken. Het programma
levert ook basiskennis aan verschillende andere programma’s (o.a. stabilliteit van dijken en
bodemdaling).
Information Systems for Watersecurity
In dit programma worden softwaretools en informatiesystemen ontwikkeld voor studies over
watersecurity, zowel waterschaarste als wateroverlast en waterverdeling op stroomgebiedsniveau.
Doel is om bijdragen te leveren aan het oplossen van wereldwijde problemen rond watertekorten en
wateroverlast. In het programma wordt ook gewerkt aan innovatieve methoden voor het omgaan
met grote hoeveelheden data (multi resolution modelling, big data) en methoden voor collaborative
modelling.
Water, Energy, Food Nexus
In dit programma worden de onderlinge relaties tussen aanspraken op schaarse voorraden water,
energie en voedsel onderzocht (“de nexus”), met als doel om tot geïntegreerde oplossingen te
komen die duurzaam en betaalbaar zijn. In dit 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.
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, Myamar,
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 van het Nationale Watermodel).
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 maatregel tegen verzilting in kustgebieden.
In het thema worden kennisvragen opgepakt uit de Kennis en Innovatie-agenda Deltatechnologie
(een vijftal KIC’s, zie tabel 2), 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).
Programmering 2017
Er zijn in 2017 bijdragen voorzien in een vijftal NKWK onderzoekslijnen:
 Slim Watermanagement (real time verziltingsinstrumentarium)
 Water en voedsel (mondiale modellen) .
 Nationaal Watermodel (NHI grondwater)
 Kustgenese 2 (mapping surfzone, kustfundament) )
 Water- en bodeminteractie zandgronden (project zelfvoorziening, Lumbricus)
Ongeveer 15% van het budget wordt besteed aan lange termijn kennisontwikkeling: twee
leerstoelen (UU en UT), een zevental PhD’s, een tweetal NWO projecten (Fresh groundwater
reserves, The New Delta) en vier STW projecten (OWAS1S, Nature Coast, Smart Seas en
Waternexus) .
Daarnaast lopen er in 2017 twee EU KP7 programma’s af (MARS, Earth2Observe) en wordt er
bijgedragen aan een drietal H2020 projecten (IMPREX, Water AfriAlliance en Aardobservatie voor
landbouw in Afrika) . Deze EU projecten vergen in totaal 135 keuro matching in 2017.
Belangrijkste vernieuwing ten opzichte van 2016:







Vernieuwing van IWRM tools, met name het waterverdelingsinstrumentarium (RIBASIM, NHI
en RTC tools)
De eerste stappen in het ontwikkelen van een causaal model, waarmee de kansen op (intrastatelijke) conflicten rondom waterverdeling en/of waterschaarste beter kunnen worden
voorspeld.
Intensivering van de samenwerking met de WUR op de nexus Water en Voedsel op het gebied
van mondiale modellering van waterbeschikbaarheid en voedsel (nieuw initiatief in het kader
van NKWK Water en Voedsel).
Ontwikkeling van een Innovatief integraal instrumentarium voor verzilting (nieuw initiatief in het
kader van NKWK Slim Watermanagement)
Start van een verkenning naar “nieuwe grondstoffen” (zeldzame aarden en metalen en
antibiotica).
Realisatie van een nationaal expertise centrum voor het karteren van de zeebodem.
Ontwikkeling monitoringsysteem voor drinkwater in de kustzone (samenwerking met TKI
Watertechnologie, KWR)
Samenwerking
Er wordt zeer intensief samengewerkt met andere organisaties binnen het thema. In Nederland met
collega TO2 instituten (Alterra/WUR, ECN en TNO), KNMI, private kennisinstituten (KWR, Clingendael)
en marktpartijen. Binnen Nederland wordt met name samengewerkt met de universiteiten uit
Utrecht, Wageningen, Delft en Twente.
In toenemend mate wordt er in brede publiek-private consortia samengewerkt; PPS-en zoals bij
Waternexus, 4GAW Indonesië, IMPREX, TKI projecten (Coastar, Slim watermanagement) en NKWK
(nu nog vooral in ontwikkeling).
Internationaal (IWRM en RBM studies) wordt intensief samen gewerkt met Nederlandse en
internationale consultants en lokale kennispartners. In Indonesië bestaat er een joint cooperation
met Indonesische en Nederlandse kennispartners.
In het kader van het 7e 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 STW programma’s.
Op het gebied van global modeling dienen zich nieuwe partners aan, zoals het WRI en Google.
In het thema wordt veel aandacht geven aan kennisdisseminatie. Informatie wordt daarbij online
beschikbaar gemaakt via de eigen website (met de Aqua-monitor als een mooi voorbeeld). en er
wordt gebruik gemaakt van sociale media (o.a. de Paleo-app).
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 onshore als offshore. Hierbij wordt de focus gelegd op veiligheid,
duurzaamheid, efficiency en energiebesparing.
Trends en vraagsturing
De activiteiten in het thema ‘Delta Infrastructure’ sluiten in hoge mate aan op de Topsector Water,
waarbij verreweg het grootste deel invulling geeft aan 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 Transport 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.
Een trend waar thema-breed op ingespeeld wordt is het ontwikkelen van een duurzame
samenleving, gestimuleerd door het energie akkoord van 2013 en het klimaatakkoord van 2015. In
samenhang met de vraag naar een duurzame samenleving blijft ook het inspelen op de
klimaatverandering een belangrijk accent binnen het thema. Een andere trend waar thema-breed op
ingespeeld wordt is asset management. Deze trend speelt een rol in de volledige breedte van het
onderzoeksprogramma van Deltares, maar heeft een nadrukkelijke rol in het thema Delta
Infrastructure. Ook wordt er thema-breed ingespeeld op een toenemende vraag naar robuuste en
tegelijkertijd adaptieve bouw. Naast de behoefte naar robuuste en adaptieve bouw, is er ook een
sterke behoefte aan integrale en high-tech ontwerp tools voor het maken en optimaliseren van het
ontwerp van waterbouwkundige constructies om zowel de belasting als de respons nauwkeurig in
kaart te kunnen brengen. 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.
Thema indeling
Sinds 2015 bestaat het thema 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-engineering. Deltares hecht veel waarde aan de
ontwikkelingen binnen deze speerpunten en erkent ze zodanig als zelfstandig, weliswaar nauw
verbonden met de programma’s. De belangrijkste ontwikkelingen hierin worden thema-breed
bepaald.
Een trend waar thema-breed op ingespeeld wordt is het ontwikkelen van een duurzame
samenleving, gestimuleerd door het energie akkoord van 2013 en het klimaatakkoord van 2015. Het
programma Coastal and Offshore Engineering richt zich hierbij op kostenreductie van het opzetten
van offshore windmolenparken door onder andere technologische innovaties en energieverbindingen met het Nederlandse vasteland en de omringende landen. Binnen het programma
Ports and Waterways wordt in de komende jaren o.a. ingezet op de combinatie van port-engineering
en duurzaamheid (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 ‘green’ zal zijn, maar toch ook goed zijn primaire (transport)functie kan vervullen. Het
programma Infrastructure for Water and Energy richt zich hierbij op de optimalisatie van water
gerelateerd energieverbruik, door onder andere de ontwikkeling van WKO systemen, de ‘slimme’
inzet van poldergemalen en getijde energie.
In samenhang met de vraag naar een duurzame samenleving blijft ook het inspelen op de
klimaatverandering een belangrijk accent binnen het thema. Zo ziet het programma Infrastructure
for Water and Energy een stijgende behoefte aan manieren om bestaande drinkwater- en
rioleringsnetwerken bestendig te maken voor toenemende regenval 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 andere trend waar thema-breed op ingespeeld wordt is asset management. Deze trend speelt
een rol in de volledige breedte van het onderzoeksprogramma van Deltares, maar heeft een
nadrukkelijke rol in het programma Urban Engineering, dat betrouwbare modellen en instrumenten
ontwikkelt 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.
Ook wordt er thema-breed ingespeeld op een toenemende vraag naar robuuste en tegelijkertijd
adaptieve bouw. Het programma Urban Engineering richt zich hierbij op het kwantificeren van de
impact van klimaatverandering op infrastructuur en toepasbaarheid van adaptatiemaatregelen.
Binnen het programma Coastal and Offshore Engineering wordt er ingespeeld op de behoefte aan
waterbouwkundige constructies zowel langs de kust als offshore die relatief eenvoudig aangepast
kunnen worden aan veranderende omstandigheden en/of veranderende eisen als gevolg van
bijvoorbeeld klimaatveranderingen en/of bodemdaling. Tegelijkertijd wordt er onderzoek gedaan
naar het kwantificeren van onzekerheden om risicobewust te kunnen ontwerpen. Daarnaast wordt
er in het programma Ports and Waterways een toenemende vraag naar de invloed van ‘extreme
events’ op het ontwerp en gebruik van natte infrastructuur waargenomen, waarvoor ze na zal gaan
of dit onderwerp in het programma opgenomen kan worden.
Naast de behoefte naar robuuste en adaptieve bouw ziet het programma Coastal and Offshore
Engineering ook een sterke behoefte aan integrale en high-tech ontwerp tools voor het maken en
optimaliseren van het ontwerp van waterbouwkundige constructies om zowel de belasting als de
respons nauwkeurig in kaart te kunnen brengen.
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.
Programmering 2017
Binnen dit thema wordt relatief 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.
Het onderzoek naar renovatie en vervanging van natte kunstwerken, dat vorig jaar al een impuls
heeft gekregen, geeft ook dit jaar weer invulling aan de NKWK onderzoekslijn ‘toekomstbestendige
natte kunstwerken’. Daarnaast zoekt de onderzoekslijn “Vaarwegen” aansluiting bij het NKWK
Rivieren om de bevaarbaarheid van de Nederlandse rivieren in de toekomst te waarborgen. Ook
wordt in 2016 samen met de NKWK partners (overheid, kennisinstellingen en marktpartijen) het
Onderzoeksprogramma 2017-2022 voor diverse onderzoekslijnen opgesteld. De inbreng van
Deltares zal in nauwe aansluiting en afstemming met de SO programmering plaatsvinden. Dit geldt
ook voor de relatie tussen de activiteiten van het programma ‘coastal and offshore engineering’ en
de NKWK Onderzoekslijn Kustgenese.
De lijn van beperking van energiegebruik in de watersector wordt in 2017 steviger opgepakt met
bijvoorbeeld de JIP slim malen, die inspeelt op de geprioriteerde NKWK onderzoekslijn slim
watermanagement. In het algemeen bestaat er een directe relatie tussen de activiteiten in het
programma ‘Infrastructure for Water and Energy’ en de onderzoekslijn ‘Water en energie’ binnen
NKWK.
In het thema worden met name kennisvragen opgepakt uit de Kennis en Innovatie-agenda
Deltatechnologie (een zestal KIC’s, zie tabel 2), maar ook (in mindere mate) de Kennis en
Innovatieagenda Watertechnologie (innovatie thema Sustainable Cities). Het gaat hierbij met name
om de activiteiten binnen het programma Infrastructure for Water and Energy.
Wat betreft het thema ‘duurzame leefomgeving’ wordt ingespeeld op de kennisagenda Bodem en
Ondergrond. Hierbij wordt aangesloten bij de ontwikkeling van het kennisveld Bodemdaling, met
name op de effecten hiervan voor de (vitale) infrastructuur. Daarnaast wordt in 2017 aansluiting
gezocht bij de KIBO-businesscases.
Samenwerking en kennisontsluiting
Kennisontsluiting vindt plaats via journals, congressen, software, guidelines en websites van Deltares
en SBRCURnet. 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, in een aantal gevallen, via de SBRCURnet commissies. Co-financiering wordt
voorzien vanuit het bedrijfsleven (in het bijzonder aannemers zoals Van Oord en Boskalis en offshore
bedrijven), de overheid (met name GPO/WVL), TKI en EU (onder andere via vervolg van het Hydralab
project). 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 STW-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 (klimaatadaptatie) maatregelen in verstedelijkende delta’s.
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 urbane 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.
 Smart Delta Governance: Het ontwikkelen en toepassen van (natuur- en
sociaalwetenschappelijke) kennis voor ontwerp en implementatie van maatregelen voor
duurzame ontwikkeling van deltagebieden.
 Resilient Cities: Het ontwikkelen en toepassen van kennis en instrumenten voor duurzame
stedelijke ontwikkeling.
Het programma ‘Climate Adaptation’ is in 2017 gericht op toepassing en implementatie van
strategieën en richt o.a. zich op het valideren van adaptatiemaatregelen in pilots. Ook aandacht voor’
climate services’.
In het programma ‘Smart Delta Governance’ zal het werk aan de in 2015 opgezette onderzoekslijnen,
gericht op asset management en slim water- en bodembeheer, worden voortgezet. De nadruk zal in
2017 liggen op implementatie.
In het programma ‘Resilient Cities’ is in 2016 inhoudelijk verder gewerkt worden op de koers van het
TO2 project Adaptive Circular Cities. In 2017 zal de nadruk liggen op ontwikkeling van integrale tools
voor stedelijke toepassing.
Het programma ‘Climate Adaptation’ kent twee onderzoekslijnen:
 Tools for adaptation planning
 Pilots for adaptation planning
Het programma ‘Smart Delta Governance’ kent drie onderzoekslijnen:
 Asset management
 Smart water and subsurface management
 Governance analysis
Het programma ‘Resilient Cities’ kent drie onderzoekslijnen:
 Integral quantitative modelling for urban water, subsurface and infrastructure
 Water and subsurface sensitive urban development
 Ground subsidence
Programmering 2017
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 bijdrage geleverd aan diverse kennisen innovatieclusters (KIC’s) 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 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 (ondergondse) ruimtelijke inrichting en beheer.
Er zal ook een bijdrage worden geleverd aan diverse onderzoekslijnen in NKWK. Vanuit het thema
Adaptive Delta Planning zal worden bijgedragen aan de prioritaire NKWK onderzoekslijnen Slim
watermanagement en Markerwadden.
Voor NKWK Klimaatbestendige Stad zal het accent liggen op vraagstukken op het gebied van
duurzame en klimaatbestendige inrichting. Deltares zet in op een bijdrage aan NKWK in vervolg op
de activiteiten in de afgelopen jaren voor Deltaprogramma Ruimtelijke Adaptatie. Er wordt ingezet
op duurzame stedelijke inrichting met specifieke vragen rond toenemende dreiging van
wateroverlast, droogte en hitte in het stedelijk gebied.
Projecten
 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
 Samenwerking met TO2 instituten (waaronder TNO, Alterra) in NKWK Klimaatbestendige Stad
 NWO UDW (Urbanizing Delta’s of the World) projects for Adaptive Delta Management and Land
subsidence
 NWO Smartening public private partnership (in nature based solutions)
 WRI Global Water implementation maps (governance)
 Handelingsperspectieven Bodemdaling (o.a. Gouda, Almere)
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 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).
2.6
Software Innovation
Het programma Software Innovation heeft als hoofddoel het ontwikkelen van een generieke
softwarebasis, waarop de vijf thema’s kunnen voortbouwen, om specifieke vraagstukken in water en
ondergrond van deltagebieden op te lossen.
Trends en vraagsturing
Het programma speelt in op trends in simulatiesoftware, data science en hardware:




De toenemende beschikbaarheid en gebruik van Earth Observation Data (satelliet, remote
sensing, drones) voor het doen van analyses en het opbouwen van simulatiemodellen.
De ontwikkeling van mondiale simulatiemodellen voor oppervlaktewater en grondwater, welke
worden gebruikt als basis voor regionale toepassingen. Dergelijke grootschalige
simulatiemodellen zoeken de grenzen op van de simulatiesoftware.
De ontwikkeling van multi-resolutietechnieken, die het mogelijk maken om op- en neer te
schalen tussen mondiale, regionale en lokale modeltoepassingen.
Grote modelberekeningen worden bij externe rekencentra uitgevoerd (‘cloud computing’).
Modelberekeningen met grote datasets, zoals satellietbeelden, worden uitgevoerd bij de data,
omdat de datasets te groot zijn om telkens te verplaatsen.




Simulatiemodellen worden voor grotere groepen stakeholders toegankelijk en begrijpelijk
gemaakt, dankzij de integratie van numerieke simulatie, serious gaming en decision support
systemen in één gebruiksvriendelijke softwareomgeving.
De processen in water- en bodemsystemen worden steeds meer integraal gemodelleerd, waarbij
de systemen door middel van flexibele rekenroosters worden geschematiseerd.
Bij de ontwikkeling van simulatiemodellen worden alternatieve databronnen ingezet, die op
verschillende manieren is verkregen: toepassing van nieuwe sensoren, crowd sourcing, mondiale
datasets.
Web applicaties winnen aan populariteit en de ontwikkelingen in programmeertalen en - tools
gaan relatief snel.
Vanwege het toeleverende karakter aan de vijf hoofdthema’s is het programma voor 2017 tot stand
gekomen in nauw overleg met vertegenwoordigers van de thema’s. Bij de programmering is
nadrukkelijk gekeken naar aansluiting bij de markt, omdat toepassingen in test- en pilotprojecten
van vitaal belang zijn voor de ontwikkeling van kwalitatief goede software.
Programmering 2017
Het programma Vernieuwing van Software bestaat uit vier programmalijnen:
Next Generation Geo Software
In deze programmalijn wordt de basis gelegd voor een nieuwe generatie software voor de
ondergrond. Onderwerpen in 2017 zijn:
 Softwareontwikkeling voor de numerieke modellering van dijken. Stip op de horizon is het
kunnen koppelen van numerieke simulatiesoftware voor de waterspanning in de dijk,
waterstanden en golven tegen de dijk, grondwaterstroming onder de dijk, en de stabiliteit van
het dijklichaam zelf.
 Softwareontwikkeling voor de modellering van grondwaterstroming op basis van
ongestructureerde rekenroosters. Afgelopen jaren is een nieuwe rekenkern ontwikkeld
(MODFLOW-USG). In 2017 wordt het toegepast voor het mondiale grondwatermodel, met als
onderzoeksdoel het kunnen aanmaken van regionale en lokale verfijningen, gebruik makend van
de flexibiliteit van het ongestructureerde rekenrooster. Een tweede aspect hierin is het geschikt
maken van de software voor parallel rekenen op een supercomputer.
 Het verkennen van data-assimilatietechnieken voor dijken, ondergrond en infrastructuur.
Gebruik van de data die wordt ingewonnen met nieuwe typen sensoren voor data-driven
modelleren.
Spatial Modelling Software / NGHS2.0
In deze programmalijn wordt de simulatiesoftware voor de integrale simulatie van waterbeweging
en gerelateerde processen in stroomgebieden en oppervlaktewateren verder doorontwikkeld, met
de nadruk op ruimtelijke processen. Onderwerpen in 2017 zijn:
 De integrale 3D modellering van waterstroming, morfologie, golven, waterkwaliteit en vegetatie.
Dit betreft de verdere uitbouw van de D-Hydro suite / Delft3D Flexible Mesh. Multiresolutiemodellering van oppervlaktewater: vanuit een mondiaal model voor zeeën en oceanen
kunnen inzoomen op regionale en lokale vraagstukken.


Opzet van de softwarearchitectuur voor stroomgebiedsmodellering, ten behoeve van
waterverdelings- en sturingsvraagstukken.
Uitbreiding van de D-Hydro suite / Delft3D Flexible Mesh met functionaliteit voor de stedelijke
omgeving.
Data Science and High Performance Computing
In deze programmalijn wordt ingespeeld op de nieuwe mogelijkheden van big data bronnen, zoals
satellietbeelden. Onderwerpen in 2017 zijn:
 Toepassing van remote sensing-beelden voor water en ondergrond. Doel is om een of meer zo
concreet mogelijke toepassingen uit te werken.
 De aansluiting van Delft3D Flexible Mesh op het open data handling platform Delft-FEWS en op
de data-assimilatietechnieken in OpenDA; zowel voor waterbeweging als voor waterkwaliteit.
 De ontwikkeling van multi-resolutietechnieken voor oppervlaktewater, op basis van het
mondiale model voor zeeën en oceanen.
Innovative Information Tools
Deze programmalijn worden nieuwe modellerings- en visualisatietechnieken verkend. Onderwerpen
in 2017 zijn:
 Afgelopen jaren is de functionaliteit van het interactief modelleren ontwikkeld, waarbij een
stromingsmodel is ontsloten via een game engine. Doel van het project in 2017 is om de stap
naar beleids- en beslissingsondersteunende systemen te zetten, om daarmee een brede groep
stakeholders te kunnen bedienen.
 Verkennen en aansluiten van visualisatietechnieken voor 3D simulatiemodellen, zowel voor
water als ondergrond.
 Technologiescans.
Veranderingen in 2017
De vier programmalijnen worden gecontinueerd in 2017. Binnen de programmalijnen worden
projecten afgerond en nieuwe projecten opgestart. De projecten die in 2016 worden afgerond zijn:




Catchment modellering: de ontwikkeling van een module voor ruimtelijk gedistribueerd
hydrologisch modelleren.
Code ontwikkeling voor 3D hydrodynamica, golven en morfologie ten behoeve van Delft3D
Flexible Mesh. Hierna volgt een fase van integratie, testen en pilottoepassingen.
Code ontwikkeling voor ongestructureerde modellering van grondwaterstroming (MODFLOWUSG). De kernel komt beschikbaar via de iMOD software.
Pilots met High Performance Computing, in het EU-project Fortissimo.
De projecten in 2017 combineren kennis en ervaring over oppervlaktewater, grondwater en
ondergrond. Ze zijn daarmee integraler van aard. Nieuwe accenten zijn de modellering van
waterverdeling in stroomgebieden en stedelijke gebieden. Geavanceerde modellering van dijken
wordt langs twee sporen verder onderzocht: numeriek, en data-driven.
Het programma Vernieuwing van Software legt in 2017 een zwaarder accent op data science en op
multi-resolutiemodellering op basis van mondiale datasets. Dit is in lijn met het innovatiecluster
Water & ICT (Deltatechnologie). Deltares beschikt over een aantal mondiale simulatiemodellen,
zoals een model voor alle oceanen en zeeën op aarde in Delft3D Flexible Mesh, en een model voor
het grondwater op alle continenten (i.s.m. Universiteit Utrecht). Deze modellen stellen hoge eisen
aan de software en de hardware. Het onderzoek in 2017 richt zich op het kunnen inzoomen op
mondiale modellen, voor de regionale en lokale uitwerking van vraagstukken.
Vanuit de werkvelden geotechiek en ondergrondmodellering is grote belangstelling voor de ervaring
die met remote sensing is opgedaan voor watervraagstukken. Een goed voorbeeld hiervan is de
ontwikkeling van de Aqua Monitor (http://aqua-monitor.appspot.com/ ). Deze webapplicatie
analyseert waar op aarde verschuivingen in het water- en landoppervlak zijn ontstaan, op basis van
30 jaar aan satellietbeelden. In 2017 wordt onderzocht of dergelijke diensten ook voor andere
werkvelden haalbaar zijn.
Samenwerking
Universiteiten: de samenwerking is het meest intensief met de Technische Universiteit Delft, onder
andere in de begeleiding van een PhD-student (Faculteit Civiele Techniek en Geowetenschappen),
docentschap van Dr. G. el Serafy (Faculteit Electrotechniek, Wiskunde en Informatica) en begeleiding
van afstudeerders (Faculteit Electrotechniek, Wiskunde en Informatica). Daarnaast wordt
samengewerkt met de TU Twente in het NWO-project Rivercare. De samenwerking met de
universiteiten wordt in 2017 verder uitgebouwd via hoogleraren en universitair docenten die in
deeltijd in dienst zijn bij Deltares en bij de universiteit.
NKWK: de samenwerking rondom de NKWK-onderzoekslijn Nationaal Water Model is nog in een pril
stadium. Het programma Vernieuwing van Software loopt uit de aard der zaak enkele jaren voor op
het Nationaal Water Model, want de simulatiesoftware die in Vernieuwing van Software wordt
ontwikkeld, zal niet onmiddellijk in het Nationaal Water Model landen. De nieuwe technieken om
modelsimulaties te ontsluiten voor stakeholders zijn wellicht al op kortere termijn inzetbaar te
maken.
TKI: er is in 2016 een TKI-consortium gevormd rondom NHI (Nederlands Hydrologisch
Instrumentarium), met als hoofddoel het stroomlijnen, reproduceerbaar en in twee richtingen
aanpasbaar maken van de geohydrologische basisgegevens ten behoeve van de hydrologische
modellering. Een TKI-consortium met ingenieursbureaus en grote gemeenten, rondom de integrale
modellering van stedelijk watersystemen, is in de maak. Voor de geotechnische software wordt
binnenkort gestart met de vorming van een TKI-consortium. Hiervoor worden de partijen benaderd
die het meest gebruik maken van deze software.
Topsector water, Deltatechnologie: er is een duidelijke aansluiting bij Water & ICT, met de focus op
datamanagement. Daarnaast is er een inhoudelijke aansluiting met Waterveiligheid,
Watermanagement e.d., want dit zijn de domeinen waarvoor de software wordt toegepast.
Kennisdisseminatie
De verspreiding van kennis vindt plaats via de ontwikkelde software. Voor de user community wordt
twee keer per jaar een meerdaags event georganiseerd door Deltares. Dit zijn de Deltares Software
Dagen in juni, voor de Nederlandse doelgroep, en de Delft Software Days in oktober-november, voor
de internationale doelgroep. De events zijn een combinatie van workshops, trainingen, user
meetings en symposia. Zie: www.dsd-int.nl. Deltares onderhoudt een portal voor de open software
community, waar open source code, vrij beschikbare producten en good modelling practice gedeeld
worden. Zie: http://oss.deltares.nl/
Over trends en ontwikkelingen in data science en software engineering schrijft de programmatrekker met enige regelmaat een blog.
Hoofdstuk 3 - Inhoudelijke en financiële kaders
De Rijksbijdrage voor de uitvoering van het Strategisch Onderzoek door Deltares in 2017 is
vastgesteld op een maximum van € 9.391.000,-. Het Onderzoeksplan is in overleg met de relevante
departementen en topsectoren opgesteld, waarbij de bijdrage aan maatschappelijke thema’s verder
is toegelicht. Dit houdt in dat er voornamelijk wordt ingegaan op (a) de Kennis- en Innovatieagenda
Water 2016-2019 (met name de TKI’s Deltatechnologie en Watertechnologie), (b) het Kennis- en
Innovatiecontract 2016-2017, (c) de onderzoekslijnen van het NKWK, en (d) onderzoek op het gebied
van Duurzame Leefomgeving. Tevens wordt aangegeven op welke wijze SO-middelen worden
ingezet voor de lange termijn activiteiten. Denk hierbij aan cofinanciering van NWO/STW projecten,
leerstoelen en promotietrajecten. De verdeling van het SO budget en de samenhang tussen
bovengenoemde categorieën en de Deltares thema’s zijn in de volgende tabellen (1, 2, 3 en 4)
aangegeven.
Bedragen in 1000€
Totaal SO
Topsectoren (Topsector Water)
Lange
TKI Delta- TKI Water1
termijn
technologie
technologie
1708
230
1478
Ecosystems and Environmental
Quality
Water and Subsoil Resources
1947
675
1050
87
135
1370
220
800
150
200
Delta Infrastructure
2034
250
1434
300
50
Adaptive Delta Planning
1310
200
830
100
180
Software Innovation
741
40
661
40
Deltares thema’s
Flood Risk
Totaal (thema’s)
9110
1615
6253
677
Programma management
281
Totaal
9391
Tabel 1: Indicatieve verdeling van het SO budget over de programmacategorieën
3.1
Duurzame
Leefomgeving
565
Inzet in Topsectoren
Deltares besteed het grootste deel van haar SO middelen aan kennisvragen van de TKI
Deltatechnologie. Aan alle tien Kennis- en Innovatieclusters (KIC’s) zal een bijdrage
worden geleverd. Daarnaast zal er ook budget worden ingezet op de Innovatiethema’s van de TKI
Watertechnologie, voornamelijk op Resource Efficiency en Sustainable Cities. Hierbij wordt
opgemerkt, dat het Innovatiethema Sustainable Cities veel samenhang heeft met de KIC Duurzame
Deltasteden. Cross- sectorale activiteiten vinden ook plaats met de TKI Maritiem evenals met andere
topsectoren zoals Energie (Wind op Zee) en Agri & Food.
1
Totaal van bijdragen aan NWO/STW projecten, leerstoelen en AIO’s
50
150
Sustainable Cities
7
Smart Water Services
192
1478
30
55
109
544
Ecosystems and 120
environmental
quality
400
250
50
50
Water
and
Subsoil Resources
150
684
200
150
50
Delta
Infrastructure
480
30
120
40
60
Adaptive Delta 100
Planning
200
40
366
55
Software
Innovation
1898
660
714
560
250
290
471
319
649
Totaal2
Tabel 2: Indicatieve verdeling van het SO budget over de inhoudelijke thema’s
3.2
Resource Efficiency
functioneren
Duurzaam
van watersystemen
Eco- engineering en Nature
based solutions
Water en ICT
Water en Energie
Water en Voedsel
Watermanagement
Innovatiethema’s
Watertechnologie
Duurzaam gebruik Estuaria,
zeeën en oceanen
Deltares thema’s
Flood Risk
Natte infra en kunstwerken
Kennis- en Innovatiecluster (KIC’s) Deltatechnologie
Duurzame Deltasteden
in
Waterveiligheid
Bedragen
1000€
200
80
300
30
70
40
442
187
490
Inzet in maatschappelijke thema’s
Duurzame Leefomgeving
Aan het maatschappelijk thema Duurzame Leefomgeving zal circa 0.6 M€ van het SO budget door
Deltares worden besteed. Vier Deltares thema’s zullen het SO budget inzetten op vraagstukken met
betrekking tot Duurzame Leefomgeving. Er zal worden ingegaan op verschillende onderwerpen uit
de Kennisagenda Bodem & Ondergrond, opgesteld door ministerie IenM voorjaar 2016. Zie hiervoor
de thema beschrijvingen in hoofdstuk 2.
Nationaal Kennis- en Innovatieprogramma Water en Klimaat (NKWK)
In het NKWK wordt gewerkt aan 14 onderzoekslijnen, waarvan in 2016 is bepaald dat hiervan zes
lijnen (op korte termijn) het meest kansrijk zijn, de zogenaamd prioritaire onderzoekslijnen. De
resterende onderzoekslijnen krijgen meer tijd om hun programmering en financiering rond te krijgen.
Met name voor, maar niet beperkt tot, de prioritaire onderzoekslijnen wil Deltares nadrukkelijk een
actieve rol spelen. Deltares draagt daarom met SO-middelen bij, zie tabel 3. De genoemde bedragen
betreffen zowel ‘vrij’ programmeerbaar onderzoek als reeds (in afstemming met NKWK) opgezet
onderzoek, dat reeds gestart is in 2015 of 2016. Niet opgenomen in de tabel is dat deel van het SO
2
De bijdragen aan de KIC’s zijn in bepaalde gevallen hoger nog, omdat bedragen die in tabel 1 onder ‘lange termijn’ zijn
genoemd (maar hier niet zijn meegenomen) ook bijdragen aan de doelen van de KIC’s. Dit geldt met name voor de KIC’s
‘Eco-engineering en nature based solutions’ en ‘Duurzaam functioneren watersystemen’.
budget, dat wel inhoudelijk bijdraagt aan de onderzoekslijn maar niet in samenwerking met NKWK is
geïnitieerd.
Ook wordt bijgedragen aan de onderzoekslijnen vanuit lopende NWO/STW en H2020 projecten.
Deze bijdragen komen (geheel of gedeeltelijk) beschikbaar als er een akkoord is over de
gemeenschappelijke programmering en financiering.
3.3
Inzet lange termijn kennisbasis
Deltares zet circa 1.6 M€ in om lange termijn activiteiten te (co-)financieren. Het gaat hier om de op
de lange termijn in stand houden van een relevante kennisbasis. Omdat de hiervoor beschikbare
budgetten al jaren aan krimp onderhevig zijn, heeft Deltares ervoor gekozen dit in nauwe
samenwerking te doen met de universiteiten. Het gaat hierbij om medewerkers die ook een functie
hebben als hoogleraar of universitair (hoofd)docent, lector, promovendi die financieel en inhoudelijk
door Deltares gesteund worden (zowel met als zonder SO) en die in de helft van de gevallen eigen
medewerkers van Deltares zijn. Voor 2017 gaat het in totaal om circa 20 (deeltijd) hoogleraren en
ongeveer 20 U(H)D’s en 70 promovendi.
3.4
Inzet op EU/internationaal
SO budget wordt ook ingezet om Europese activiteiten te (co)financieren. Dit gebeurt voor de circa
30 (af)lopende FP7 en Horizon 2020 projecten. Zo is Deltares onder meer betrokken bij project
SOLUTIONS, MARS, Earth2Observe, IMPREX, AfriAlliance, Graceful, Greenwin, Inspiration en
Fortissimo. Voor deze EU matching wordt ongeveer 1.2 M€ van het SO gereserveerd.
3.5
Inzet op samenwerkingen met private partijen
Private partijen spelen een belangrijke rol bij de vraagarticulatie, als financier en als co-creator. De
belangrijkste private partijen komen uit de (water)bouw en zijn advies- en ingenieursbureaus. Toch
blijft de overheid de grootste afnemer van kennis en innovaties op het gebied van de
Deltatechnologie. Van de private sector wordt een bijdrage aan het toegepaste onderzoek van
Deltares voorzien van circa 15 M€ per jaar. Deze bijdrage wordt onder meer geleverd in PPS-en, TKI
projecten en in H2020 projecten.
3.6
TKI subsidieregeling
De TKI regeling, zoals opgezet door het ministerie van EZ en de Rijksdienst voor Ondernemend
Nederland (RVO), is primair in het leven geroepen om PPS-en te stimuleren door onderzoek bij
kennisinstellingen door het bedrijfsleven financieel aantrekkelijker te maken. De regeling wordt per
TKI uitgevoerd. Deltares is het meest betrokken bij de TKI’s Deltatechnologie en Watertechnologie,
die vallen onder de Topsector Water. In 2016 heeft Deltares ook meerdere voorstellen bij TKI’s van
de topsector Energie ingediend.
Sinds het begin van de regeling in 2013 heeft Deltares circa 8.5 M€ aan TKI toeslag ontvangen. Deze
toeslag is weer als cofinanciering ingezet in nieuwe PPS-en. Medio 2016 lopen er ruim 50 TKI
samenwerkingsprojecten met private (en in bepaalde gevallen ook publieke) partners in binnen- en
buitenland.
Duurzaam gebruik Estuaria, zeeën
en oceanen
Eco- engineering en Nature based
solutions
Markerwadden
IDON Noordzee onderzoeksprogramma
Water en ICT
Nationaal Water Model
Water-bodem interactie zandgronden
Water en Energie
Energie uit Water
75
Bodemdaling en waterbeheer
Water en Voedsel
Water en Voedsel
Duurzaam beheer grote wateren
Watermanagement
Slim Watermanagement
van
Natte infra en kunstwerken
Toekomstbestendige natte kunstwerken
functioneren
Duurzaam
watersystemen
Duurzame Deltasteden
Klimaatbestendige stad
75
427
100
40
Ecosystems and 100
environmental
quality
150
150
25
25
Water
and
Subsoil
Resources
250
50
100
100
Delta
Infrastructure
150
50
50
Adaptive Delta
Planning
150
Software
Innovation
527
150
250
250
150
100
175
150
165
Totaal
Tabel 3. Relatie NKWK onderzoekslijnen met inhoudelijke onderwerpen van
indicatieve inzet van SO-budget over de onderzoekslijnen.
3
Rivieren
Deltares
thema’s
Flood Risk
Kustgenese II
Waterveiligheid
Waterkeringen
NKWK Onderzoekslijnen
4
TKI Deltatechnologie KIC’s
Bedragen
3
in 1000€
60
25
50
50
125
75
50
25
60
de TKI Deltatechnologie, en
Bijdragen aan NKWK onderzoekslijnen bestaan enerzijds uit projecten en anderzijds uit bijdragen aan de lange termijn
kennisbasis.
4
NKWK onderzoekslijnen zijn onderdeel van de activiteiten die binnen de KIC’s lopen. 6 prioritaire NKWK onderzoekslijnen
(dikgedrukt)
Bedragen in 1000€
Flood Risk
Flood Risk Strategies
427
Early Warning
427
Hydro- and Morphodynamics during Extreme Events
427
Dikes, Levees and dams
427
Ecosystems and Environmental Quality
Understanding System Dynamics: From River Basin to Coastal Zone
709
Ecosystem Monitoring and Modelling
303
Solutions for Impacted Environments
440
Nature Based Flood Defence
355
Emerging topic: Ecosystems and Human Health
140
Water and Subsoil Resources
Information Systems for Water Security
480
Exploration of the Subsurface
370
Water Energy Food Nexus
520
Delta Infrastructure
Coastal and Offshore Engineering
804
Ports and Waterways
410
Infrastructure for Water and Energy
410
Urban Engineering
410
Adaptive Delta Planning
Climate Adaptation
374
Smart Delta Governance
493
Resilient Cities
443
Software Innovation
Totaal (excl. programma management)
Tabel 4. Indicatieve verdeling van het SO-budget over de 5 Deltares thema’s en 19 programma’s.
totaal
1708
1947
1370
2034
1310
741
9110