Data Science bij

Waterschap De Dommel

High Tech meets Data Science, 9 februari 2017

Stefan Weijers

Procesmanager Beleid en Innovatie

Overzicht

• Intro Waterschap De Dommel

• Toepassingen data science

• Visie op toekomst en ontwikkelingen

Overzicht

• Intro De Dommel

– Wat is een waterschap

– Meten en monitoren

– Data(bases)

• Toepassingen data-analyse

• Visie op toekomst en ontwikkelingen

Wat is een waterschap

Waterschappen zijn:

• Lokale lagere overheden

• Functionele democratie met

• Verkiezingen

• Belastingen

• Bestuur

• Algemeen bestuur

• Dagelijks bestuur

• Voorzitter (water ‘graaf‘ - dijkgraaf)

• Organisatie (met Secretaris-Directeur on top)

Waterschappen Gemeenten

Provincie

Rijk

23 (22) Waterschappen

- Waterkwaliteit (rioolwaterzuivering, 350 rwzi’s)

- Veilig water….

(dijken, keringen)

- Voldoende water……

(peilbeheer)

- en ‘natuurlijk’ water……

(natuur/ruimtelijke ontwikkeling)

Waterschap De Dommel

Belië

België

Maas

Eindhoven

Tilburg 8 rwzi’s (1,4 M ve)

Biest-Houtakker

Boxtel Sint-Oedenrode

Haaren

Soerendonk

Hapert

‘s-Hertogenbosch

Karakteristieken

• Beken

• Grote lokale impact van sommige rwzi’s

• Grootste rwzi:

Eindhoven 750,000 ve

De Dommel

Vijf thema’s

Droge voeten

Voldoende

Water

Schoon Water

Natuurlijk

Water

Mooi Water

Monitoren

Beheer en

onderhoud

Zuiveren

Peilbeheer

Saneren

waterbodem

Handhaven

Beekherstel

Werk van het waterschap

Monitoren

Beheer en

onderhoud

Zuiveren

Peilbeheer

Saneren

waterbodem

Handhaven

Beekherstel

Meten - Riolering / transportstelsels

Meten en monitoren

Meetnet

riolering

(hoogte)

Ca. 200

Meetpunten

Meten – watersysteem – kwantiteit

Meetnet watersysteem

- Hoogte

- Hoogte en debiet

Zuurstofmeetpunt

Borkel en Schaft

Meten – watersysteem, zuurstof

24 Zuurstofmeetpunten, T, EGV

Meten – watersysteem, ammonium/pH

5 meetpunten

Metingen rwzi Eindhoven

• Enkele 10-tallen kwaliteitsmetingen/sensors

• 10.000+ tags

Rwzi Eindhoven

Datastromen

Overzicht

• Intro De Dommel

• Toepassingen data science

1. BOS Hoogwater Brabant

2. Waterkwaliteit en ecologie – Kallisto

3. Ecologie – EEE en Data analyse Dommel

4. Onderhoud – Maai BOS

• Visie op toekomst en ontwikkelingen

1. BOS Hoogwater Brabant

1. BOS Hoogwater Brabant

2. Waterkwaliteit en Ecologie – Kallisto

Cluster Eindhoven:

Complex

afvalwatersystem

Groot gebied met grote

impact op kwetsbare

beek

10 gemeenten

750,000 ve rwzi

>200 CSOs

2: De Dommel: ecologische kwaliteit

KRW (Europese

Kaderrichtlijn Water)

- Goede ecologie in 2027

- Score EKR (>0,6)

- Waterkwaliteit

- Hydromorfologie en

inrichting van de beek

- Kennis nodig van

maatregel-effect

relaties!

• Ecologische kwaliteit belemmerd door

– Chronische effecten door nutrienten

– Accute effecten (piek belasting)

• DO dips

• Toxiciteit ammonia

pieken

Geen normen in KRW

2: De Dommel: ecologische kwaliteit

2. Ontwikkeling van ecologicische evaluatie criteria

• Respons curves bepalen uit data in LIMNO-database

voor karakteristieke species (macro-invertebraten)

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

0 2 4 6 8 10 12 14 16

Cu

mu

lati

ve f

req

uen

ty (

%)

DO (mg/l)

Dissolved Oxygen1% 10% 25%

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5

Cu

mu

lati

ve f

req

uen

ty (

%)

NH4-N (mg/l)

Ammonium25% 10% 1%

• Vertaal naar concentratiegrenzen voor duur en

herhalingsperiode voor zuurstof en ammonium

Zuurstof

duration

1 - 5 h 6 - 24 h

> 24 h

Acceptable frequency

12 < 5.5 < 6.0 < 7.0 4 < 4.0 < 5.5 < 6.0 1 < 3.0 < 4.5 < 5.5

2. Ontwikkeling van ecologische evaluatie criteria

• Voor bepalen huidige toestand (meetseries)

• Voor bepalen (kosteneffectief) maatregelenpakket met

scenario’s (10j dynamische simulaties)

2. Gebruik van ecologische evaluatie criteria

3. Expertsystem Ecological Effects EEE3 / EEE4

Landeliijk: KRW verkenner

analyse-instrument voor het

doorrekenen van effecten van

KRW- maatregelen op de

ecologische en chemische

kwaliteit van het oppervlaktewater

- Stof– en waterbalans deterministisch

- Ecologie ingreep-effect voorspellingen: data-analyse

Gebruikt door PBL in 2016 voor ex-ante evaluatie

3. Expertsystem Ecological Effects EEE3 / EEE4

Huidig 2015 2027

3. Data-analyse Dommel

Data

• Alle biologische macrofauna monsters routinematig

genomen (2003-2016)

• Chemische data routinematig meetnet

• Online meetgegevens temperatuur, O2 en EGV

• Gegevens over het beheer van waterlopen

3. Responsie macrofauna en ammonium

1. Zowel jgm als max

2. Vanaf 10 individuen meegenomen PD

3. NH4 sterk sturend

4. jgm <1 mg/l, bij voorkeur <0.5 mg/l

5. Max <3.0 mg/l, bij voorkeur <2.0 mg/l

6. Kallisto: 0.75 en 3.3 mg/l

2

9

3. Responsie macrofauna en maaibeheer

1. Waterschap heeft alle meetpunten voorzien van beheertype: intensief,

extensief, geen

2. Geanalyseerd op relatie met macrofauna EKR en deelmaatlatten

3. Zowel voor M als R-typen

4. Met name voor positieve en kenmerkende soorten in R-typen

3. RDA: stuurvariabelen macrofauna

1. De belangrijkste

stuurvariabelen uit de

HOW gehaald

2. Incl beheer

3. Opschonen: ZS,

beheer, R3

4. Beheer,

beschaduwing en

beekprocessen

sturen de positieve

kant

5. Waterkwaliteit stuurt

de negatieve kant,

maar ook temp en

beschoeiing

4. Maai BOS

Maai BOS: voldoet afvoer-

capaciteit per beektraject aan

gewenste (dagelijks)?

Op basis van meting debiet en

waterstand.

Gewenste afvoer moet

bekend zijn – uitdaging;

data en modellen nodig.

Overzicht

• Intro Waterschap De Dommel

• Toepassingen data science

• Visie op toekomst en ontwikkelingen

Visie op ontwikkelingen en toekomst

Verkenning kansen/mogelijkheden:

diverse (onderzoeks) vragen

• Relatie T en macrofauna

• P-gehalte hoger als er periodiek veel ganzen zijn?

• Leidt minder maaien tot hogere waterstand?

• Leidt beekherstel tot vernatting?

• …

Verkennen we nu.

Punt is vaak databeschikbaarheid en - kwaliteit

Visie op ontwikkelingen en toekomst

Brabantbreed visietraject op PA/Operational Excellence

• Meer/beter/tijdiger beslisinformatie

• Op operationeel, tactisch en strategisch niveau

• Eerder beslissen

• Diagnose van systeemveranderingen

• Smart sensors

• Voorbeeld datavalidatie en ‘waterregiecentrum’

Veel potentie in theorie, verder verkennen

Datavalidatie – datakwaliteit

Visie op ontwikkelingen en toekomst

• Niet alleen tools, ook organisatie en mensen

Dank voor de aandacht!

Vragen?