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?