Europese Onderzoeksraad kent Synergy Grant toe aan ‘Smart Water Futures’

Het project van Dragan Savic en collega’s heet voluit ‘Smart Water Futures: Designing the Next Generation of Urban Drinking Water Systems’. Het doel is om nieuwe slimme watersystemen te ontwikkelen voor de stedelijke drinkwatervoorziening. Het project moet een antwoord bieden op een grote maatschappelijke uitdaging: ‘Hoe kan wereldwijd worden voorzien in hoogwaardige waterdiensten, gelet op de grote klimatologische-, economische- en bevolkingsvraagstukken, te midden van grote onzekerheid?’

De financiering is voor zes jaar vanaf medio 2021. Naast Dragan Savic, die behalve CEO van KWR ook hoogleraar Hydro-informatica aan de universiteit van Exeter (VK) is, bestaat het consortium voor ‘Smart Water Futures’ uit: Barbara Hammer, hoogleraar Informatica aan de universiteit van Bielefeld; Phoebe Koundouri, hoogleraar Economie aan het onderzoekscentrum van de Economische en Bedrijfsuniversiteit van Athene; en hoogleraar Informatica Marios Polycarpou van de universiteit van Cyprus. De groep zal onderzoeken hoe de drinkwatervoorziening in steden ondanks de stijgende vraag naar water betrouwbaar kan worden veiliggesteld, en zal hiervoor nieuwe technologische methoden ontwikkelen.

Barbara Hammer

Phoebe Koundouri

Marios Polycarpou

Dragan Savic

Rol van KWR in het onderzoek

KWR heeft een lange staat van dienst op het gebied van onderzoek naar drinkwatersystemen. Onze onderzoekers werken bijvoorbeeld aan de ontwikkeling van een methode om de overgang van de huidige waterleidingnetstructuren naar ‘netwerkblauwdrukken’ automatisch te kunnen bepalen. Hierbij wordt het door KWR ontwikkelde softwareplatform Gondwana voor kwantitatieve optimalisatie gebruikt. In de blauwdruk-benadering van een waterleidingnetwerk wordt rekening gehouden met zowel de hydraulische en risicogestuurde aspecten van het netwerk als met de gehanteerde besluitvormingsmechanismen.

In het ‘Smart Water Futures’-project zal de blauwdrukbenadering verder worden uitgewerkt. Om te beginnen moet het mogelijk worden gemaakt om in een waterleidingnetwerk real time te kunnen reageren op bepaalde signalen, echter met behoud van een optimaal prestatieniveau op lange termijn. Verder zal machine learning worden ingebouwd in de netwerkplanning om ervoor te zorgen dat die waar nodig wordt aangepast. Tot slot is het de bedoeling om in de blauwdrukbenadering bij alle beslissingen steeds het belang van de lokale bevolking voorop te zetten, het ‘people first’-principe.

‘Ik ben bijzonder enthousiast over de toegekende financiering voor Smart Water Futures,’  zegt Dragan Savic. ‘Met dit samenwerkingsproject kan ik bijdragen aan onderzoek met veel meer impact dan onderzoek vanuit slechts één enkele discipline. Zowel voor ontwikkelde als ontwikkelingslanden is het een grote uitdaging om de drinkwatervoorziening veilig te stellen. Daarom werkt ons interdisciplinaire team van onderzoekers aan de ontwikkeling van een slimme waterinfrastructuur voor de toekomst.’

Het onderzoeksvoorstel in een notedop

In 2050 zal het aandeel van steden in de wereldbevolking naar verwachting zijn gestegen tot 70 procent van (tegen die tijd) 9,7 miljard mensen. Stedelijke waterinfrastructuur volgde in het verleden altijd op bevolkingsgroei. Nieuwe voorzieningen werden niet zozeer gepland maar waren eerder een reactie op crises en dringende behoeften. Voor stedelijke waterplanners is onduidelijk hoe zij rekening moeten houden met allerlei onzekere factoren op lange termijn die bepalen hoe hun stad en de vraag naar water zich zullen ontwikkelen. Daar komt de onzekerheid van de klimaatverandering nog eens bovenop. Daarom is er voor de toekomst behoefte aan een meer holistisch en slimmer raamwerk voor de besluitvorming op het gebied van de stedelijke (drink)waterinfrastructuur. Zie hier het doel van ‘Smart Water Futures’.

Het nieuwe raamwerk moet leiden tot beter geïnformeerde beslissingen over toewijzings- en ontwikkelingsvragen. Dit moet zorgen voor een sociaal rechtvaardige, economisch efficiënte en milieuvriendelijke drinkwatervoorziening, een van de duurzame ontwikkelingsdoelen van de VN-agenda 2030. Het nieuwe raamwerk moet een real-time monitoring en controle integreren in degelijke maar ook flexibele managementbenaderingen voor de lange termijn. Daarbij zullen ook economische, maatschappelijke, ethische en milieuoverwegingen worden meegenomen. Zo moet het, al met al, mogelijk worden om stedelijke watersystemen te midden van alle onzekerheid, ook over de verdere toekomst, te verduurzamen.

Het projectteam ‘Smart Water Futures’ zal voortbouwen op reeds bestaande synergie tussen de vier onderzoeksgroepen. Puttend uit de methoden van de waterwetenschap, de systeem- en control-theorie, het economisch en besluitvormingsonderzoek en machine learning zal een integraal raamwerk voor besluitvorming en controle worden ontwikkeld. Dit nieuwe onderzoeksinstrument zal vrij ter beschikking worden gesteld (open source). Ook zal het worden getoetst door het toe te passen in drie casestudies, voor drie verschillende soorten stedelijke watersystemen:

1. een oud en tamelijk stabiel systeem;
2. een oud en snel groeiend systeem, en
3. een drinkwatersysteem van vrij recente datum in een ontwikkelingsland met een hoge bevolkingsgroei  en bijzondere uitdagingen, waaronder beperkte middelen, regelmatige uitval en veel verspilling.

Europese Onderzoeksraad

De Europese Onderzoeksraad (European Research Council (ERC)), opgericht in 2007 door de Europese Unie, is de belangrijkste Europese financieringsorganisatie voor uitmuntend baanbrekend onderzoek. De ERC selecteert en financiert jaarlijks de allerbeste en meest creatieve onderzoekers, ongeacht nationaliteit of leeftijd, om in Europa gevestigde projecten uit te voeren. De ERC biedt vooral financiering voor initieel, consoliderend, geavanceerd respectievelijk synergetisch onderzoek. Met de ‘Proof of Concept’-regeling wordt bovendien financiering geboden voor de eerste fasen van commercialisering van baanbrekend onderzoek

Synergy Grant

De Synergy Grant ofwel ‘synergiebeurs’ van de ERC wordt toegekend aan een groep van twee tot vier excellente jonge onderzoekers of gevestigde actieve onderzoekers met uitstekende wetenschappelijke prestaties. Doorgaans gaat het om tien miljoen euro aan onderzoeksfinanciering, voor een periode van zes jaar. In aanmerking komen projecten die enkel mogelijk zijn door samenwerking tussen de aanvragende onderzoekers. Bovendien moet het project leiden tot ontdekkingen op raakvlakken tussen gevestigde disciplines en tot grensverleggende kennisontwikkeling. Synergy Grant-projecten worden gekenmerkt door nieuwe methoden en technieken of zelfs ongebruikelijke benaderingen. In de selectieronde waarin het voorstel voor ‘Smart Water Futures’ werd ingediend werd acht procent van de aanvragen voor een Synergy Grant gehonoreerd.