Waterschappen hebben de wettelijke taak om waterkeringen aan de veiligheidseisen te laten voldoen en te zorgen voor preventief beheer en onderhoud. Deze zogenoemde zorgplicht vraagt van de waterschappen dat ze op ieder moment weten hoe hun keringen erbij liggen, niet alleen tijdens het toetsen. Ofwel: ze moeten continu in control zijn. Met het oog daarop laat STOWA de Toolbox Continu Inzicht ontwikkelen. Hiermee worden grote hoeveelheden data samengebracht in een database waarmee een real time informatiebeeld ontstaat over de actuele sterkte van waterkeringen.

De Toolbox Continu Inzicht bestaat uit meerdere modules die de waterbeheerder helpen bij het voldoen aan de zorgplicht. Zo kan een waterschap waterkeringen gerichter gaan controleren en adequate maatregelen nemen. Via een dashboard krijgt een waterschap real time inzicht in de situatie buiten, de actuele en verwachte belasting van de kering (nu, morgen of over 96 uur) en de sterkte van de kering bij deze belasting. “Dit soort systemen zijn zinvol als je ze op de juiste manier inzet en weet te onderhouden”, stelt waterveiligheidsexpert Marcel van der Doef, die namens waterschap Brabantse Delta is betrokken bij de ontwikkeling van de toolbox.

Het dashboard waterveiligheid is bij Brabantse Delta nog niet helemaal klaar. Van der Doef: “Er zijn nu twee data-analisten mee bezig. Het dashboard wordt straks toegevoegd aan de centrale regiekamer van waaruit ons watersysteem dagelijks wordt gestuurd. Met behulp van de deels door AI vertaalde data in de toolbox zie je hoe kwetsbaar een kering realtime is. Zo kun je een situatie voorkomen die veel schade kan veroorzaken. Een ander voordeel is dat je op basis van de gepresenteerde data de risico’s voor keringen beter kunt inschatten. De hoofdmechanismen voor het falen van een kering – piping, afschuiven en een gebrek aan hoogte – worden continu en real time berekend. De eerste Landelijke Beoordeling Primaire Waterkeringen in 2017 heeft een schat aan gegevens opgeleverd. Die gegevens worden nu gebruikt in de toolbox en voor de tweede landelijke beoordeling van de keringen (LBOII) ingezet. De toolbox is eigenlijk een soort informatieknooppunt.”

Van der Doef, die voorheen bij Deltares als waterveiligheidsspecialist werkte, vertelt dat een paar jonge collega’s onlangs na een minicollege van een andere waterveiligheidsexpert de rekenmethode voor de sterkte van keringen in de toolbox aangepast hebben van semi-probabilistisch naar probabilistisch. “Dankzij alle beschikbare data uit de Toolbox was het maken van die berekeningen een peulenschil. Uit de berekening bleek dat onze keringen vaak een stuk sterker zijn dan met de semi-probabilistische rekenmethode. Dat komt omdat je met semiprobabilistische rekenmodellen grotere marges neemt. Het hanteren van een probabilistische berekening kan in de uitvoeringspraktijk dus heel wat tijd en geld besparen.”

Het is overigens niet zo dat de deelnemende waterschappen blind varen op de informatie uit de Toolbox Continu Inzicht. Zethof: “De informatie uit de toolbox wordt steeds getoetst en verbeterd. Klopt het beeld op het scherm met wat de beheerder buiten ziet? Of andersom. Is er op het scherm ook sprake van beginnende schade aan een kering? Het beheerdersoordeel blijft ook in de toekomst nodig. De Toolbox Continu Inzicht is een hulpmiddel, maar het is geen vervanging voor inspecties.” Van der Doef voegt toe: “Met AI kun je op basis van bekende situaties snel een uitspraak doen over een onbekende situatie (interpoleren), maar als AI aannames gaat doen op basis van wat hij al weet (en gaat extrapoleren), gaat hij mogelijk de mist in. AI is een buzzword. Het is niet de oplossing voor alles.”

Marcel van der Doef

De ontwikkeling van (de voorloper van) de Toolbox Continu Inzicht startte tijdens het Nationaal Kennis- en Innovatieprogramma Water en Klimaat (NKWK). Destijds brachten vier waterschappen verschillende cases in en zij zorgden voor de financiering van de ontwikkeling van deze modules. De deelnemende waterschappen deelden hun modules met andere deelnemende waterschappen. Zo is het huidige dashboard met basisfunctionaliteit tot stand gekomen.

De huidige doorontwikkeling van de Toolbox Continu Inzicht is een project van STOWA, Rijkswaterstaat, Waterschap Limburg, Waterschap Brabantse Delta, Waterschap Rijn en IJssel en Hoogheemraadschap Hollands Noorderkwartier. Het loopt van september 2024 tot september 2027. Van der Doef: “We zijn nu bezig met het ontwikkelen van nieuwe applicaties voor de toolbox. Bijvoorbeeld een applicatie die aangeeft wat het effect is van specifieke maatregelen voor de veiligheid van een kering.”

Tijdens de doorontwikkeling zijn ook de oorspronkelijke modules omgezet naar de open source Python scripts en ontsloten via het online ontwikkelplatform GitHub. “We hebben een Wikipagina gemaakt, waarin we de documentatie vastleggen, zodat de waterschappen zelf aan de slag kunnen met de implementatie. Waterschappen kunnen de scripts nu makkelijker in hun eigen omgeving en database gebruiken en op hun eigen viewer aansluiten”, vertelt Marit Zethof, verantwoordelijk voor de doorontwikkeling van de Toolbox Continu Inzicht. “We proberen het zo generiek en flexibel mogelijk op te zetten. Dat maakt het voor andere waterschappen makkelijker om aan te sluiten. Midden 2027 willen we het beheer en onderhoud van de Toolbox Continu Inzicht overdragen aan derden. Hiervoor worden nu gesprekken gevoerd met het Waterschapshuis. Daarvoor is het gewenst als enkele waterschappen aansluiten bij deze ontwikkeling.”

Marcel van der Doef vertelt meer over de modules van de toolbox. De Fragility Curves brengen de real time kwetsbaarheid van een kering in beeld. Van der Doef: “Voor ons waterschap zijn de keringen 99,9% van de tijd groen. Zeer zware belastingen op de keringen komen bij ons in de praktijk zelden voor. Voor Brabantse Delta is deze module derhalve iets minder interessant. Dat is natuurlijk wel anders als je een boezemsysteem hebt zoals Hoogheemraadschap Hollands Noorderkwartier. Het What-scenario is voor ons waterschap dan weer waardevoller. Je ziet daarbij wat er gebeurt als er druk op de kering komt. Bijvoorbeeld tijdens een situatie met hoogwater door een combinatie van een zware storm op zee en een hoge afvoer op de Maas. Deze module kun je ook goed gebruiken voor oefeningen. Hoe snel moet je maatregelen nemen? Hoe hoog komt het water? Dit scenario is door Waterschap Limburg met succes gebruikt tijdens de overstromingen in Limburg in 2021.”

Op een geografische kaart van het beheergebied van waterschap Brabantse Delta is het gros van de keringen groen gekleurd. Geel, oranje of rood betekent dat er iets aan de hand is. Projectleider Marit Zethof van HKV Lijn in Water benadrukt dat het voordeel van de Toolbox Continu Inzicht is dat alle medewerkers bij een waterschap nu over dezelfde basisinformatie beschikken. “Dat was voor de komst van de Toolbox niet het geval. Er zijn naast (grond)waterstanden, schematisatie van de waterkering, ook inspectiegegevens, overstromingsscenario’s, historisch zwakke plekken, monitoringsdata en aandachtlocaties uit vergunningverlening beschikbaar. Het kost tijd om al die informatie bij elkaar te brengen en te interpreteren”, legt Zethof uit. Van der Doef beaamt dat. “Bij ons komen de verschillende informatiestromen bij elkaar in het waterschapsreactieteam. Dat team beoordeelt de meldingen van buiten die via de inspectie-app binnenkomen. Als er maatregelen nodig zijn, wordt het operationeel team ingeschakeld. Die werkwijze wordt vergemakkelijkt door de inzet van de Toolbox Continu Inzicht.”