Hydroinformatics and Smart Water Management - Current State and Opportunities for the BTO Utilities. Managementsamenvatting: Een kader voor het vaststellen van een agenda voor hydroinformatica en smart water management

The water sector in a rapidly digitising world. With the advancing digitisation and interconnectedness of society at all levels, the handling of data and the valorisation of information extracted is an increasingly important issue. Developments that leverage new technology offer the water sector opportunities to do things differently. This comes at the right time, since the water sector is now being confronted with a wide range of challenges, such as climate change, population growth, urbanisation and migration, chemicals of emerging concern, and ageing infrastructure, for which solutions need to be found. As in other industry sectors, harnessing data and the versatile options of further digitisation are expected to help make the water sector future-proof. The handling of data and the valorisation of information extracted, digital optimisation and control of systems, model-based decision-making and scenario generation have become indispensable.
Information science, data science and digital technology are relatively recent additions in the workings of the water sector. Reliance on such technology is, however, rapidly increasing and stakeholders at all levels are finding their way in this new digital reality. All these aspects are encompassed by the fields of hydroinformatics and smart water management, which are concerned with the development and application of information technology in and for the water sector. The two fields are truly interdisciplinary because they integrate knowledge and methods from any domain where data are collected and processed (Figures 1.1 and 1.2).
This report aims to provide a vision on the digital water sector of the future. This vision is based on an analysis of the current state-of-play and of technology trends. This vision will be used to identify opportunities to be exploited and risks to be addressed in several contexts, including the BTO programme. This will be done in a workshop with the BTO participants, to be organized in September 2019.

Met de voortschrijdende digitalisering en connectiviteit van de samenleving op alle niveaus wordt de verwerking van steeds meer gegevens en de valorisatie van informatie steeds belangrijker. Hydroinformatica en smart water management kunnen bijdragen aan het versterken van de toekomstbestendigheid van de watersector. Er is een visie ontwikkeld op de digitale watersector van de toekomst, bouwend op een analyse van de huidige stand van zaken en van technologische trends. Deze visie identificeert kansen en risico’s en is bedoeld als kader voor verder denken en discussiëren en om de agenda voor onderzoek, ontwikkeling en toepassing te helpen bepalen.
Belang: omgaan met toekomstige uitdagingen. Op alle niveaus van de samenleving neemt digitalisering en connectiviteit toe en dat brengt met zich mee dat het verwerken van gegevens en de valorisatie van informatie ook steeds belangrijker wordt. De verwachting is dat in de watersector net als in andere industriële sectoren het gebruik van gegevens en verdere digitalisering zullen helpen om de sector toekomstbestendig te maken en het hoofd te bieden aan uitdagingen als klimaatverandering, bevolkingsgroei, verstedelijking en migratie, nieuwe opkomende stoffen in water, en verouderende infrastructuur. Ook in de watersector zijn de verwerking van gegevens en de valorisatie van geëxtraheerde informatie, digitale optimalisatie en besturing van systemen, modelgebaseerde besluitvorming en het genereren van scenario’s inmiddels onontbeerlijk geworden. De informatiekunde, data science en digitale technologie die daarvoor nodig zijn, maken pas relatief kort onderdeel uit van de bedrijfsvoering in de watersector. Samen vormen zij de jonge werkvelden hydroinformatica (HI) en smart water management (SWM): bijzonder interdisciplinaire werkgebieden die kennis en methoden integreren uit elk watergerelateerd domein waar gegevens worden verzameld en verwerkt. De afhankelijkheid van Nederlandse en Vlaamse drinkwaterbedrijven van HI en SWM neemt snel toe, terwijl deze werkvelden tegelijkertijd nog in ontwikkeling zijn. Om die ontwikkeling goed vorm te geven, is een visie nodig als kader voor gezamenlijk verder denken en discussiëren en om de agenda voor onderzoek, ontwikkeling en toepassing te helpen bepalen. Aanpak: stand van zaken watersector, technologie en trends verzameld als basis voor visie op 2030 Voor het ontwikkelen van deze visie hebben onderzoekers kennis over HI en SWM gecombineerd met een overzicht van technologische trends en van kwesties en vraagstukken die spelen in de watersector. Zij hebben de huidige stand van zaken op het gebied van HI en SWM geschetst bij KWR, in Nederland in het algemeen, en wereldwijd. Op die basis hebben zij een visie geformuleerd op de rol van HI en SWM in de watersector, in het bijzonder de Nederlandse en Vlaamse watersector, op de middellange termijn (2030). Resultaat: kansen voor de waterbedrijven
De ontwikkelde visie identificeert de kansen die de watersector met HI en SWM kan benutten en de risico’s die zij ermee kan aanpakken. De hieronder beschreven visie is niet in steen gebeiteld, maar biedt een waarschijnlijk beeld van de toekomstige ontwikkelingen. Op dit moment is informatie over de toestand van (begraven) assets en de kwaliteit van het water slechts op een klein aantal specifieke plaatsen en tijdstippen beschikbaar. Een ideale omgeving stelt alle informatie beschikbaar die nodig is om met kennis van zaken beslissingen te nemen over actuele en toekomstige kwesties, en voorspellingen te doen over de toekomstige staat en werking van het systeem. In een toekomst met een geavanceerde informatievoorziening kunnen kwalitatief betere beslissingen worden genomen op operationeel, tactisch, en strategisch niveau, omdat HI en SWM veel van de onbekende parameters zullen elimineren die van invloed kunnen zijn op de uitkomst van een besluit. Dit zal resulteren in betere conceptkeuzes, betere systeemontwerpen en betere bedrijfsvoering, waarbij beter in dit verband betekent: effectiever, efficiënter, goedkoper of betrouwbaarder. De spelers in de waterkringloop zullen daarmee beter zijn toegerust om toekomstige uitdagingen het hoofd te bieden.
Toepassing: het vaststellen van de agenda voor onderzoek, ontwikkeling en toepassing. De visie kan dienen als denkkader en als basis voor discussie om te helpen een agenda vast te stellen voor HI- en SWM-georiënteerd onderzoek en ontwikkeling. De uiteindelijke maatstaf voor het succes van HI en SWM – namelijk ons vermogen om wetenschappelijke en informatietheoretische ontwikkelingen in de praktijk om te zetten ten behoeve van de watersector en de samenleving als geheel – wordt bepaald door de sterkte van vier pijlers: 1. een veilige, geïntegreerde data-infrastructuur gekoppeld aan sensoren en actuatoren, een oplossing voor gegevensbeheer, en beschik- baarheid van (software)tools of embedded software, inclusief langetermijnondersteuning; 2. inzet van data scientists en hydroinformatici en ondersteuning van kennisoverdracht binnen en tussen waterbedrijven en –instellingen; 3. steun voor onderzoek en ontwikkeling van HI, vooral daar waar IT-ontwikkelingen nog niet zijn omgezet in oplossingen voor de watersector; 4. de overtuiging dat slimme watersystemen de uitdagingen van vandaag en morgen aankunnen.
Dit onderzoek is beschreven in het rapport Hydroinformatics and Smart Water Management – Current State and Opportunities for the BTO Utilities (BTO 2019.045).