Waterkwaliteit near real-time te volgen door optimalisatie sensorendatastromen

Is waterkwaliteit iets dat we dagelijks kunnen volgen? Door steeds meer waterkwaliteitssensoren is deze vraag voor steeds meer plekken met een volmondig ‘ja’  te beantwoorden. De Amerikaanse geologische dienst (USGS) presenteert bijvoorbeeld near real-time nitraatconcentraties van 170 locaties op haar website. En in Australië zijn de nitraatconcentraties live te volgen voor 70 rivieren die het Great Barrier Reef beïnvloeden.

Ook in Nederland is het continu meten van waterkwaliteit met sensoren volop in ontwikkeling. Het RIVM verkent bijvoorbeeld sensortoepassingen voor het Landelijk Meetnet effecten Mestbeleid binnen het onderzoeksprogramma Watersnip. Actuele informatie door sensoren is vooral waardevol in gebieden waar overheden, agrariërs en bedrijven samenwerken om de waterkwaliteit te verbeteren. Concentratiepieken of plotselinge veranderingen komen direct in beeld en zijn beter te linken aan activiteiten in het stroomgebied of aan het weer.

Westerbeek, 11 juli 2022 Project sensorgestuurd boeren in Noord-Brabant. Foto Rob Gieling fotografie voor bedrijfsreportages, websites en portretten

Nederland maakt een inhaalslag

Waterschapslaboratorium AQUON heeft het meten, onderhouden en valideren van sensoren toegevoegd aan haar dienstverleningspakket. Waterschap Aa en Maas meet de waterkwaliteit met door AQUON beheerde sensoren in een gebied met boeren, bij riooloverstorten en bij een waterzuiveringsinstallatie. Binnen de Kennisimpuls Waterkwaliteit zijn onderzoekstroomgebieden met sensoren opgezet in de Vinkenloop in Noord-Brabant en in de Vuursteentocht in Flevoland. Deze zijn live te volgen.

Opschalen levert nieuwe uitdagingen op

De opschaling van waterkwaliteitssensoren levert echter nieuwe uitdagingen op. Door de gevoeligheid van de techniek en de variabele omstandigheden in het veld komen er vaak storingen in de sensordata voor waterkwaliteit voor. De ruwe gegevens zijn daardoor vaak niet direct bruikbaar voor visualisatie en interpretatie. Standaard routines voor het controleren en verwerken van de data zijn nodig.

TKI project Optima-HWQ werkt aan optimalisatie van routines

In het deze zomer opgestarte Topconsortium voor Kennis en Innovatie (TKI) project Optima-HWQ werken Deltares, AQUON, Waterschap Aa en Maas en microLAN samen aan de optimalisatie van routines voor hoogfrequente waterkwaliteitsdata . Optima-HWQ staat voor Optimal High-frequency Water Quality. We richten ons enerzijds op het near real-time detecteren van afwijkingen voor betere online visualisaties en adequaat sensoronderhoud. Anderzijds op het achteraf optimaliseren van de meetreeksen. Bijvoorbeeld door het opvullen van gaten in de meetreeks door Machine Learning algoritmes die worden gebaseerd op andere continue gegevens. De sensormetingen zijn achteraf te corrigeren voor afwijkingen met conventionele waterkwaliteitsmetingen door gecertificeerde laboratoria.

In de meetcabine wordt sensorgestuurd meten gecontroleerd.

Resultaten openbaar

De resultaten van Optima-HWQ worden in 2023 openbaargemaakt via een website en een workshop. Alle huidige en toekomstige gebruikers van waterkwaliteitssensoren kunnen de werkwijzen voor dataverwerking dan overnemen. Hopelijk wordt hiermee een bredere toepassing van waterkwaliteitssensoren gefaciliteerd.

Meer informatie:

Sensordata USGS

Sensordata Australië

Sensordata Kennisimpuls Waterkwaliteit:

·         STOWA

·         www.vuursteentocht.nl

Sensorgestuurd boeren – Waterschap Aa en Maas:

Water Sensoren Nutriënten Innovatie Programma (Watersnip): www.rivm.nl/watersnip

Waterkwaliteit Gemeente Breda:

·         https://www.waterforum.net/brabantse-delta-en-gemeente-breda-testen-drie-meettechnieken-voor-zwemapp/

·         https://www.aquon.nl/nieuws/2020/onderzoek-naar-nieuwe-meettechnieken-om-waterkwaliteit-te-monitoren-in-breda/