Proefschrift: Graaf-gebaseerde identificatie kritieke elementen in stedelijke waterinfrastructuur

Didrik Meijer is op 28 februari 2023 aan de TU Delft gepromoveerd op het onderwerp de optimalisatie van het functioneren en het beheren van de riolering. Dit onderzoek is 1 van de onderzoeken uitgevoerd binnen het Kennisprogramma Urban Drainage. De Nederlandse samenvatting met de belangrijkste resultaten van zijn proefschrift is nu beschikbaar. 

Stichting RIONED en STOWA publiceren de Nederlandstalige samenvatting van het proefschrift ‘Graph-based identification of critical elements in urban water infrastructure’) van Didrik Meijer. Deze samenvatting bevat de belangrijkste onderzoeksresultaten voor de praktijk. In het volledige (Engelstalige) proefschrift vindt u meer informatie over de toegepaste methoden, modellen en casestudies.

Inhoud onderzoek

De rioleringsbeheerders moeten besluiten wanneer welke maatregelen worden uitgevoerd. Afvalwater- en drinkwaternetwerken bestaan uit een groot aantal verbindingen. De meest kritieke elementen bepalen de netwerkprestaties het sterkst. Nadat deze in kaart zijn gebracht, kunt u de onderhouds- en beheermaatregelen daarop richten. Didrik Meijer brengt de meest kritieke leidingen in beeld met behulp van de grafentheoriemethode. 

Resultaten onderzoek

In dit onderzoek zijn methodes ontwikkeld om de belangrijkste (groepen van) elementen te 
bepalen voor drie verschillende typen netwerken: 

• Netwerken die door middel van druk water transporteren (drinkwaternetwerken).
• Netwerken die onder vrijverval water afvoeren (gemengde riolering, vuilwater riolering en hemelwater riolering).
• Stedelijk watersystemen bestaande uit verschillende netwerken met kolken, hemelwaterriolering en oppervlaktewater. 

De drie methodes voor de drie typen netwerken zijn gebaseerd op de grafentheorie. Deze methoden zijn getest in verschillende casestudies. De casestudies voor gemengde en hemelwaterriolering zijn:

• De rioolstelsels van Loenen en van de wijk Tuindorp in Utrecht;
• De hemelwaterriolering van Waterwijk-Zuid en Waterwijk-Noord in Almere;
• De rioolstelsels van Vlijmen, Heusden en Drunen. 

Voor watersystemen is een deel van het stedelijk watersysteem van Almere gebruikt.
 
Hieruit volgt dat het met de grafentheoriemethode mogelijk is de 30-40% meest kritieke leidingen te identificeren voor het functioneren van bijvoorbeeld een rioolstelsel.
In tegenstelling tot andere methodes is de grafentheoriemethode te gebruiken voor het volledige netwerk én gekoppelde netwerken. De benodigde rekenkracht en daarmee ook rekentijd is veel kleiner dan bij het gebruik van hydrodynamische modellen. Daarnaast zijn bij de grafentheoriemethode de resultaten niet afhankelijk van de toegepaste neerslaggebeurtenis wat bij het gebruik van hydrodynamische modellen wel het geval is.

Gebruik van de grafentheoriemethode

U kunt deze methode gebruiken voor:

1. Het ontwikkelen van reinigings- en inspectiestrategieën;
2. Het ontwikkelen van monitoringsstrategieën;
3. Het robuuster maken van netwerken (gemengde stelsels, hemelwaterstelsels) door aanpassing van de netwerkstructuur of geometrie;
4. Impactanalyses van hydraulisch falen van systemen door de resultaten van de op graaf-gebaseerde zwaksteschakelmethode (Graph-Based Weakest Link Method [GBWLM]) te combineren met GIS-analyses.

Naar de Nederlandse samenvatting Proefschrift: Graaf-gebaseerde identificatie van kritieke elementen in de stedelijke waterinfrastructuur.

Download het Engelstalige proefschrift met de detailinformatie en de wetenschappelijke onderbouwing van de resultaten via de research repository van de TU Delft.