Extreme regenval en langdurige droogte zetten het stedelijk grondwaterbeheer steeds verder onder druk. In Enschede wordt nu een volgende stap gezet met een digitale tweeling die het grondwaterniveau analyseert én voorspelt.
Voor zijn Engineering Doctorate (EngD) ontwikkelde Rodrigoandrés Morales van de faculteit ITC Faculty University of Twente een zogeheten digital twin: een digitale kopie van Enschede die op basis van meetgegevens het grondwatergedrag modelleert. Morales is daarmee de eerste die binnen ITC een EngD afrondt aan de University of Twente.
Urgentie na wateroverlast
De noodzaak van betere voorspelsystemen werd in 2024 pijnlijk zichtbaar in de wijk Pathmos, waar na extreme regenval tientallen woningen onbewoonbaar raakten. Klimaatverandering zorgt voor vaker voorkomende piekbuien, terwijl verstedelijking de afvoermogelijkheden beperkt.
“Op de dag van de verdediging van mijn masterscriptie liepen kelders vol en dreven auto’s door de straten,” vertelt Morales. “Dat onderstreepte hoe kwetsbaar stedelijke gebieden zijn.”
Slim voorspellen met data
De gemeente Enschede zocht al langer naar manieren om grondwater beter te beheersen. De bestaande aanpak vereiste intensieve monitoring en snelle handmatige interventies.
De door Morales ontwikkelde digital twin analyseert historische en actuele meetgegevens en voorspelt wanneer het grondwaterpeil te hoog of te laag dreigt te worden. Daarmee kan eerder en gerichter worden ingegrepen — nog vóór extreme neerslag of droogte tot schade leidt.
“Tijdens mijn EngD werkte ik aan een concreet maatschappelijk probleem,” zegt Morales. “Het doel is niet alleen kennisontwikkeling, maar ook toepassing. Dit heeft geleid tot een bruikbaar prototype met echte impact.”
Complexe Twentse ondergrond
Het prototype bevat een digitale testomgeving waarin verschillende scenario’s kunnen worden doorgerekend. Volledige implementatie vraagt echter nog verdere ontwikkeling en validatie.
Een belangrijke uitdaging is de ondergrond van Enschede. Die bestaat grotendeels uit klei, wat zorgt voor een hoge waterretentie en beperkte afvoer. Bij hevige regenval kunnen rioleringen overbelast raken, waardoor water terugstroomt via afvoeren of leidingen onder druk komen te staan.
Meer data en aanvullende tests zijn nodig om de voorspellingen verder te verfijnen en langere termijnscenario’s te modelleren. Hoewel geen enkele oplossing alle problemen wegneemt, vormt de digital twin een belangrijke bouwsteen in toekomstbestendig waterbeheer.
Van onderzoek naar toepassing
Een EngD-programma is een tweejarige postmaster ontwerpersopleiding. In tegenstelling tot een PhD, die zich richt op nieuwe kennis, draait een EngD om het ontwikkelen van concrete oplossingen voor complexe maatschappelijke en technische vraagstukken — vaak in nauwe samenwerking met externe partners.
Met deze digitale tweeling laat Enschede zien hoe data, modellering en techniek kunnen samenkomen om stedelijke infrastructuur weerbaarder te maken tegen een veranderend klimaat.
