We spraken met Alexander Menz, een promovendus aan de RWTH Aachen University, die binnen het kader van ons programma onderzoek doet naar “Reservoir Operation Under a Changing Future”. We bespraken hoe zijn werk aan het Rur-reservoirsysteem kan bijdragen aan klimaatbestendig waterbeheer door middel van AI-gebaseerde optimalisatie, samenwerking tussen belanghebbenden en adaptieve strategieën, waarbij een evenwicht wordt gevonden tussen concurrerende eisen zoals bescherming tegen overstromingen, watervoorziening en ecologie over de grenzen heen.
Kun je kort het hoofdonderwerp van je doctoraatsonderzoek beschrijven?
Mijn doctoraatsonderzoek richt zich op hoe reservoirsystemen op een meer veerkrachtige, duurzame en toekomstbestendige manier kunnen worden geëxploiteerd in de context van klimaatverandering en veranderende sociale en economische eisen. De focus ligt op de ontwikkeling, evaluatie en optimalisatie van operationele strategieën die erop gericht zijn om verschillende – soms concurrerende – doelstellingen tegelijkertijd te verwezenlijken: bescherming tegen overstromingen, watervoorziening, energieproductie, ecologie, recreatie en openbare diensten.
Het project richt zich op het Rur-reservoirsysteem in het noorden van de Eifel, dat van groot hydrologisch belang is voor de internationale stroomgebieden van de Rur en de Maas. Door toenemende extreme weersomstandigheden, demografische en agrarische veranderingen en toenemende ecologische eisen wordt de aanpassing van bestaande, op ervaring gebaseerde exploitatieregels steeds urgenter.
Het doel is om de veerkracht van deze exploitatieregels te analyseren en ze om te zetten in een modern, vraaggericht beheersmodel. Methodologisch combineer ik klassieke numerieke modellering met AI-gebaseerde optimalisatie en een nauwe uitwisseling met regionale belanghebbenden om een praktische en overdraagbare set regels te ontwikkelen.
Wat motiveerde je om een doctoraat te behalen, en waarom in dit onderzoeksgebied?
Ik ben gefascineerd door waterbeheer als raakvlak tussen technologie, milieu en samenleving. Tijdens mijn studie milieutechniek besefte ik hoe belangrijk waterbeheer is bij het omgaan met klimaatverandering en extreme weersomstandigheden. De groeiende vraag naar duurzaam en veerkrachtig gebruik van watervoorraden vraagt om innovatieve en praktische oplossingen. Ik ben vooral geïnteresseerd in de combinatie van technische analyse, concrete aanbevelingen voor maatregelen en directe samenwerking met belanghebbenden zoals het Waterschap Eifel-Rur. De internationale context van mijn onderzoek laat ook zien dat water geen grenzen kent. Er zijn coöperatieve, wetenschappelijk onderbouwde benaderingen nodig om toekomstige uitdagingen samen aan te pakken – dat is precies waar ik met mijn doctoraat aan wil bijdragen.
Richt je onderzoek zich op een specifiek geografisch gebied? Of: is er een specifieke geografische component in je onderzoeksfocus?
Ja, de geografische focus van mijn onderzoek ligt op het Rur-stuwmeersysteem in het noorden van de Eifel. Dit omvat de stuwmeren Wehebach, Kall, Dreilägerbach, Urft, Olef en Rur – allemaal aan de Duitse kant, maar van groot hydrologisch en strategisch belang voor het hele internationale Maasbekken. De bijzondere geografische ligging in een grensoverschrijdende context maakt het studiegebied tot een boeiende casus voor transnationale watersamenwerking.
Het stuwmeersysteem in het Rurdal speelt ook een centrale rol in het waterbeheer van de regio: het waarborgt de watervoorziening, dient als bescherming tegen overstromingen en heeft een aanzienlijke invloed op de stromingsdynamiek tot in Nederland. Door het multifunctionele gebruik, bijvoorbeeld voor energieproductie, recreatie, natuurbehoud, bescherming tegen overstromingen of als drinkwaterreservoir, is het een ideaal voorbeeld van een complex waterbeheersysteem met meerdere belangen.
Welke specifieke doelstellingen wil je met je huidige onderzoek bereiken?
Het doel van mijn onderzoek is het beheer van reservoirs in het stroomgebied van de Rur zodanig te ontwikkelen dat ze beter kunnen inspelen op toekomstige uitdagingen zoals klimaatverandering, sociale veranderingen en toenemende gebruiksconflicten. Daartoe analyseer ik eerst de kwetsbaarheid van de huidige beheerstrategieën voor extreme gebeurtenissen zoals hevige regenval of droogte, maar ook voor langetermijnveranderingen zoals demografische verschuivingen, landbouwontwikkeling of toenemende milieueisen.
Op basis hiervan moeten de bestaande, voornamelijk op ervaring gebaseerde bedrijfsregels worden omgezet in een modern, vraaggericht en veerkrachtiger beheersconcept. Hierbij wordt niet alleen rekening gehouden met de operationele efficiëntie van individuele dammen, maar ook met hun interactie binnen het netwerk – met als doel overstromingen en droogtes beter te beheersen en tegelijkertijd te voldoen aan minimale ecologische eisen en de voorzieningszekerheid te waarborgen.
De centrale vragen van mijn project zijn
- Hoe beïnvloeden de Eifel-reservoirs de hydraulische stabiliteit van het internationale Maasbekken?
- Wat zijn de vereisten voor een duurzame en klimaatbestendige exploitatie van de reservoirs?
- Hoe kunnen ecologische, economische en sociale behoeften worden vertaald naar een geïntegreerd beheersmodel?
Methodologisch is het project gebaseerd op vier bouwstenen: een systematisch literatuuronderzoek naar internationale exploitatiestrategieën, een stakeholderanalyse met interviews (en workshops), numerieke modellering en optimalisatie van de exploitatie van stuwmeren – inclusief AI-gebaseerde processen – en de overdracht van resultaten naar andere systemen.
Hoe past je werk binnen het JCAR ATRACE-programma en de doelstellingen daarvan?
Mijn project draagt rechtstreeks bij aan de doelstellingen van JCAR ATRACE door zich te richten op klimaatbestendig waterbeheer in een grensoverschrijdende regio. Hoewel de te analyseren reservoirs zich aan de Duitse kant bevinden, hebben ze invloed op het waterbeheer tot in Nederland. Nauwe samenwerking met belanghebbenden uit België en Nederland is daarom essentieel. De combinatie van technische innovatie, wetenschappelijke analyse en regionale samenwerking ondersteunt de algemene doelstellingen van het programma: versterking van de veerkracht, kennisdeling en bevordering van internationale samenwerking.
Welke kansen en uitdagingen zie je bij het uitvoeren van je onderzoek in een grensoverschrijdende context?
Het grensoverschrijdende karakter van mijn onderzoek biedt grote kansen, bijvoorbeeld door de diversiteit aan perspectieven, institutionele ervaringen en technische benaderingen. De internationale uitwisseling geeft een waardevolle impuls aan innovatieve oplossingen en bevordert wederzijds leren.
Aan de andere kant vormen verschillende wettelijke kaders, institutionele verantwoordelijkheden en de beschikbaarheid van gegevens een uitdaging. Deze vereisen een zorgvuldige coördinatie, maar creëren ook ruimte voor nieuwe vormen van samenwerking. Over het algemeen zie ik de transnationale context niet als een obstakel, maar eerder als een stimulans voor coöperatief en duurzaam waterbeheer.
Hoe past je onderzoek binnen de partnerschappen tussen regionale overheden en academische instellingen?
Mijn project is nauw verbonden met regionale en grensoverschrijdende partners in de wetenschap, het bestuur en de praktijk. De samenwerking met het Waterschap Eifel-Rur, de centrale beheerder van de reservoirs, staat centraal in het project. Deze nauwe samenwerking maakt de directe overdracht van wetenschappelijke bevindingen naar de waterbeheerpraktijk mogelijk, bijvoorbeeld door de gezamenlijke ontwikkeling en validatie van nieuwe bedrijfsstrategieën.
Er is ook uitwisseling met andere belanghebbenden, waaronder overheden, gemeenten, de industrie, milieuorganisaties en instellingen uit Nederland en België. Hun perspectieven worden systematisch in het onderzoek meegenomen door middel van interviews, workshops en discussies. Dit samenwerkingsverband overbrugt de kloof tussen wetenschappelijke modellering en de behoeften van de operationele praktijk en beleidsvorming.
Op welke manieren denk je dat je onderzoek invloed heeft op de beleidsvorming?
Mijn onderzoek biedt een solide basis voor besluitvorming over de verdere ontwikkeling van operationele strategieën en instrumenten voor waterbeheerplanning. De combinatie van scenario-ontwikkeling, numerieke modellering, participatie van belanghebbenden en op AI gebaseerde optimalisatie resulteert in concrete, praktische aanbevelingen die direct kunnen worden toegepast op richtlijnen voor waterbeheer, beheerplannen en strategieën voor klimaatadaptatie.
Vooral na de overstromingen in de zomer van 2021 is duidelijk geworden dat er dringend behoefte is aan veerkrachtige, flexibele en toekomstgerichte benaderingen – zowel voor bescherming tegen overstromingen als voor openbare diensten tijdens droge periodes. Mijn project laat zien hoe gerichte aanpassing van het operationele beheer niet alleen risico's kan minimaliseren, maar ook milieu- en sociale doelstellingen beter met elkaar kan verzoenen.
Gezien de grote verscheidenheid aan belanghebbenden die bij JCAR ATRACE betrokken zijn, naar welke interacties kijk je uit?
Ik kijk vooral uit naar de interdisciplinaire uitwisseling met andere promovendi, onderzoekers en praktijkmensen binnen JCAR ATRACE. Het is uiterst waardevol om verder te kijken dan de eigen onderzoekscontext – vooral om te zien hoe andere regio's met soortgelijke uitdagingen omgaan, welke instrumenten met succes worden gebruikt en waar synergieën kunnen ontstaan.
Ik vind discussies over innovatieve benaderingen, zoals de integratie van vroegtijdige waarschuwingssystemen of het gebruik van AI in waterbeheer, bijzonder boeiend. De uitwisseling met experts uit verschillende disciplines en landen biedt niet alleen nieuwe perspectieven voor mijn eigen project, maar bevordert ook de ontwikkeling van gezamenlijke, grensoverschrijdende oplossingen in de zin van het bevorderen van veerkracht.
Welke langetermijngevolgen verwacht je dat je onderzoek zal hebben voor regionale klimaatstrategieën?
Op lange termijn moet mijn onderzoek ervoor zorgen dat reservoirsystemen niet langer afzonderlijk worden bekeken, maar worden begrepen en beheerd als een integraal onderdeel van een alomvattende, aan het klimaat aangepaste ruimtelijke en waterplanning. De ontwikkelde beheerstrategieën moeten niet alleen voldoen aan technische vereisten, maar ook rekening houden met maatschappelijke acceptatie, ecologische compatibiliteit en economische haalbaarheid.
Door concrete criteria en instrumenten voor flexibel, adaptief beheer aan te reiken, kan mijn onderzoek als model dienen voor andere regio's – vooral waar reservoirs vergelijkbare multifunctionele rollen vervullen en ook met complexe uitdagingen worden geconfronteerd. Het project heeft het potentieel om nationale en internationale aanpassingsstrategieën te stimuleren en de veerkracht van waterbeheersystemen ten opzichte van klimaatverandering structureel te versterken.
Welke wetenschappelijke of technologische doorbraken hoop je tijdens je doctoraat te zien?
Ik verwacht belangrijke ontwikkelingen op het gebied van hydrologische voorspellingsmodellen, AI-gebaseerde optimalisatie en dynamische controle van technische systemen. De combinatie van deze technologieën met participatieve benaderingen, d.w.z. het combineren van op gegevens gebaseerde modellen met de empirische kennis en behoeften van lokale belanghebbenden, is bijzonder veelbelovend.
Het doel is om praktische maar wetenschappelijk robuuste instrumenten te ontwikkelen waarmee exploitanten van reservoirs in realtime of met vooruitziende blik kunnen reageren op verschillende mogelijke toekomstscenario's. Technologische innovatie wordt niet als een doel op zich gezien, maar als een middel om de veerkracht, transparantie en besluitvormingscapaciteit in complexe waterbeheersystemen te versterken.
Welke wetenschappelijke of technologische doorbraken hoop je tijdens je doctoraat tegen te komen?
Ik verwacht belangrijke ontwikkelingen op het gebied van hydrologische voorspellingsmodellen, AI-gebaseerde optimalisatie en dynamische controle van technische systemen. De combinatie van deze technologieën met participatieve benaderingen, d.w.z. het combineren van op gegevens gebaseerde modellen met de empirische kennis en behoeften van lokale belanghebbenden, is bijzonder veelbelovend.
Het doel is om praktische maar wetenschappelijk robuuste instrumenten te ontwikkelen waarmee exploitanten van reservoirs in realtime of met vooruitziende blik kunnen reageren op verschillende mogelijke toekomstscenario's. Technologische innovatie wordt niet als een doel op zich gezien, maar als een middel om de veerkracht, transparantie en besluitvormingscapaciteit in complexe waterbeheersystemen te versterken.
Welke uitdagingen verwacht u tegen te komen naarmate de klimaatomstandigheden blijven veranderen? En hoe ziet u uw onderzoek zich aanpassen aan deze veranderende uitdagingen?
De voortschrijdende klimaatverandering brengt toenemende onzekerheid met zich mee: extreme gebeurtenissen komen vaker voor, seizoenspatronen verschuiven en concurrerende eisen voor het gebruik van water nemen toe. Deze dynamiek vormt een grote uitdaging voor traditionele operationele strategieën, vooral als deze zijn gebaseerd op vaste empirische waarden of historische stromingsregimes.
Mijn onderzoek pakt deze onzekerheden aan met een adaptieve en robuuste aanpak: de combinatie van scenario-ontwikkeling, leermodellen en nauwe betrokkenheid van belanghebbenden heeft tot doel een flexibel controleconcept te creëren dat zelfs onder veranderende omstandigheden betrouwbaar functioneert. Er wordt rekening gehouden met technische aanpassingen en met institutionele en maatschappelijke ontwikkelingen, in de geest van een holistisch, toekomstgericht waterbeheer.
