Enschede – Digital Twin

Enschede in de Tweede Wereldoorlog

De hoeveelheid gevechtshandelingen op de grond was in Enschede in de Tweede Wereldoorlog relatief beperkt. Bombardementen heeft de stad daarentegen veel meer moeten meemaken. Deels gerichte bombardementen maar ook vergissingsbombardementen. Het hielp daarbij niet dat Enschede vlak bij de Duitse grens ligt. Er vonden 354 geallieerde luchtaanvallen plaats waarvan 119 op het vliegveld Twente. Op het vliegveld kwamen ongeveer 10.000 bommen terecht.

Vooral de vergissingsbombardementen op de stad van 10 oktober 1943 en van 22 februari 1944 leverden enkele honderden burgerslachtoffers op. Na de bevrijding van de stad op 1 april 1945 waarbij toch nog 18 inwoners omkwamen, was de oorlog nog niet helemaal voorbij. Op 12 april was er nog een Duits bombardement.

De uitvoeringspraktijk

Marc de Jong is senior technisch- en informatieadviseur Bodem, Water, Niet gesprongen explosieven en Ondergrond bij de gemeente Enschede, een breed takenpakket. Marc: “Enschede bezit sinds 2008 een grofmazige Explosieven Risicokaart, zie explosieven in de grond melden. In 2018 is deze geactualiseerd en uitgebreid. Er is een inventarisatie gemaakt van waar oorlogshandelingen en bombardementen hebben plaatsgevonden maar ook van mijnenvelden, munitieopslag, radarposten, V-lanceerinstallaties, wapenopstellingen en van loopgraven. Dat was niet zo moeilijk want de Duitsers hadden met name de bombardementen grondig gedocumenteerd. Daarnaast is gekeken waar o.a. naoorlogse grondroeringen hebben plaatsgevonden en opsporingsonderzoek. Met als resultaat de vaststelling van wat (nog wel) verdachte gebieden zijn en welke gebieden dat niet meer zijn. In eerste instantie in 2D. Dat vond de gemeente uiteindelijk niet meer voldoende.”

Visie op de ondergrond

Marc: “Onze gemeente heeft een visie op de ondergrond. We willen en moeten veel met de ondergrond als het gaat om zaken als klimaatadaptatie, energietransitie, waterbeheer, beheer bodemverontreiniging etc, etc. Dan moet je een goed totaalbeeld hebben van de ondergrond en van wat er allemaal in die ondergrond zit. Het lastige met de ondergrond is dat je er niet kunt zien wat er zich allemaal in bevindt en in afspeelt. Daarnaast speelt ook nog een keer dat maar weinigen zich verantwoordelijk voelen voor de ondergrond als geheel, terwijl velen er toch mee te maken hebben. We hebben heel veel data over de ondergrond maar de truc is om al die gegevens integraal op een inzichtelijk manier te presenteren. Dan is het niet meer voldoende dat je 2D-kaarten over elkaar heen kunt leggen, dan moet je naar een 3D-beeld toe. Vandaar dat we toe wilden naar een digital twin van de ondergrond. We hebben Esri Nederland gevraagd ons bij de ontwikkeling daarvan te ondersteunen.” Maarten Welmers is één van de medewerkers die als adviseur betrokken was bij de ontwikkeling van de digital twin.

Digital twin

Omdat er soms spraakverwarring is over wat een digital twin is, licht Maarten dat nader toe. “In eerste instantie is een digital twin of digitale tweeling een digitale kopie van de werkelijkheid. In dit geval van de ondergrond. In concreto; een 3D-beeld van zaken waarvan je data in je digital twin hebt ingevoerd. Vaak gaat het dan als het om de ondergrond gaat om zaken als kabels- en leidingen, WKO-installaties, riolering, ondergrondse containers, boomwortels, verontreinigingen, grondwaterstanden, grondsoorten, locaties verdacht op voorkomen ontplofbare oorlogsresten etc, etc.

Maar dat is niet het enige je wilt. Je wilt bijvoorbeeld ook gemakkelijker en beter tracékeuzes kunnen maken bijvoorbeeld voor een warmtenet of voor elektriciteitskabels. Ook wil je graag kunnen visualiseren wat geplande ingrepen in de ondergrond betekenen. Wat is het effect van bijvoorbeeld een gebouw met een ondergrondse parkeergarage van 4 verdiepingen? Kortom je wilt scenario’s kunnen maken voor een goede ruimtelijke ordening van de ondergrond. Wat zijn de mogelijke effecten van ingrepen in die ondergrond. Daarvoor moet je snappen wat zich daar allemaal bevindt en wat daar gebeurt. Dan is een digitale kopie, met een integraal beeld van de ondergrond, als basis toch wel heel handig. Dat naast de tools om de scenario’s te kunnen maken.”

Marc zou op termijn, zeker voor een onderwerp als grondwater, zelfs graag naar 4D toe willen. De factor tijd meenemen dus. Bij grondwater speelt volgens hem dat je graag ontwikkelingen in de grondwaterstanden in kaart wilt brengen. Met dank aan de Basisregistratie Ondergrond komen gegevens daarover steeds beter beschikbaar.

Implementatie en gebruik

Het maken van een digital twin van de ondergrond is geen goedkope aangelegenheid. Marc: “ik schat dat zo’n 10% van de gemeenten in Nederland er één heeft of bezig is om deze te ontwikkelen. Dat zijn over het algemeen de wat grotere gemeenten met grotere budgetten. Ik zie in Twente gemeenten die er wel in geïnteresseerd zijn maar terugschrikken vanwege de hoge kosten. Wat ons in Enschede ook wel geholpen heeft is dat we een wethouder hebben met een IT-achtergrond. Dan is het voor zo’n bestuurder ook eenvoudiger om in te zien welke winst je kunt boeken c.q. welke mogelijke faalkosten je kunt vermijden als je een goed 3D-beeld van de ondergrond hebt.

Marc: “Het bouwen van een digital twin is één ding maar het zorgen dat het gebruikt wordt c.q. er voor zorgen dat het ook meerwaarde heeft is minstens zo belangrijk. Zorg voor een goede implementatie. Wij zijn elke afdeling langsgegaan om te laten zien wat het is en hoe zij voor hun vakgebied het zouden kunnen gebruiken. We hebben voor enkele vakgebieden zelfs speciale toegangen naar de digital twin gemaakt die toegespitst zijn op gebruik in hun vakgebied”.

De digital twin wordt nu intern binnen de gemeentelijke organisatie gebruikt. Hij is nog niet voor het publiek beschikbaar. Dat is uiteindelijke wel de bedoeling. Nu zijn er nog enkele gegevens in opgenomen die niet openbaar zijn. Daar moet de gemeente nog een oplossing voor bedenken. In dit praktijkverhaal daarom geen link naar de digital twin maar enkele afbeeldingen.

Digital twin en ontplofbare oorlogsresten

Voor mensen die zich met ontplofbare oorlogsresten bezig houden is de hamvraag: wat hebben wij voor ons vakgebied aan zo’n digital twin?

Marc: “Ik zie een aantal mogelijke voordelen, maar als we de digital twin intensiever gaan gebruiken zullen er vast nieuwe ideeën opkomen.“ Marc noemt twee voorbeelden van mogelijke winstpunten. Men gaat er nu, gezien de fysieke samenstelling van de ondergrond in Enschede vanuit dat bommen gemiddeld niet dieper dan 4 meter door hebben kunnen doordringen in de ondergrond. Die 4 meter hanteert men voor de hele gemeente. Nu is het gemakkelijker geworden om op locatieniveau gegevens over verdachte gebieden te combineren met gegevens over de bodemsamensteling. Dan weet je veel eenvoudiger of je met meer of minder dieptemeters rekening moet houden. Een andere voorbeeld dat Marc noemt is trillingen. Bij de aanleg van infrastructuur in de buurt van verdachte gebieden moet je rekening houden met het mogelijke effect van trillingen (bijvoorbeeld heien) op ontplofbare oorlogsresten. Met een digital twin wordt het eenvoudiger en sneller om in kaart te brengen wat het effect van trillingen kan zijn en hoe je daar mee om moet gaan (aanpassen werkzaamheden, andere tracékeuzes, etc?). Helemaal handig omdat de kennis over het mogelijk effect van trillingen geen statische kennis is.

Marc: “Daarnaast speelt natuurlijk ook dat je als medewerker ontplofbare oorlogsresten veel sneller een betrouwbaar en actueel beeld hebt van wat zich verder in de ondergrond bevindt en welke activiteiten er worden uitgevoerd.”

Adviezen aan andere gemeenten

Voor gemeenten die erover nadenken of ze ook een digital twin voor de ondergrond willen maken heeft Marc de volgende adviezen:

1. Belangrijk is dat je een visie op de ondergrond hebt of gaat maken. Die visie is namelijk leidend voor wat je in de digital twin wilt opnemen en wat je ermee wilt bereiken (dus waarvoor je hem wilt gebruiken).
2. Beperk het niet tot een ambtelijk traject maar
3. Neem het bestuur mee.
4. Zorg voor een goede ophanging voor ontwikkeling en beheer van de digital twin binnen de organisatie. Bij voorkeur binnen een centrale afdeling als een Gis-afdeling. Niet bij een vakafdeling.
5. Communiceer goed met je organisatie over nut en noodzaak van de digital twin.
6. Onderschat het belang van een goede implementatie niet.