lsue - workshop thema water 25-01-2010 · 2011. 3. 2. · lsue –workshop thema water agenda: •...
Post on 05-Feb-2021
0 Views
Preview:
TRANSCRIPT
-
LSUE - WorkshopThema WATER
25-01-2010
-
LSUE – Workshop Thema WaterAgenda:• 9u00-9u10: Inleiding en doelstelling workshop (Okke
Batelaan en Patrick Willems, themaleiders Water)• 9u10-9u25: Ondersteuning door LSUE,
financieringskanalen (Jeroen Gillabel, coördinator LSUE)
• 9u25-10u10: voorstelling expertise en voorstellen voor versterking onderzoekssamenwerking (alle deelnemers)
• 10u10-10u30: Pauze
• 10u30-11u30: Discussie• 11u30-12u00: Samenvatting en prioritaire actiepunten
-
LSUE – Workshop Thema WaterAgenda:• 9u00-9u10: Inleiding en doelstelling workshop (Okke
Batelaan en Patrick Willems, themaleiders Water)• 9u10-9u25: Ondersteuning door LSUE,
financieringskanalen (Jeroen Gillabel, coördinator LSUE)
• 9u25-10u10: voorstelling expertise en voorstellen voor versterking onderzoekssamenwerking (alle deelnemers)
• 10u10-10u30: Pauze
• 10u30-11u30: Discussie• 11u30-12u00: Samenvatting en prioritaire actiepunten
-
Algemene doelstellingen onderzoekscentra
• Departementen: uitbouw onderzoeksgroepen met voldoende kritische massa en uitgesproken expertises
• Onderzoekscentra:• onderzoek rond eenzelfde thematiek in
verschillende onderzoeksgroepen met onderscheiden achtergrond samenbrengen
• flexibele en open organisatie voor interdisciplinaironderzoek
-
Algemene doelstellingen onderzoekscentra
• Ontmoetingsforum tussen onderzoekers• Stimuleren van:
• Contacten en communicatie tussen onderzoekersuit verschillende disciplines
• Meer gezamenlijke onderzoeksinitiatieven• Meer efficiënte doorstroming van informatie
• Aanspreekpunt voor DOC voor externe en interne financiering
• Grotere doorstroming van thematische vragen vanuitindustrie en overheid
• Mogelijkheden voor valorisatie in kaart brengen (via coördinator)
-
Focus LSUE
WaterProceskennisBeheerTechnologie
-
Water-gerelateerde expertise K.U.Leuven
-
Water-gerelateerde expertise K.U.Leuven
(1) Systemen (takken hydrologische cyclus):• Atmosfeer
• Hydrologie
• Grondwater
• Bodemwater
• Oppervlakteafstroming
• Rioleringen en rivieren
• Estuaria, kusten en zeeën
Afd. fysische en regionale geografie
Afd. hydraulica
Afd. bodem- en waterbeheer
Afd. geologie: hydrogeologie
prof. van Lipzig
profs. Batelaan, Dassargues, Swennen
profs. Diels, Vanderborght
profs. Berlamont, Willems
profs. Monbaliu, Toorman
profs. Raes, Wyseure
-
Water-gerelateerde expertise K.U.Leuven
(2) Processen:
• Kwantiteit / kwaliteit
• incl. Nutriënten, pesticiden, …
• Sedimenten
• Erosie
• Sedimentmechanica
• Aquatische ecologie
• Watergebruik vegetatie
• Waterzuivering
Afd. fysische en regionale geografie
Afd. hydraulica
Afd. aquat. ecol. en evolutiebiologie
Dept. chemische ingenieurstechnieken
profs. Poesen, Govers, Van Rompaey
profs. Brendonck, De Meester
profs. Van Impe, Smets, Vandecasteele, VdBruggen
prof. Toorman
Afd. Bodem- en waterbeheerprofs. Diels, Bouillon
Afd. Aquatische biologie (KULAK)
prof. Muylaert
Afd. plantenbiotechniek
Afd. Bos, natuur & landschap
prof. Ronny Swennen
prof. Bart Muys
Alle vorige in (1)
-
Water-gerelateerde expertise K.U.Leuven
(3) Beheersaspecten:• Economisch en duurzaam
beheer van water• Landbouwkundig beheer
van water• Civieltechnisch beheer van
water • Ruimtelijke planning van
water• Watertechnologie
Centr. landbouw- en
voedseleconomie
Dept. chemische
ingenieurstechnieken
Afd. hydraulica
profs. Tollens, Mathijs
Afd. bodem- en waterbeheer
profs. Raes, Wyseure
profs. Berlamont, Monbaliu, Toorman
profs. Van Impe, Smets, VdBruggen
Waterplatform (Associatie partners)
Ann Hulsmans, Leen Braeken
Dept. ASRO
profs. Vandevyvere, De Meulder, Shannon
-
Onderwijssamenwerking: IUPWARE• Reeds onderwijssamenwerking Master in Water
Resources Engineering (IUPWARE); De meerwaarde van samenwerking is ook realiseerbaar voor onderzoek
-
UitdagingBestaande samenwerking verder versterken
• Duurzaam waterbeheer vraagt sterke integratie:
– tussen alle water-gerelateerde disciplines
– met de andere LSUE-thema’s Klimaat, GIS&T, Bodem, Biodiversiteit, Energie, Duurzame landbouw, Interactie mens en omgeving, …
• Bestaande samenwerking binnen Dept. A&OW uitbreiden naar onderzoeksgroepen van Fac. Ingenieurswetenschappen (Hydraulica, CIT, …), Aquatische ecology, …van ad-hoc naar duurzaam
-
Concrete voorstellen• Gezamenlijke ontwikkeling van model instrumentarium voor gekoppelde
problemen oppervlaktewater-grondwater en ecohydrologie
• Ontwikkeling voor Afrika (kan ook globaal/Europees/Belgisch zijn) van een geïntegreerd klimatologisch-hydrologisch model (misschien ook geologie, landuse, socio-economisch of andere aspecten)
• Gezamenlijk onderzoekscatchment (evt. genest groot-klein), met langjarig commitment: data verzameling-analyse door/voor Master- & PhD-studenten
• Gezamenlijk HERCULES-aanvraag voor grote apparatuur; idee: een catchment vol met meetapparatuur is voor ons een 'groot apparaat'
• Gezamenlijke databases voor regio's waar veel op gewerkt wordt (onderzoekscatchment, Afrika,...)
• In gang zetten door meerdere PhD’s uit verschillende groepen op een gezamenlijk project te zetten
• LSUE gebruiken om gezamenlijke onderzoeksdoelstelling en één K.U.Leuven water onderzoeksexpertise-loket te creëren
-
LSUE – Workshop Thema WaterAgenda:• 9u00-9u10: Inleiding en doelstelling workshop (Okke
Batelaan en Patrick Willems, themaleiders Water)• 9u10-9u25: Ondersteuning door LSUE,
financieringskanalen (Jeroen Gillabel, coördinator LSUE)
• 9u25-10u10: voorstelling expertise en voorstellen voor versterking onderzoekssamenwerking (alle deelnemers)
• 10u10-10u30: Pauze
• 10u30-11u30: Discussie• 11u30-12u00: Samenvatting en prioritaire actiepunten
-
Ondersteuning door LSUE (Jeroen Gillabel, coördinator)
• Basis: activiteiten LSUE zijn complementair aan eigen onderzoeksactiviteiten: interdisciplinair, ondersteuning, visibiliteit
– “Externe relaties”: contactpunt tussen onderzoekers en
• Andere onderzoekers: samenbrengen expertises voor interdisciplinair onderzoek
• Externe partners (overheid, industrie, andere onderzoeksinstellingen): visibiliteit!
• DOC, LRD voor doorstroming info en ondersteuning projectaanvragen
• Het publiek: maatschappelijke valorisatie
– Ondersteunen en stimuleren interdisciplinair onderzoek rond thema’s
• Mensen samenbrengen (o.a. deze workshop)
• Ondersteuning bij leggen van contacten, vinden van geschikte financieringskanalen
• Ondersteuning bij uitwerken van interdisciplinaire projectvoorstellen: opvolgen, nagaan vereisten, coördinatie administratie en budget, afstemming inhoud op evaluatiecriteria.
– Opm: Inhoud onderzoeksvoorstellen komt van onderzoekers
• (Eventueel: projectcoördinatie voor korte interdisciplinaire projecten indien nuttig)
• Toekomst: valorisatie onderzoeksresultaten ondersteunen/stimuleren
-
Overzicht financiering
geDOC online:
www.kuleuven.be/gedoc
DOC 2009
-
FP7
ERC
Overzicht financiering(DOC)
From basic to applied research
Fro
m s
ma
ller
to la
rge
r p
roje
cts
FWO
IOFKnowledge platformsLeverage projects
EU innovation-project
COOPERATIONSMEs
CIP
OT
IDO
GOA IWT – O&O
IWT - OZM
IWT - SBO
IWT – SBO
voortraject (m. f.)
MARIE
CURIE
CREA
-
StrategieD
em
and d
riven
segm
enta
tion
Broadening Internationalisation
R&D with industry O&O Eurostar JTI, EIT,
KP7
Strategic research in collaboration with
Industry
Comp Polen Coll Res JTI
Proof-of-principle research SBO SMEs FP7 INFRA
Strategic research projects bottum-up SBO,VIB
IBBT, Imec
FP7 EIT
Multidisciplinary tested IOF IDO SBO ITN,FP7 ERC
Mono-disciplinary research BOF FWO BOF IAPP FP7 ERC
Mono group Internal
collabo-
ration
National
collabo-ration
Interna-
tional
collabo-
ration
Large-scale
initia-tives
DOC 2009
-
BOF-IDO: Interdisciplinair Onderzoeksprogramma
• initiatieven die ruimer zijn dan een onderzoeksproject en veeleer het karakter hebben van een beginnend onderzoeksprogramma
• nieuwe interdisciplinaire onderzoekslijn (de samenwerking op zich kan al langer bestaan);
• onderzoek van een internationaal hoog niveau;
• daadwerkelijke samenwerking die goed gecoördineerd wordt;
• de samenwerking heeft een wetenschappelijke meerwaarde met een perspectief voor verder interdisciplinair onderzoek met steun uit andere financieringsbronnen;
• intern en extern strategisch belang: de optimalisatie van de middelenaanwending en de competentieopbouw binnen de K.U.Leuven en de internationale positionering van het onderzoek t.o.v. internationale onderzoeksprioriteiten.
• 250 000 tot 750 000 € voor 3 of 4 jaar, personeels- en werkingskosten
• Belangrijk: – disciplinaire afstand bij voorkeur groot, maar kleine afstand geen hinderpaal indien
uitgesproken strategische/wetenschappelijk meerwaarde
– Programmatorisch karakter!
– Complementaire onderzoeksmethodologie
-
Voorbeelden
• Klimaatgebonden sociale en economische chaos in de Noordelijke en Zuidelijke Levant (1200-800 v.Chr.).
– Karel Van Lerberghe Faculteit Letteren /OE Nabije Oosten Studies Gerard Govers Dept. Aard- en Omgevingswetenschappen Joachim Bretschneider Faculteit Letteren /OE Nabije Oosten Studies Pierre Van Hecke Faculteit Godgeleerdheid /Onderzoekseenheid Bijbelwetenschap Jan Diels Dept. Aard- en Omgevingswetenschappen Willem Van Neer Departement Biologie Etienne Paulissen Dept. Aard- en Omgevingswetenschappen Klaas Vansteenhuyse Faculteit Letteren /OE Nabije Oosten Studies
• Ontwikkeling van een geoptimaliseerd meerschalenmodel voor de simulatie van plastische vormgeving van metalen.
– Paul Van Houtte Departement MTM Albert Van Bael Departement MTM Dirk Roose Departement Computerwetenschappen Giovanni Samaey Departement Computerwetenschappen Dimitri Debruyne Departement MTM
http://www.kuleuven.be/onderzoek/onderzoeksdatabank/project/3H09/3H090272http://www.kuleuven.be/onderzoek/onderzoeksdatabank/project/3H09/3H090272http://www.kuleuven.be/onderzoek/onderzoeksdatabank/project/3H09/3H090272http://www.kuleuven.be/onderzoek/onderzoeksdatabank/project/3H09/3H090272http://cwisdb.cc.kuleuven.be/persdb-bin/persdb?lang=N&oproep=persoon&fnaam=U0013922http://www.kuleuven.be/onderzoek/onderzoeksdatabank/project/3E09/3E090503http://www.kuleuven.be/onderzoek/onderzoeksdatabank/project/3E09/3E090503http://cwisdb.cc.kuleuven.be/persdb-bin/persdb?lang=N&oproep=persoon&fnaam=U0013123http://cwisdb.cc.kuleuven.be/persdb-bin/persdb?lang=N&oproep=persoon&fnaam=U0013123
-
Hercules
• Onderzoeksinfrastructuur
– Alle faciliteiten en bronnen die het verrichten van grensverleggend en strategisch basisonderzoek bevorderen. Ook collecties, natuurlijke habitats, corpora en databanken (inclusief de digitale ontsluiting ervan).
• 3 categorieën:
– Hercules 1: 150 000 tot 600 000 €, 100% subsidie
– Hercules 2: 600 000 tot 1 500 000 €, 70% tot 100% afh. van samenwerking
– Hercules 3: >1 500 000 €, 70% tot 100% afh. van samenwerking
• Associatie / Vlaams niveau, samenwerking belangrijk
• Coherent plan, strategische meerwaarde
• Op tijd beginnen!
-
IWT- Strategisch Basis Onderzoek
• opbouwen van wetenschappelijke en/of technologische capaciteit die de basis vormt voor economische en/of maatschappelijke toepassingen in Vlaanderen
• tussen het algemeen kennisverruimend onderzoek enerzijds en de specifiek geörienteerde onderzoeks- en ontwikkelingsprojecten anderzijds
• Open voor alle disciplines: zeer geschikt voor multidisciplinair onderzoek
• Valorisatie belangrijk!– Economische finaliteit (industrie)
– Maatschappelijke finaliteit (overheid, maatsch. Organisaties, sociale sector,…)
– Betrokkenheid bedrijven / maatschappelijke actoren: vraag-gedreven!
• 185 000 tot 500 000 € per jaar, 4 jaar
• Intensieve voorbereiding
• SBO-voortraject (1 jaar, 100 000 €)
-
Industrieel Onderzoeksfonds (IOF)
• Kennisplatform– lange termijn samenwerking voor strategisch basisonderzoek met
meetbare, toepassingsgerichte objectieven die tot valorisatie kunnen leiden
– Bij voorkeur multidisciplinair
– IOF financiering dient als katalysator, ze brengt disciplines en technologieën bij elkaar en genereert nieuwe en relevante knowhow
– Nadruk op technologie en valorisatiepotentieel OF equivalent met maatschappelijke finaliteit
• Hefboomproject: korte haalbaarheidsstudie– Wetenschappelijk concept toetsen en commerciële waarde inschatten
– Potentieel voor onafhankelijke vervolgfinanciering
– Voortraject Kennisplatform
-
Vlaamse Innovatie Samenwerkingsverbanden (IWT-VIS)
• Vis-(sub)Regionale InnovatieStimulering
• Vis-Collectief Onderzoek : verwerven, bundelen en vertalen van kennis tot innovatietoepassingen bruikbaar voor een grote groep bedrijven ; onderzoek kan uitgevoerd worden door een onderzoeksinstelling
• Vis-Competentiepolen : kennissokkel van meest relevante actoren uit bedrijfsleven en kennisinstellingen inzake innovatie rond een duidelijk programma
• Vis-Haalbaarheidsstudies (voorbereiding/verkenning) en Samenwerkingsprojecten : interactie tussen reeds gesubsidieerde innovatie-actoren (kenniscentra, bedrijven, federaties, organisaties)
• Vis-Technologische Dienstverlening : vergroten van innovatiecapaciteit vanuit technologische vraag die gespecialiseerde, onafhankelijke advisering van hoge kwaliteit vergt
• Vis-Thematische InnovatieStimulering : vergroten van innovatiecapaciteit rond een gemeenschappelijke problematiek/opportuniteit door kennisvertaling in innovaties en netwerken tussen bedrijven onderling en met kenniscentra
-
Aandachtspunten
• Vertrekken van idee, dan bijpassend financieringskanaal
• Focus op niches met i) potentieel voor creatie meerwaarde, ii) voldoende expertise/erkenning
• kanalen met valorisatie-aspecten: goede kennis van noden van gebruikers noodzakelijk
• Tijdig beginnen!
-
LSUE – Workshop Thema WaterAgenda:• 9u00-9u10: Inleiding en doelstelling workshop (Okke
Batelaan en Patrick Willems, themaleiders Water)• 9u10-9u25: Ondersteuning door LSUE,
financieringskanalen (Jeroen Gillabel, coördinator LSUE)
• 9u25-10u10: voorstelling expertise en voorstellen voor versterking onderzoekssamenwerking (alle deelnemers)
• 10u10-10u30: Pauze
• 10u30-11u30: Discussie• 11u30-12u00: Samenvatting en prioritaire actiepunten
-
Clemence Goyens
Annemarie Devis
Prof. Nicole van Lipzig
Dr. Matthias Demuzere Dr. Dirk Lauwaet Erwan Brisson
Tom AkkermansDr. Tim Böhme Kwinten Van Weverberg
Dr. Irina Gorodetskaya
Climaqs Project: Climate Impact and AirQuality Modelling for Policy Support
Quest Project: Improving prec.forecasting in atmosphericmodels
Impact of deforestation onprec. in Central Africa
Hydrant project: Measuringclouds and water vapour in Antarctica
Modelling wind conditions in a future climate in Belgium
The Regional Climate Modelling Research Group
-
The Regional Climate Modelling Research Group
The group regional climate studies of the Department Earth- and EnvironmentalSciences, KULeuven wants to contribute to a better understanding of the atmospheric branch of the hydrological cycle and how this varies in space and time.
For this we use regional atmospheric models
Links to other research groups:
Regional atmospheric model input: land use maps, vegetation parameters, soil parameters e.g. texture, moisture content (3 km resolution)
Regional atmospheric model output: high resolution (25-3 km) precipitation mapsover Belgium, Europe for past and future climate runs, can be used as input inerosion models, hydrological models,…
Validation data: soil moisture, runoff, surface fluxes, rainfall measurements,…
-
Page 29
General Scientific Objectives (Jan Vanderborght)
• To provide long-term environmental data in
a multi-scale and multi-temporal mode
• To study long-term influence of land use changes,
climate changes, socioeconomic developments
and human interventions in terrestrial systems
• To analyse the interactions and feedbacks
between soil, vegetation and atmosphere
from the point to the catchment scale
• To determine effective parameters, fluxes
and state variables for different scales
• To bridge the gap between measurement,
model and management
-
Page 30
The Eifel/Lower Rhine Valley Observatory
-
Page 31
Pre-event soil water content distribution
-
Page 32
Event soil water content distribution
-
Page 33
Comparison with standard data from the Germany Weather Service
Germany Weather Service (1 km) TERENO (50 m)
-
Page 34
Thanks a lot for your attention!
For further information please visit our homepage: www.tereno.net
-
Faculteit IngenieurswetenschappenDepartement Burgerlijke Bouwkunde
Afdeling Hydraulica• 3 onderzoeksgroepen (afdelingshoofd: J.Berlamont):
• Stedelijke hydrologie en rivierkunde (P. Willems)• Sedimentmechanica (E. Toorman)• Kusthydraulica (J. Monbaliu)
• Stedelijke hydrologie en rivierkunde:• Systemen: waterlopen en rioleringen• Processen: neerslag, neerslagafstroming, hydrodynamica, fysico-
chemische waterkwaliteit
• Enkele onderzoeksprojecten: Invloed klimaatverandering op hydrologische extremen
(overstromingen, laagwater, pollutie) Real-time overstromingsvoorspelling en –controle Lokale radar voor rioleringstoepassingen
• Cases: Dender, Demer, Nete, Leie-Bovenschelde; Nile basin, Tarim basin China, Paute basin Ecuador
-
Onderzoekssuggesties m.b.t. LSUE• Gezamelijke ontwikkeling van modelinstrumentarium
voor gekoppelde problemen oppervlaktewater-grondwater en ecohydrologie:• Onderzoek naar interacties:
Oppervlaktewater-grondwater Rioleringen-waterzuivering-ontvangend oppervlaktewater Oppervlaktewaterkwaliteit-ecologie (vb. bij overstromingen)
• Onderzoekscatchment als integrator: Nationaal: vb. Kleine Nete Ontwikkelingssamenwerking: vb. Nile basin, Paute basin Ecuador
• Klimaatverandering:• Interfacing klimatologie – hydrologie / water engineering –
ecologie• Klimaatverandering versus landgebruiksevoluties (verstening)• Multidisciplinair onderzoek naar klimaatadaptatie (cfr. offerte
Vlaamse Overheid)
-
Faculteit IngenieurswetenschappenDepartement Burgerlijke Bouwkunde
Afdeling Hydraulica• Coastal & Estuarine Hydraulics - Waves & Currents (Jaak
Monbaliu):• Waves: Spectral modelling, wave-current interaction, rogue waves, coastal
defence & climate change, currents, numerical modelling (Coherens / Telemac2D)
• Coastal & Estuarine Hydraulics - Turbulence (Erik Toorman):• Multi-scale turbulence modelling: auto-adjusting 2-layer high/low-
Reynolds k-ε model, generation of accurate boundary conditions for rough bottoms, horizontal large-scale eddies by 2D/H-LES
• Coastal & Estuarine Sediments Morphodynamics (ET &JM)• Non-cohesive sediment (sand) transport: ripples under waves & currents
(JM), Cohesive sediment (mud) transport (ET): mud dispersal, nautical bottom, dredged material disposal, wave-mud interaction
• Remote sensing of intertidal flats (JM), Monitoring (field measurements)• Application areas: North Sea, Belgian Coast, Yzer Mouth & Scheldt Estuary,
Suriname Coast (South America), mud banks, mangroves, …
-
Faculteit IngenieurswetenschappenDepartement Burgerlijke Bouwkunde
Afdeling Hydraulica• Coastal & Estuarine Sediments Fundamental Research
(ET)• Physical processes - Theory, numerical modelling & experiments:
• sediment-turbulence interaction• near-bed high-concentration layers (sheet flow, fluid mud, debris flow)
+ Low-Reynolds modelling• fluid mud (nautical bottom, wave-mud interaction, …)• subgrid-scale model development (fluid-particle interaction, effective
roughness, drag modulation, ...)• flocculation (multi-disciplinary FWO project)
• Virtual laboratory FENST-2D: testing (convergence, stability, ...), verification, calibration, validation, software implementation & transferability
-
Faculteit IngenieurswetenschappenDepartement Burgerlijke Bouwkunde
Afdeling Hydraulica• Coastal & Estuarine Hydraulics - Collaborations
• National:• Federal: BMM-MUMM • Flemish Government: WLH / Flanders Hydraulics Lab, Maritieme
Toegang, Afd. Kust• Engineering Consultants
• International: many partners
• Major Projects:• FP7 THESEUS & FIELD_AC• Flemish Government, a.o. COHERENSv2 (new North Sea-Scheldt 3D
model)• BelSPo (BOREAS, QUEST-4D, ...)• FWO
• Consulting
-
Hydrogeologie
• AOWGeologieHydrogeologie
• Batelaan, Dassargues, Swennen, FWO-postdocHuysmans, 2 PhD’s
• Grondwater systeem analyse: grondwatermodellering, geostatistiek, heterogeniteit en onzekerheid, chemie
• Stochastische simulatie laag radio actief afval verontreiniging in grondwater (SCK)
• Si mobilisatie in bovenstroomse bekkens (FWO)
• Procesfactor nitraat (VLM)
• Brussel aquifer (Dijle), Kempen-Nete
-
Hydrogeologie
• Grootste z-waterreserveveel links andere compartimenten
• Grondwateronderzoek gekenmerkt door grote onzekerheid, moeilijke karakterisatie: alternatieve data
• De uitdaging: kwantificering effecten op grondwater van verandering van randen: klimaat, land, ecologie, bodem, oppervlakte water: terugkoppeling
• Alleen mogelijk door integratie, koppeling met andere disciplines: komt niet vanzelf, samenwerkingsraamwerk nodig, PhD teams
-
Hydrological connectivity:
- link landscape-surface water
- link river- aquifer
• Dividing the landscape in Hydrological Response Units (HRU’s) disregards the connection structure
• Bidirectional connection between river and aquifer
Guido Wyseure
Division of Soil and Water Management Department of Earth and Environmental SciencesKatholieke Universiteit Leuven
-
Surface connectivity(= runoff locally generated / runoff reaching outlet )
• Simulation results fortwo contrasting soils; source/sink soils
• Different landscape patterns (patches, distance to outlet…)
• Importance of landscape and connectivity measures
Random smoothed Markov hierarchy fractal
Source abundance = fraction of source / total area
-
hB
hFhF
Flowing particles Trajectories
Hyporheic zone
Bidirectional connection between river and aquiferFlow particle tracking: depth of HZ by HYDRUS 2D/3D
-
Ecological and evolutionary responses to environmental stress
from gene and individual over population and community to
ecosystem and landscape
-
Ecological and evolutionary responses to environmental stress
from microbial organisms
over zooplankton to fish
-
Ecological and evolutionary responses to environmental stress
Field work
Outdoor mesocosms
Laboratory experiments
Molecular techniques
-
Ecological and evolutionary responses to environmental stress
CLIMATE CHANGE
POLLUTION
EUTROPHICATION
EXOTIC SPECIES
& interactions with biotic
stress: parasites and
predation risk
-
Examples that may link to activities of other research groups
Scaling of biodiversity across taxa and environmental gradients - metacommunitiesLake restorationEcosystem responses to fish culture and lake managementEcosystem functions of ponds [NEW!]
Impact of climate change an land use (pollution) – from biodiversity patterns to genesImpact of exotic species (in the water frog complex)
Eco-evolutionary responses to environmental stress (evolution, ecology, space)
Biofilm structure Microbial community ecology through molecular fingerprinting
Sustainable development: Cyanobacteria blooms and ecology of Ethiopian reservoirs
The broader research groups on Aquatic Ecology
Luc Brendonck: Sustainable development (Southern Africa) Ecology of ephemeral pools (Camargue, Hungary, Australia,…)Egg bank ecology
Robby Stoks Latitudinal gradients in aquatic insect ecologyPesticides and other stressors on aquatic insects - from individuals to communities
Filip Volckaert Fisheries / Fish stock assessment / Fish genetics / Aquaculture
-
http://www.kuleuven-kortrijk.be/biology
Fundamenteel en toegepast onderzoek naar aquatische microorganismen
Koenraad Muylaert, Ellen Decaestecker, Imogen Foubert (+ 7 PhD, 2 WP, 2 ATP)
• Gastheer-parasiet co-evolutie in Daphnia en Microcystis
• Aquatische ecologie, met focus op eutrofiëring en algenbloeien
• Toepassingen van microalgen
http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/3/3c/Water_blooms.JPG
-
• Aquatic ecology and biogeochemistry
• Waste water treatment: using algae for nutrient removal/recycling
• valorisation of waste water (cradle-to-cradle)
• P recovery
• Ongoing cooperation within LSUE: Luc Brendonck, Priscilla Declerck, Ilse Smets/Tom
Van Gerven, Eric Toorman, Steven Bouillon
phytoplankton
sediment dynamics(coastal & marine environments)
waste water,agriculture
N, P hydrology, hydrogeology
atmosphere
-
Carbon and nutrient cycling in aquatic ecosystems (Steven Bouillon)
Previous research: -focus on carbon cycling in mangrove ecosystems and tropical estuaries
(S.E. Asia, E. Africa)-stable isotopes as natural and deliberate tracers-estuarine food webs
Current focus: -biogeochemistry of tropical aquatic ecosystems: river basins & lakes-carbon sources & cycling: origin, primary production & microbial processes, water-atm. exchange; terrestrial – aquatic interactions-collaboratative work on e.g. Lake Kivu, deep-sea ecosystems (hydrothermal vents, Arabian Sea, Arctic sea ice, .. )
inputs
processing
transport/export Ocean
Reservoir
Perennialheadwaters
Lowlandriver
Seasonaltributaries
-
Ongoing projects-FWO “Carbon cycling from a catchment perspective: an integrated approachto terrestrial-aquatic linkages in the Tana River basin (Kenya)”. (2009-2012).-ERC StG AFRIVAL “AFRIVAL: African river basins: catchment-scale carbonfluxes and transformations” 2009-2014. Study sites in Kenya, Mozambique,Madagascar, Congo, Ivory Coast.-Marie Curie (K. Abrantes: Factors regulating the input of terrestrial materialand patterns in food web structure in African inland aquatic systems, 2 ypostdoc, 07/2010 - 06/2012). (with S. Declerck & L. De Meester - BIO)-PhD project on C cycling in E African Rift Lakes (C. Morana, starts mid 2010)
Possibilities-analytical approach: stable isotopes useful as tracers in variety of disciplines-food web studies / ecology based on stable isotopes-possibilities for interdisciplinary studies combining terrestrial & aquaticsciences (e.g. OT proposal: sediment transport – hydrology – carbon dynamics)-estuarine/coastal/ocean environments.
-
Insight in biological processes contributing to the removal of xenobiotics in the environment
Development of biotechnologies for mitigation of the release or in situ removal of xenobiotics in the environment
Microbial degradation of water contaminants (D. Springael/E. Smolders)Prof. Dr. Ir. Dirk Springael en Erik Smolders
-
Microbial degradation of water contaminants (D. Springael/E. Smolders)Prof. Dr. Ir. Dirk Springael en Erik Smolders
Use of Molecular and microscopic toolsSensitive analysis techniques (UPLC-MS/MS)
Reactive transport modeling (Jan Diels and Erik Smolders)
Pollutant degrading bacteria: genetics, physiology and ecology
Xenobiotics: pesticides, CAH’s and PAH’s
Biotopes: soil, surface & groundwater, hyporheic zone, water treatment reactors
Experimental scale: suspended cultures, biofilms, microcosms, field
-
Channel
Floodplain
Mine location Geochemical analysis of
sediment, soil and
pore/groundwater
Geology section (EES)R. Swennen en V. Cappuyns
* Study of pollution from source
to sink;
•Assessment of speciation (in
which form does the pollutants
exists;
•Evaluation of transfer of
pollutants between different
compartments;
* …
-
present in the
structure of
primary minerals
(VII)
present in the
structure of
secondary minerals
(VI)
(co)precipitatedas pure or
mixed solids
(V)
associated with
insoluble
organic matter
(IV)
specific adsorption
as inner-sphere
complexes
(III)
occupying exchangeable
sites as diffuse ion or as
outer-sphere complexes
(II)
dissolved in the
soil solution
(I)
Heavy
metals
Rhizon porienwater bemonstering
pH stat: uitlloggedrag in functie van pH
Kwantificatie van de buffercapaciteit van de bodem/sediment
Inschatten chemische tijdbommen
Pools &
sinks
-
research on Soil HydrologyJan Diels (Division Soil and Water Management, Department Earth &
Environmental Sciences):
• water quantity (availability in rainfed agriculture; soil and water conservation) and quality (nitrate, dissolved organic carbon, pesticides)
• Process research and applied research
• Currently 4 research projects in the tropics (3 VLIR-UOS, 1 OT) and 3 in Belgium (FWO, IWT, Vlaamse Landmaatschappij)
• Use of mathematical models as tools to test hypotheses against data and for scenario-analyses (e.g. WAVE model)
• Bridging of spatial scales (lab > field > watershed > regional)
MAP monitoringwellSoil
surface
Phreatic surface
Unsaturated zone
Saturated zone
Stream lines
Aquifer base
Water divide
Filter
Infiltration point
50 mg NO3/L limit
NO3/L at -90cm depth?
Nitrate residue
wellmonitoringin NO conc
90cm-at NO conc
factor process
-
3
-
3
-
Collaboration …
• ‘Soil Fertility’ project, Jimma-IUC (VLIR-UOS): S. Deckers, E. Van Ranst (Ugent), J. Poesen, P. Boeckx (UGent)+ researchers Jimma University)
• Soil conservation (+ marketing) Togo (VLIR-UOS): ITRA (Togo) and S. Deckers, G. Govers
• Water conservation and water use efficiency in rainfed agriculture (+ marketing) in Kenya (VLIR-UOS): Kenyatta University + D. Raes + E. Tollens + R. Merckx
• Measuring and monitoring variable fluxes (field scale) (OT project): J. Vanderborght (KULeuven + Jülich), G. Cadish (Univ. Hohenheim), K. Thanuchai (Kasetsart University)
• Transport of dissolved organic matter from soil to surface water (FWO): J. Vanderborght (KULeuven + Jülich)+ G. Govers
• ‘Procesfactor’ study (in framework of European nitrate directive) for Flemish Land Agency (VLM): J. Vanderborght, O. Batelaan, R. Merckx, F. Wendland (Research Centre Jülich), Bodemkundige Dienst van België
• Model-based N advisory system for horticulture (IWT): E. Schrevens + Proefcentra voor Groententeelt Vlaanderen
• Collaboration without common funding: M. Vanclooster (UCL) on development of WAVE model
• Also involved in water-related aspects of projects led respectively by D. Springael, E. Smolders, G. Govers and K. Van Lerberghe
LSUE members
-
irrigation (I)rainfall (P)
capillary
rise deep
percolation
sto
red
so
il w
ate
r (m
m)
field capacity
threshold
wilting point
evapo-
transpiration
(ET)
(CR)
(DP)0.0
CC
B
Biomass
YHI
Yield
Transpiration
Canopy development
WPb
Spatial-temporal assessment
deep percolation (recharge),
runoff (soil water erosion),
drought risk, etc.
for various environmental conditions
Soil water
balance
crop water productivity model
soil types,
field management,
crop/variety selection,
planting, …
Dirk Raes
-
irrigation (I)rainfall (P)
capillary
rise deep
percolation
sto
red
so
il w
ate
r (m
m)
field capacity
threshold
wilting point
evapo-
transpiration
(ET)
(CR)
(DP)0.0
CC
B
Biomass
YHI
Yield
Transpiration
Canopy development
WPb
The impact of changes in
the root zone on
runoff processes,
deep percolation,
flood and drought risk
*
** Affected by [CO2]
Affected by climatic
conditions*
*
*
*Soil water balance
*
total effect on yield and changes in root zone
can be studied by AquaCrop
effect on regional scale
hydrological models
Processes :Effect of Climate change
-
Correlation of frequent measurements of drought stress responses (plant level)
with low frequent measurements of drought stress responses at the proteome level .
''Refine the fundamental knowledge of drought responses of banana: dynamic on-line correlation of physiological responses
to proteome changes''
-
LSUE: monitoring soil conditions
controlled irrigation
Proteomics: a powerful tool for molecular plant physiology
Multivariate statistics: PCA/PLSDA
MS-MS / de novo sequencing Variable importance
0,00
0,01
0,02
0,03
0,04
0,05
0,06
0,07
0,08
1
18
35
52
69
86
10
3
12
0
13
7
15
4
17
1
18
8
20
5
22
2
23
9
25
6
27
3
29
0
30
7
32
4
34
1
35
8
37
5
39
2
40
9
42
6
44
3
variable number
po
wer
2D DIGE
-
water technology@
Association K.U.Leuven
AKWA-TechnologyAssociation K.U.Leuven Water Technology
-
expertise & infrastructureAssociation K.U.Leuven
one clear contactpoint
overall solution
industry
users’ committee
AKWA-TechnologyAssociation K.U.Leuven Water Technology
complementary research activities
industrial challengestechnologies
-
KHLeuven
KaHo Sint-Lieven
KHBO
KatHoZ-W
Vlaanderen
LAPCET
KHKempen
Promil
KHLim
PME&M
CEDON
Groep-T
Sint-Lukas
M²SCOK
M²SDOO
BioTeC
Aq. biologyKULAK
soil&watermanagement
MD&S
LAE&EB
AKWA-TechnologyAssociation K.U.Leuven Water Technology
-
the water cycle
Households
Industry
Surface water
TreatmentTreatment
Closing
Reuse
Ground water
-
Dep. Microbiële en Moleculaire Systemen: Centrum voor Oppervlakte Chemie en Katalyse : Ivo Vankelecom, Christine Peeters:development of new membrane structures, high throughput screening of membranes, adsoption processes, chemical analysis
Dep. Chemische Ingenieurstechnieken: Afd. Toegepaste Fysische Scheikunde en
Milieutechnologie: Bart Van der Bruggen:membrane technology for drinking water production and waste water treatment
KaHo Sint-Lieven – Dep. IW&T: Afd. Oppervlaktebehandeling en Milieutechnologie: Luc Pinoy:electrodialysis
KHLim – Dep. IW&T: Afd. Chemie: Myriam Lynen, Leen Braeken:membrane treatment, AOPs for removal and degradation of persistent organic compounds
KHLeuven – Dep. Gezondheidszorg en Technologie: Afd. Chemie: Thomas Scheers:membrane technology and AOPs for removal of persistent components in waste water
AKWA-TechnologyAssociation K.U.Leuven Water Technology
-
KHKempen – Dep.Gezonheidszorg en Chemie: Guy Van Baelen, Ward Colen:membrane technology and biological treatment, water purification with plants
Dep. Chemie: Afd. Moleculair Design en Synthese: Chris Vinckier:AOPs: degradation of organic components and disinfection, modelling
Dep. Chemische Ingenieurstechnieken: Afd. Chemische en Biochemische Procestechnologie en –regeling: Jan Van Impe, Ilse Smets:small scale water treatment, automatic visual analysis of activated sludge microscopic images, modelling of activated sludge systems
Lessius – Dep. IW: Afd. Chemie: onderzoeksgroep Proces- en Milieutechnologie: Sven Liers, Nico Lambert:AOPs, pretreatment of waste water, physicochemical techniques, small scale waste water treatment, desintegration of sludge, disinfection
AKWA-TechnologyAssociation K.U.Leuven Water Technology
-
KHBO – Dep. IW&T: Afd. Chemie: Boudewijn Meesschaert:physicochemical techniques for nutrient removal, disinfection
Groep-T: Unit Levenstechnologie: Patrick Lievens: biological, physicochemical water treatment
HUB – CEDON: Filip Germeys, Valérie Cappuyns, Marc Craps: sustainability of environmental technologies
Hogeschool Sint-Lukas Brussel: Dep. Bouw: Josy Vandervorst, Lola Bosch:water within and around buildings
AKWA-TechnologyAssociation K.U.Leuven Water Technology
-
Dep. Aard- en Omgevingswetenschappen: Afd. Bodem- en Waterbeheer: Dirk Springael: biodegradation of organic pollutants (microbiology), pesticide removal in biofilm
Dep. Biologie: Afd. Dierenecologie en Systematiek: Luc De Meester, Priscilla Declerck:formation and treatment of biofims, pathogens, microbial ecology
K.U.Leuven - campus Kortrijk: Departement Biologie: Afd. Aquatische Biologie: Koenraad Muylaert, Ellen Decaestecker:treatment of algae, use of algae for water treatment
Dep. Microbiële en Moleculaire Systemen: Centrum voor Levensmiddelen- en Microbiële Technologie: Els Moyson:microbial water analysis
Lessius – Dep. IW: Afd. Chemie: onderzoeksgroep Microbiële Procesecologie en -beheersing Kris Willems, Hans Rediers, Ado Vanassche:interaction between microorganisms in industrial process environments
KatHo Zuid-West-Vlaanderen: Dep. Biotechnologie en Verpleegkunde: Ingrid De Man:bacterial diagnostics, disinfection of process water and microbial resistant forms, water purification with plants
AKWA-TechnologyAssociation K.U.Leuven Water Technology
-
Interaction of water technology with …
flocculation (activated sludge, sediments, algae, ...)
combination hydraulics (sewers, rivers) with water treatment
sustainable (low cost) water treatment technology + irrigation
water treatment + ecology, toxicology (e.g., effect of degradation products of pesticides)
…
AKWA-TechnologyAssociation K.U.Leuven Water Technology
-
Water in research Gerard Govers
• Large expertise in studies of geomorphologicalprocesses
• This has led to strong interest in – Rainfall-infiltration measurement and modelling
under different land uses (both in Belgium and abroad)
– Sediment erosion, transport and deposition in aquaticenvironments ranging from overland flow to estuaries
– More recent: interest in biogeochemicalfluxes/processes in aquatic environments
-
Potential collaborations/ideas
• Already intense collaboration with Laboratory for Soil and Water (R. Merckx, J. Diels, S. Bouillon) on aforementioned topics
• Broad idea: towards a better understanding of role of surface water in biogeochemical fluxes
• Also more specific on water and sediment management in Flanders and Europe…
-
Han Vandevyvere, Departement ASRO
Onderzoeksdomein: duurzaam bouwen, duurzame stedelijke ontwikkling
Potentieel interdisciplinair onderzoek: watercyclus in de gebouwde omgeving
Link tussen stedenbouw, water en energieBijvoorbeeld: energieproductie door biogas uit slibverwerking, mogelijkheden voor nutriëntenrecyclage (sociale component: upstream approach)
-
Voorbeeld: Hammarby Sjöstad, Stockholm
-
Forest Evapotranspiration at different
spatial scales
Forest Ecology & ManagementResearch Group of LSUE (FORECOMAN)
www.kuleuven.be/forecomanBart.muys@ees.kuleuven.be
http://www.kuleuven.be/forecomanhttp://www.kuleuven.be/forecomanhttp://www.kuleuven.be/forecoman
-
objectives
• Understanding the local and global role of forests in earth surface energy balances
• Understanding the role of forests in the regulation of blue water/green water in catchments
• Generating data on water productivity, water footprint, etc. of forestry and bioenergy crops
-
method
• Multiscale analysis of plant-water relationships:– Leaf: water potential, stomatal density, gas exchange– Tree: sapflow measurements, 3-D upscaling of
transpiration from leaf to tree using ground-basedLIDAR (in coll. with Dimitry Vanderzande)
– Forest stand: spatial variability of evapotranspirationusing remote sensing thermography (robotichelicopter)
– Landscape: modeling soil and water impact indicators of land use & land use change scenarios in LCA
– Global: global hydrological impacts of afforestation/deforestation/bioenergy scenarios.
-
A few recent outcomes:
• Maes et al. 2009. Assessment of land use impact on water related ecosystem services capturing the integrated terrestrial-aquatic system. Environmental Science & Technology.
• Van der Zande et al. 2009. 3D upscaling of transpirationfrom leaf to tree using ground-based LiDAR. Agricultural and Forest Meteorology.
• Maes et al. 2009. Use of inadequate data and methodological errors lead to an overestimation of the water footprint of Jatropha curcas. PNAS.
• Trabucco et al. 2008. Climate change mitigation byafforestation/reforestation: a global analysis of hydrologicimpact. Agriculture Ecosystems & Environment.
-
Concrete voorstellen
• Gezamenlijk onderzoekscatchment (evt. genest groot-klein), met langjarig commitment: data verzameling-analysedoor/voor Master- & PhD-studenten– 1 of meerdere Vlaamse cases? Welke ? ook een Afrikaanse ?
– Commitment voor dataverzameling/analyse door Msc/PhD studenten
– welke (prioritaire) interdisciplinaire onderzoeken ? (deelwerkgroepjesafspreken die projectvoorstellen zullen uitwerken)
– nieuw instrumentarium: Hercules-piste of alternatief
• Hoe bestaande en nieuwe data centraliseren (databank: te linken met GIS&T?)
• Gezamenlijke modellen (interfacing, schalen, …)
top related