WP4

Objective
Work Package 4 aims to develop and implement digital twins of Water Networks (WNs) and Irrigation Systems (ISs). These virtual models simulate and optimize the systems’ behavior under current and projected climate scenarios. By integrating real-time monitoring and forecast data, WP4 supports adaptive and efficient water management strategies.ㅤㅤㅤㅤㅤㅤㅤㅤㅤㅤㅤㅤㅤㅤㅤㅤㅤㅤㅤㅤㅤㅤㅤㅤㅤㅤㅤㅤㅤㅤㅤㅤㅤㅤㅤㅤㅤㅤㅤㅤㅤㅤㅤㅤㅤㅤㅤㅤㅤㅤㅤㅤㅤㅤㅤㅤ
Methodology
The digital twins will be constructed using:
– Forecasts from AQUILA (WP3)
– Real-time monitoring data from the WSN (WP1)
– Georeferenced layouts and operational specifications of WNs and ISs
These models will:
– Simulate the dynamic performance of WNs and ISs in response to water availability forecasts
– Identify key monitoring points and refine network topologies
– Support strategic decisions for water allocation and irrigation planning
– Predict infrastructure performance and proactively identify potential issues
For ISs, the digital twin will include:
– Integration of SPAC (Soil–Plant–Atmosphere Continuum) data
– Evaluation of irrigation needs based on crop types and available resources
– Coordination with hydraulic models for precision irrigationㅤㅤㅤㅤㅤㅤㅤㅤㅤㅤㅤㅤㅤㅤㅤㅤㅤㅤㅤㅤㅤㅤㅤㅤㅤㅤㅤㅤㅤㅤㅤㅤㅤㅤㅤㅤㅤㅤㅤㅤㅤㅤㅤㅤㅤㅤㅤㅤㅤㅤㅤㅤㅤㅤㅤㅤㅤㅤㅤ
Field Validation
– Testbed 2 (TB2): Used for controlled lab-scale testing of digital twin models
– Pilot Systems 2 and 3 (PS2, PS3): Full-scale field implementation and feedbackㅤㅤㅤㅤㅤㅤㅤㅤㅤㅤㅤㅤㅤㅤㅤㅤㅤㅤㅤㅤㅤㅤㅤㅤㅤㅤㅤㅤㅤㅤㅤㅤㅤㅤㅤㅤㅤㅤㅤㅤㅤㅤㅤㅤㅤ
Workplan Overview
Lead Beneficiary: UNIPG_DA
Specific Objectives (SO): 6, 11
Tasks:
– T4.1: Modelling of the actual functioning conditions of the considered case studies (UNIPG_DICA)
– T4.2: Modelling of the water consumption scenarios (UNIPG_DA)
– T4.3: Development of the digital twin (UNIPG_DA)
– T4.4: Check of the digital twin performance by comparison with data given by WSN of WP1 (UNIPG_DA)
Milestones:
– M10: The actual functioning conditions of the WNs and ISs will be assessed and modelled
– M11: WNs and ISs model will be improved for the development of the digital twin
Deliverables:
– D4.1: Report on the digital twin development, calibration and performance evaluationㅤㅤㅤㅤㅤㅤㅤㅤㅤㅤㅤㅤㅤㅤㅤㅤㅤㅤㅤㅤㅤㅤㅤㅤㅤㅤㅤㅤㅤㅤㅤㅤㅤㅤㅤㅤㅤㅤㅤㅤㅤㅤㅤㅤㅤㅤㅤㅤㅤㅤㅤㅤㅤㅤㅤㅤㅤㅤㅤㅤㅤㅤㅤㅤㅤㅤㅤㅤ
Expected Outputsㅤㅤㅤㅤ
– Digital twin platforms capable of modeling and simulating system behavior under multiple scenarios
– Data-driven decision-making tools for improving system resilience
– Actionable insights for WP5’s management strategiesㅤㅤㅤㅤㅤㅤㅤㅤㅤㅤㅤㅤㅤㅤㅤㅤㅤㅤㅤㅤㅤㅤㅤㅤㅤㅤㅤㅤㅤㅤㅤㅤㅤㅤㅤㅤㅤㅤㅤㅤㅤㅤㅤㅤㅤㅤㅤㅤㅤㅤㅤㅤㅤㅤㅤㅤㅤㅤㅤㅤㅤㅤㅤㅤㅤㅤㅤㅤㅤㅤㅤㅤㅤㅤㅤㅤㅤㅤㅤㅤㅤㅤㅤㅤㅤㅤㅤㅤㅤㅤㅤㅤㅤㅤㅤㅤㅤㅤㅤㅤㅤㅤ
 Connections to Other WPs
– Integrates forecasts from WP3 for scenario simulation
– Receives real-time data from WP1’s WSN
– Outputs will guide the decision-making and optimization strategies in WP5ㅤㅤㅤㅤㅤㅤㅤㅤㅤㅤㅤㅤㅤㅤㅤㅤㅤㅤㅤㅤㅤㅤㅤㅤㅤㅤㅤㅤㅤㅤㅤㅤㅤㅤㅤㅤㅤㅤㅤㅤㅤㅤㅤㅤㅤㅤㅤㅤㅤㅤㅤㅤㅤㅤㅤㅤㅤㅤㅤㅤㅤㅤㅤㅤㅤㅤㅤㅤ
WP4 transforms real-time data and predictive modeling into practical tools that enable proactive and sustainable water management under climate stress conditions.