Presentatie door Martin Scholten, Rijkswaterstaat, en Aukje Spruyt, Deltares, op het D-HYDRO Symposium van de Deltares Software Dagen - Editie 2017 (DSD-NL 2017).

1. 14 juni 2017
Bouw van de zesde-generatie RWS
modellen
Aukje Spruyt, Martin Scholten

2. 14 juni 2017
Inhoud
• Inleiding
• Modellen en toepassingen RWS
• Modellencyclus en Modellentrein
• Uitgangspunt: Landelijk model
• Proces opzet eerste zesde-generatie modellen
• Opstellen generieke specificaties
• Roostergeneratie
• Eerste resultaten
• Vragen en discussie

3. 14 juni 2017
Modellen Rijkswaterstaat
Hele beheergebied RWS
• 1D, 2D (3D) schematisaties
voor de waterbeweging
• Inclusief Noordzee (en
Waddenzee)

4. 14 juni 2017
Toepassingen RWS
• Real-time hoogwatervoorspellingen
• Vergunningverlening
• Scenariostudies grote (aanleg)projecten
• Strategische lange termijnplanning (bijv. klimaatstudies)
• Korte termijn waterverdelings-planning (bijv. bij droogte)
• Toetsing dijken (WBI)

5. Modellencyclus
• Elke 5-6 jaar: modelleringsstrategie herzien + modellen opnieuw
opzetten en geautomatiseerd kalibreren.
• Tussentijds: modellen worden elk jaar op dezelfde wijze
geconstrueerd en geactualiseerd.
• Gebruik van standaardrandvoorwaarden: makkelijk vergelijken
van verschillende modellen
14 juni 2017

6. Modellencyclus
• Elke 5-6 jaar: modelleringsstrategie herzien + modellen opnieuw
opzetten en geautomatiseerd kalibreren.
 zesde-generatie 2D/3D modellen in D-Flow FM
• Tussentijds: modellen worden elk jaar op dezelfde wijze
geconstrueerd en geactualiseerd.
• Gebruik van standaardrandvoorwaarden: makkelijk vergelijken
van verschillende modellen
14 juni 2017

7. Modellentrein
• Voor zoveel mogelijk toepassingen hetzelfde model
→ Uniformiteit
• Kwaliteit erg belangrijk
→ Reproduceerbaarheid
• Vergaande automatisering van onderliggende stappen
14 juni 2017

8. Modellentrein – Baseline
• Geometrie
• Landgebruik
14 juni 2017

9. Modellentrein – Baseline
• Geometrie
• Landgebruik
• Bodemhoogte
• Bathemetry
14 juni 2017

10. Modellentrein – projectie op rooster
14 juni 2017

11. Modellentrein – 2D-model
Conversie naar invoer
2D-numeriek model
14 juni 2017

12. Modellentrein – 1D-model (SOBEK 3)
14 juni 2017

13. Modellentrein – Waq2Prof / FM2Prof
zomerbed winterbedwinterbed
Waq2Prof
14 juni 2017

14. Modellentrein – toekomst
• Baseline 5  Baseline 6: herziening dataprotocol + versnelling
verwerkingsacites.
• BasWAQ  Bas2FM: automatische conversie naar D-Flow FM.
• WAQUA/Delft3D  D-Flow FM: ongestructureerde roosters
• WAQ2Prof  FM2Prof: 1D-profielen vanuit D-Flow FM model
14 juni 2017

15. Uitgangspunt zesde-generatie: Landelijk model
14 juni 2017
• Een landelijke geo-database (BaselineNL)
• Een landelijk rooster (hoeft geen draaiend model te zijn)
• Genereren van randvoorwaarden
(voor de deelmodellen);
• Beleidsstudies (nesting en/of koppelen
van detailmodellen)
• Waterverdelingsvraagstukken (nu 1D)
• Toekomst: Gecombineerd 1D-2D(-3D)

16. Proces opzet eerste zesde-generatie modellen
2015: September: D-HYDRO Suite opgeleverd
2016:
• Klankbordgroepbijeenkomsten met stakeholders
• Pilot-applicaties & algemeen onderzoek
• Meren
• Zeeën & Estuaria
• Rivieren
• Eerste advies functioneel ontwerp
2017:
• Klankbordgroepbijeenkomsten met stakeholders
• Plan + opzet eerste zesde-generatie modellen voor:
• Noordzee
• Oosterschelde
• Maas
• Markermeer & Veluwerandmeren
• Generieke technische en functionele specificaties
14 juni 2017

17. Specificaties - 1
14 juni 2017
Rekening houden met koppeling met andere modellen:
• Golven
• Morfologie
• Waterkwaliteit
• Meteorologie
• Globale modellen
• Regionale en buitenlandse modellen

18. Specificaties - 2
14 juni 2017
Onderzoek gedaan naar:
• Roostergeneratie (driehoek vs vierkant)
• Bodemprojectie (cel midden vs hoekpunt)
• Horizontale eddy viscositeit
• Basisinstellingen D-Flow FM voor zesde-generatie modellen 
grotendeels gelijk aan de default-instellingen

19. Roostergeneratie - 1
Opzet met polygonen op basis van:
Isobaths (lijnen met gelijke diepte): in diepere delen kan
een grovere resolutie worden gebruikt, of
Afstand uit de kust: dichter bij de kust wordt een fijnere
resolutie gebruikt.
Variabiliteit in de waterdiepte: bij veel variabiliteit wordt
een hogere resolutie gebruikt.
Multiblok: aan elkaar koppelen van gebieden
14 juni 2017

20. Roostergeneratie - 2
Nauwelijks verschil in resultaten waterstanden met driehoekige of
vierhoekige roostercellen. In het algemeen een lichte voorkeur voor
vierhoekige roostercellen, vanwege:
• robuustheid
• rekentijd
Rivieren: zomerbed uitlijnen met langwerpige vierhoekige cellen. Winterbed
vullen met vierhoekige cellen.
Zwak-dynamische systemen: driehoeken vanwege volgen oeverlijn en
mogelijkheid gladde overgangen bij lokale roosterverfijning.
Noordzee: vierkanten gekoppeld via driehoekige cellen bij lokale verfijningen.
In fijnmazig model uitlijning kust via vierhoekige cellen.
Uitwerking in overgangsgebieden nog noodzakelijk om te komen tot een
landelijk rooster
14 juni 2017

21. Eerste resultaten Noordzee
13 stations langs Nederlandse kust
RMSE
(getij)
RMSE (opzet)
RMSE
(totaal)
RMSE
(scheve opzet)
DCSMv6 (WAQUA) 3.8 5.9 7.0 5.6
FM (0.25 nm) 6.2 5.9 8.6 5.7
FM (beperkte rgh kalibr.) 5.1 5.8 7.7 5.7
14 juni 2017

22. Eerste resultaten Oosterschelde (kering)
14 juni 2017
Significant verschil in stromingspatroon (zelfde rekenrooster):
Veroorzaakt door Globale modellering (WAQUA) vs. Lokale modellering (D-Flow FM)

23. Eerste resultaten pilot Waal
14 juni 2017
Verschil = effect van Elder term
Onderzoek horizontale eddy viscositeit (2D modellen)
Elder term
• Diepte afhankelijk,
• Veronderstelt logaritmisch profiel

24. Eerste resultaten Veluwerandmeren
14 juni 2017
WAQUA D-Flow FM

25. WBI2023: alle modellen moeten uiterlijk eind 2019 in D-HYDRO ter
beschikking zijn
2017
• Noordzee
• Oosterschelde
• Maas
• Markermeer & Veluwerandmeren
• PvA Rijntakken
• PvA Rijn-Maasmonding
Werkzaamheden 2017 en verder
14 juni 2017
2018
• Rijntakken
• Rijn-Maasmonding
• IJsselmeer, IJssel-Vecht Delta
• Grevelingen
• Volkerak Zoommeer
• Schelde estuarium

26. Vragen?
?
?
?
?
?
?
14 juni 2017