Presentatie door Bas van Dongen, ARCADIS, op de Simona Gebruikersmiddag 2018, tijdens de Deltares Software Dagen - Editie 2018. Donderdag, 7 juni 2018, Delft.

1. AFLEIDEN KRIBPARAMETERS VOOR DE
VERLAAGDE KRIBBEN OP DE WAAL

2. © Arcadis 2018
1. Achtergrond en aanleiding
2. Beschrijving project Kribverlaging Waal
3. Methodiek bepalen kribparameters
1. Toelichting brondata
2. Afleiden van parameters met behulp van scripts RWS
3. Naverwerking output scripts
4. Conclusies, aanbevelingen, discussiepunten
Inhoud presentatie

3. © Arcadis 2018
​Aanleiding
• Kribben op de Waal zijn door uitschuring vaargeul relatief hoog komen te liggen.
• Tussen 2009 en 2015 is het project Kribverlaging Waal uitgevoerd.
• De as built situatie van de verlaagde kribben ontbrak in de modelschematisaties.
Achtergrond

4. © Arcadis 2018
​Aanleiding (vervolg)
• Profiel van verlaagde kribben Waal wijkt sterk af
van standaard beschrijving kribben in modellen.
• Wens om werkelijke parameters te gebruiken in
plaats van standaard parameters, om stroming
beter te kunnen modelleren (met Villemonte-
formule)
• Kruinhoogte
• Kruinbreedte
• Taludhelling (links en rechts)
• Teenhoogte (links en rechts)
Achtergrond

5. © Arcadis 2018
Projectbeschrijving
• Parameters voor verlaagde kribben Waal bepaald door Arcadis en RWS en verwerkt tot
Baseline-maatregelen.
• Voor afleiden parameters zijn Python-scripts van RWS gebruikt. Deze scripts zijn ontwikkeld
door het team rivierkunde van RWS Oost-Nederland (Emiel Kater, Daniël van Putten).
• Scripts nog geen volwaardige tool, maar losse verzameling Python-scripts
• Scripts leveren aantoonbaar grote bijdrage aan sneller bepalen parameters voor grote aantallen
kribben
Achtergrond

6. © Arcadis 2018
• Verlaging ruim 450 kribben tussen Nijmegen en Gorinchem:
• Trajecten W2, W3 en W4
• Fase 1 (2009-2010): 70 kribben in W2
• Fase 2 (2011-2012): 139 kribben in W2
• Fase 3 (2012-2015): 247 kribben in W3 en W4
• Aanleg langsdammen
Project Kribverlaging Waal (KVW)

7. © Arcadis 2018
Verlaging kribben
• Verlaging kribben van ca. 1,5 m
• Verlaagde kribben ca. 65% van de tijd onder water
​Lengteprofiel:
Project Kribverlaging Waal (KVW)

8. © Arcadis 2018
Project Kribverlaging Waal
​Dwarsprofielen:
• Kribben W2 (fase 1 en fase 2) hebben zeer
brede kruin
• Kribben W3 en W4 (fase 3) hebben een
smallere kruin, maar een relatief flauw talud
op het bovenste deel van de krib

9. © Arcadis 2018
Bepalen parameters kribben
​Samenvatting methodiek
• Samenvoegen brondata tot vlakdekkend grid
• Toevoegen knikpunten in lengterichting aan de krib-punten (punten C en D + lichtopstanden)
• Toepassing Python-scripts (RWS) om parameters te bepalen
• Controle en naverwerking in GIS

10. © Arcadis 2018
Brondata
• Brondata afkomstig uit opleverdossier Kribverlaging Waal
• In 2017 zijn de data uit het opleverdossier voorbereid voor opname
in rivierkundige modellen (filteren, bewerken en structureren van
data uit opleverdossier)
• Data uit gegevensverzameling KVW in combinatie met algemene
brondata voor maken van samengesteld en vlakdekkend grid
Vlakdekkend grid
As built data
opleverdossier
KVW
Laseraltimetrie-
data 2015
Baseline
database

11. © Arcadis 2018
Brondata
• Laseraltimetrie-data kribben (fase 1 en 3)
• Multibeam-data kribkoppen (fase 1 en 3)
• Multibeam-data kribben (fase 2)
As built data
opleverdossier KVW
Laseraltimetrie-meting
2015
Baseline database

12. © Arcadis 2018
Brondata
• Laseraltimetrie-data kribben (fase 1 en 3)
• Multibeam-data kribkoppen (fase 1 en 3)
• Multibeam-data kribben (fase 2)
As built data
opleverdossier KVW
Laseraltimetrie-meting
2015
Baseline database

13. © Arcadis 2018
Brondata
• Laseraltimetrie-data kribben (fase 1 en 3)
• Multibeam-data kribkoppen (fase 1 en 3)
• Multibeam-data kribben (fase 2)
As built data
opleverdossier KVW
Laseraltimetrie-meting
2015
Baseline database

14. © Arcadis 2018
Brondata
• Laseraltimetrie-data kribben (fase 1 en 3)
• Multibeam-data kribkoppen (fase 1 en 3)
• Multibeam-data kribben (fase 2)
As built data
opleverdossier KVW
Laseraltimetrie-meting
2015
Baseline database

15. © Arcadis 2018
Theorie scripts
• Parameters die door scripts worden afgeleid:
• Kruinhoogte
• Teenhoogte links en rechts
• Kruinbreedte
• Taludhelling links en rechts
• Uitgangspunten:
• Toepassing Villemonte-overlaatformule: geldig voor trapeziumvormige overlaten met
enkelvoudige taluds
• Vlakdekkend grid met bodemhoogten beschikbaar rondom overlaten
• Methodiek: scripts leiden parameters af op op basis van 4 kenmerkende punten

16. © Arcadis 2018
Toelichting scripts: 4 kenmerkende punten

17. © Arcadis 2018
Toelichting scripts: afleiden parameters

18. © Arcadis 2018
Toelichting scripts: afleiden parameters

19. © Arcadis 2018
​Correctie parameter teenhoogte
• Uitgangspunt: overlaathoogte moet realistisch zijn om energieverlies goed te voorspellen
• Overlaathoogte = hoogteverschil tussen loslatingspunt stroming (A) en aanhechtingspunt (B)
benedenstrooms
• Keuze in scripts: teenhoogte bepalen op kniklijn onderaan talud (meer consistent met huidige
werkwijze in modellen)
Bron: RWS memo “Advies schematisering
overlaten met samengesteld dwarsprofiel”

20. © Arcadis 2018
Toelichting scripts: afleiden parameters

21. © Arcadis 2018
Toelichting scripts: afleiden parameters

22. © Arcadis 2018
Toelichting scripts: afleiden parameters

23. © Arcadis 2018
Toelichting scripts: afleiden parameters

24. © Arcadis 2018
Namen en toepassing scripts
•Input: kribben_lijnen en kribben_punten uit Baseline
•Output: loodlijnen per kribpunt (shapefile)
1. Script loodlijnengenerator: maakt
dwarslijntjes voor iedere punt op de krib
•Input: loodlijnen + vlakdekkend grid met hoogten
•Output: dbf met hoogtes en afstanden op de loodlijnen
2. ArcGIS-actie Stack Profile: maakt
tabellen van dwarsprofielen over het
vlakdekkend grid
•Input: dbf met hoogtes en afstanden + loodlijnen
•Output: SQLite database (kribben.db)
3. Script kribben vullen database: maakt
SQLite-database met resultaat van Stack
Profile
•Input: SQLite database (kribben.db)
•Optioneel: handmatig bestand met punten p4 (csv)
•Output: kribben.gdb/breakpoints (feature class) met de 4 kenmerkende punten (p1 t/m p4)
4. Script analyse knikpunten: bepalen
van de knikpunten (p1 t/m p4)
•Input: kribben_punten uit Baseline + kribben.gdb/breakpoints
•Output: kribben_punten uit Baseline inclusief kribparameters.
5. Script breakpoints verwerken:
bepalen kribparameters o.b.v. knikpunten
en koppelen aan kribben_punten uit
Baseline

25. © Arcadis 2018
• Hoe ziet de output van de scripts eruit?
• Welke nabewerkingen zijn gedaan op de resultaten?
• In welke gevallen gaat het niet goed en hoe is dit opgelost?
Output scripts en naverwerking

26. © Arcadis 2018
Output scripts Krib 931.605 (traject W3)

27. © Arcadis 2018
Output scripts Krib 931.605 (traject W3)

28. © Arcadis 2018
Output scripts Krib 899.330 (traject W2)

29. © Arcadis 2018
Output scripts Krib 899.330 (traject W2)

30. © Arcadis 2018
Naverwerking algemene uitgangspunten
​Gehele krib
• Ligging van de kruinlijn niet gewijzigd
• Kruinhoogte gecorrigeerd indien onbetrouwbaar
​Niet verlaagde delen van krib
• Standaard waarden parameters voor kruinbreedte en taludhelling
Verlaagde delen van krib
• Kruinbreedte:
• Ontbrekende kruinbreedtes geïnterpoleerd (alleen op basis verlaagde delen krib)
• Sterk afwijkende kruinbreedtes gecorrigeerd
• Taludhelling aangepast naar 1:3 of 1:7

31. © Arcadis 2018
Naverwerking specifieke oplossingen
​Wanneer moet output scripts gecorrigeerd of aangevuld worden?
• Overlap van verschillende brondata (metingen boven en onder water, Baseline-data) zorgt
soms voor scherpe overgangen in vlakdekkend grid
• Ontbreken van steile taluds
• Kruinhoogtes soms geprikt op punten op de oever of op metingen van vegetatie

32. © Arcadis 2018
Naverwerking Krib 901.745 (traject W2) – weinig p2’s vanwege flauwe helling

33. © Arcadis 2018
Naverwerking Krib 901.745 (traject W2) – weinig p2’s vanwege flauwe helling

34. © Arcadis 2018
Naverwerking Krib 951.13 (traject W4) – wel p2 maar sterk afwijkend

35. © Arcadis 2018
Naverwerking Krib 891.775 (traject W2) – meting kruinhoogte op vegetatie

36. © Arcadis 2018
Conclusies
• Scripts RWS zeer bruikbaar voor afleiden parameters voor kribben, maar nog geen volwaardige tool.
• Handmatige nabewerking nodig in volgende gevallen:
• Oeverzone, waar knikpunten niet goed meer te onderscheiden zijn
• Onterechte knikpunten als gevolg van scherpe overgang door verschillende brondata
• Te hoge kruin door prikken van hoogte op oever of vegetatie

37. © Arcadis 2018
Aanbevelingen
Als wordt besloten de script door te ontwikkelen...
• Gebruiksvriendelijk maken scripts:
• Als toolbox in ArcGIS of toevoegen aan de Baseline Invoer Module
• Scripts gedeeltelijk samenvoegen en handmatige ArcGIS-actie eruit halen:
- Maken loodlijnen en vullen database samenvoegen
- Analyse knikpunten en verwerken knikpunten samenvoegen
• Instelbare waarden voor grenswaarden steile taluds
• Optie voor vaste afstand voor bepalen teenhoogte
• Handleiding maken
• Uitbreiden scripts:
• Controle knikpunten in lengterichting van overlaten (ontbreken er punten op belangrijke knikpunten?)
• Inbouwen controle van de ligging van de kruinlijn van de overlaat en mogelijkheid tot bepalen nieuwe kruinlijn
• Protocol opstellen voor naverwerking van output

38. © Arcadis 2018
Vervolgonderzoek
• Onderzoek naar effect van vorm dwarsprofiel van overlaten
• Principeprofielen: toepassen Villemonte-formule voor verschillende type overlaten
• Onderzoek naar potentie van profielaanpassing als (hoogwater)maatregel
• Effect in praktijk: welke effecten zijn te verwachten als de scripts worden toegepast op afwijkende overlaten in
modellen
• Meer onderzoek naar fundamentele stromingsgedrag over en langs kribben en met name rond de kribkop

39. © Arcadis 2018
Discussiepunten
• Het maken van een goed vlakdekkend grid voor kribben is lastig vanwege verschillende meetmethoden
(boven en onder water), gaten in de data, scherpe overgangen en ruis in de rasterdata. Is het maken van
een vlakdekkend grid en het bepalen van de ‘werkelijke’ parameters voor kribben dan wel zinvol?
• Is het wenselijk en haalbaar om de werkelijke parameters overlaten i.c.m. Villemonte breder toe te passen
in de modellen, of voldoen de standaard parameters in de meeste gevallen?
• Moet er meer worden ingezet op scripts voor verbeteren van bodemhoogte, vegetatie en overlaten in de
modellen?
• Moeten de scripts onderdeel worden van D-HYDRO?