Presentatie door Firmijn Zijl, Iris Niesten, Menno Genseberger, Julien Groenenboom en Meinard Tiessen (Deltares) op het D-HYDRO Symposium 2019, tijdens de Deltares Software Dagen - Editie 2019. Woensdag, 19 juni 2019, Delft.

1. Ontwikkeling D-HYDRO modellen voor RWS
Stand van zaken 6e generatie modelschematisaties
Deltares & RWS
19 juni 2019

2. 26 juni 2019
Hele beheergebied RWS
• 1D, 2D (3D) schematisaties
• Inclusief Noordzee (en Waddenzee)

3. DCSM-FM
Dutch Continental Shelf Model
Firmijn Zijl
D-HYDRO Symposium, 19 juni 2019: 6e generatie RWS modelschematisaties

4. Voorstel North Sea modelschematisaties
Hor. schematisation Vert. schematisation Applications
DCSM-FM 0.5nm
DCSM-FM 100m
2D
3D (+S/T)
2D
Ensemble Prediction
System (EPS)
(WMCN-KUST)
Deterministic water level
forecasts
(HMC, WMCN-KUST)
Water levels (incl. MDT)
Geodetic applications
Currents and transport
Water quality and ecology
3D boundary conditions
Oil dispersal
SAR
MetOcean

5. DCSM-FM (0.5nm)
Yellow: 1/10° x 1/15° ~ 4 nm x 4 nm
Green: 1/20° x 1/30° ~ 2 nm x 2 nm
Blue: 1/40° x 1/60° ~ 1 nm x 1 nm
Red: 0.75’ x 0.5’ ~ 0.5 nm x 0.5 nm
DCSM-FM, 630,000 nodes with variable resolution
→ 800 m isobath
→ 50 m isobath
→ 200 m isobath
RMSE surge 2013-2017

6. DCSM-FM 0.5nm vs. 100m
June 28, 2018
DCSM-FM 0.5 nm DCSM-FM 100m
Red: ~ 0.5 nm (~925m)
Yellow: ~465m
Green: ~230m
Blue: ~115m

7. 3D DCSM-FM
Stratification Oystergrounds

8. RMM
Rijnmaasmonding
D-HYDRO Symposium, 19 juni 2019: 6e generatie RWS modelschematisaties

9. RMM: doel (meerjaren)
Model voor het RMM-gebied dat gebruikt kan worden voor:
▪ in 2D:
− productieberekeningen WBI
− vergunningverlening
− in toekomst mogelijk operationele hoogwatervoorspellingen
▪ in 3D:
− zoetwatervoorziening (operationeel en scenarioberekeningen)
− ecologie/waterkwaliteit
− scheepvaart en scheepvaartbegeleiding (voor Havenbedrijf Rotterdam) (operationeel en
scenarioberekeningen)
− sedimentbeheer (zand en slibtransport)
▪ één model voor alle toepassingen (zelfde rooster, Baseline-data, instellingen,…)
▪ overlap met andere gebieden: Rijntakken, Maas, Noordzee, Oosterschelde

10. RMM: werk verricht in 2018/2019
Werk verricht in 2018/2019: start bouw van het 2D-model
▪ 2D-rooster gemaakt van binnengebied en voor Noordzee-deel, met optimalisatie van de rekentijd
▪ onderzoek driehoeken/vierhoeken
▪ opbouwen Baseline-schematisaties voor kalibratie en validatie
▪ omzetten eerste modelversie naar D-HYDRO
▪ eerste testberekeningen met het D-HYDRO-model in 2D
▪ plan van aanpak voor een versnelling van de bouw van een 3D-model

11. RMM: werk gepland voor 2019/2020
Werk gepland voor de rest van 2019 (deels al gestart):
▪ modeltests: keringen, wind
▪ kalibratie
▪ rapportage
▪ starten aan 3D-versie
▪ aansluiten keringenscript
Werk gepland voor de rest van 2020:
▪ afmaken modelvalidatie en rapportage
▪ testberekeningen voor WBI

12. RMM: tijdstaponderzoek binnengebied
• Rooster op verschillende
punten aangepast naar
aanleiding van limiterende
tijdstappen
• Overgangsgebieden curvi naar
driehoek strategisch geplaatst

13. RMM: rooster binnengebied
• grote curvi cellen gewenst om kleine
(limiterende) driehoeken te voorkomen
• aansluiting op regelmatige/gelijkzijdige
driehoeken Haringvliet
• havenbekkens worden
gevolgd

14. RMM: voorstel rooster Noordzee
• Opties voor Noordzeerooster

15. Rijntakken
Iris Niesten
D-HYDRO Symposium, 19 juni 2019: 6e generatie RWS modelschematisaties

16. Rijntakken
• Implementatie kunstwerken (Maas)
• Naamgevingsconventie (Maas)
• Bepalen basisruwheid zomerbed
• Gebruik kalibratiefactor
• StaVaZa Rijntakken
Trachytopen
Winterbed
White Colebrook (51)
Manning (53)
Chezy (52)
Vegetatie (152)
Bomen (251)
Heggen (202)
Combinaties (2)
Zomerbed
White Colebrook (51)
Simplified Van Rijn (101)
Uniforme ruwheidsdefinitie
Manning
UnifFrictType = 1
Kalibratiefactor
Impulsvergelijking

17. Rijntakken: Basisruwheid
• “Fysische ruwheid” gebaseerd op data
• Zomerbed: Simplified van Rijn:
𝑘 𝑠 = 𝐴ℎ0.7
1 − 𝑒−𝐵ℎ−0.3
• Afhankelijk van duinhoogte en korrelgrootte

18. Rijntakken: Basisruwheid
• “Fysische ruwheid” gebaseerd op data
• Zomerbed: Simplified van Rijn:
𝑘 𝑠 = 𝐴ℎ0.7
1 − 𝑒−𝐵ℎ−0.3
• Afhankelijk van duinhoogte en korrelgrootte

19. Rijntakken: Basisruwheid
• “Fysische ruwheid” gebaseerd op data
• Zomerbed: Simplified van Rijn:
𝑘 𝑠 = 𝐴ℎ0.7
1 − 𝑒−𝐵ℎ−0.3
• Afhankelijk van duinhoogte en korrelgrootte
• Databronnen niet overal consistent
• Coëfficiënt A visueel afgeleid uit ruimtelijke variatie in duinhoogte

20. Rijntakken: Basisruwheid
• “Fysische ruwheid” gebaseerd op data
• Zomerbed: Simplified van Rijn:
𝑘 𝑠 = 𝐴ℎ0.7
1 − 𝑒−𝐵ℎ−0.3
• Afhankelijk van duinhoogte en korrelgrootte
• Databronnen niet overal consistent
• Coëfficiënt A visueel afgeleid uit ruimtelijke variatie in duinhoogte
0.00
0.02
0.04
0.06
0.08
0.10
0.12
0.14
0.16
850 860 870 880 890 900 910 920 930 940 950 960
Alfa[-]
Distance (km)
Alfa
Alfa_fit
0.00
0.20
0.40
0.60
0.80
1.00
1.20
1.40
1.60
850 860 870 880 890 900 910 920 930 940 950 960
Duneheight(m)
Distance (km)
Hd (m)
Hd_fit
mov. avg. (1.0 km)

21. Rijntakken: Basisruwheid
• “Fysische ruwheid” gebaseerd op data
• Zomerbed: Simplified van Rijn:
𝑘 𝑠 = 𝐴ℎ0.7
1 − 𝑒−𝐵ℎ−0.3
• Afhankelijk van duinhoogte en korrelgrootte
• Databronnen niet overal consistent
• Coëfficiënt A visueel afgeleid uit ruimtelijke variatie in duinhoogte
• Ruwheid zomerbed onzeker -> gebruik kalibratiefactor

22. Rijntakken: Gebruik kalibratiefactor
ruwheidstra ect ruwheidstra ect ruwheidstra ect
a ibratie actor

23. Rijntakken: Gebruik kalibratiefactor
ruwheidstra ect ruwheidstra ect ruwheidstra ect
a ibratie actor
ruwheidstra ect ruwheidstra ect ruwheidstra ect
a ibratie actor

24. Rijntakken: Gebruik kalibratiefactor
M
Aandachts- / discussiepunten:
• Lengte gladde overgang
• Gladde overgang op splitsingspunten
• Kalibratie over vaste lagen

25. Rijntakken: Hoogwater 1995 - Waal

26. IJsselmeergebied
Menno Genseberger e.a.
D-HYDRO Symposium, 19 juni 2019: 6e generatie RWS modelschematisaties

27. Markermeer: update met diepte survey Marker Wadden
rekenrooster: boundary fitted
(kustlijn, eilanden)
details IJburg (links) en Marker
Wadden (rechts)

28. Markermeer: update met diepte survey Marker Wadden
j18
j18

29. IJsselmeergebied: Markermeer, Veluwerandmeren

30. IJsselmeergebied: Markermeer, Veluwerandmeren, IJsselmeer, IJssel Vecht Delta

31. IJsselmeergebied: IJsselmeer, IJssel Vecht Delta

32. Grevelingen
D-HYDRO Symposium, 19 juni 2019: 6e generatie RWS modelschematisaties
Julien Groenenboom

33. Grevelingen
Wat speelt er?
• Waterkwaliteit
• Peilbeheer
Modelkenmerken
• 3D, z-lagen
• Zout en temperatuur
• Waterbalans
• Stand-alone
• Koppeling met DELWAQ
Brouwersdam
Grevelingendam
Grevelingen
Oosterschelde
100m
50m
100m

34. Grevelingen
Aanpak
• Verificatie stormopzet en -afwaaiing
• Kalibratie (jaarsom 2008)
• Validatie (jaarsom 2000, 2017)
• Actualisatie waterkwaliteitsmodel
6e generatie
• Hogere resolutie
• Nu wel parallel rekenen
• Oplevering na de zomer

35. Oosterschelde &
Veerse Meer
D-HYDRO Symposium, 19 juni 2019: 6e generatie RWS modelschematisaties
Meinard Tiessen

36. Vervanging huidige model(len)
zoals WAQUA SCALOOST
Rooster regelmatige driehoeken,
met verfijningen bij kunstwerken (OSK) en
bijvoorbeeld haven(tje)s.
Model opgezet voor beschrijven
- Waterstanden
- Stroomsnelheden (OS)
Model voorlopig opgezet in 2D, maar ook geschikt
voor 3D simulaties en onderzoek naar
transporprocessen
Waterstand
Stroomsnelheid
Rooster nabij OSK
Oosterschelde & Veerse Meer