27 juni 2016

Deltares Software Dagen:

D-HYDRO Symposium

Modelontwikkeling en validatie voor 2Dh

Westerschelde model

Meinard Tiessen, Julia Vroom, Jebbe van der Werf

Opzet

Ontwikkeling van D-HYDRO versie van Westerschelde model

Behoefte voor:

- Grid optimalisatie

- Snellere rekentijden

- Vergelijkbare nauwkeurigheid met Delft3D

- Detail-verhoging in specifieke gebieden

Deze presentatie:

1: Validatie NeVla model:

- Westerschelde en Schelde

- Vergelijking met Delft3D

2: Detailstroming

- Specifiek in intergetijdegebied

Plaat van Walsoorden

- Variatie roosterresolutie

27 juni 2016

1: NeVla

27 juni 2016

NeVla model:

Delft3D en D-HYDRO FM

Vergelijking met metingen in de

Westerschelde & Schelde

1. NeVla Flexible Mesh model

Bestaand Delft3D model

Flexible Mesh model

Ontwikkeling

• Rooster resolutie

• Bodemhoogte (2011)

• Ruwheden

Komen overeen met D3D

• Randvoorwaarden

DCSM-ZUNO met Kalman filtering

• Rivieren (Debiet, S)

• Kustlangs (Z, S)

• Kustdwars (C, S)

• Wind (Vlissingen)

• Gesimuleerde periode: 2013

1.2 Modeldomein en meetlocaties

1.2 Vergelijking waterstanden

Wind / opzet gedreven waterstandvariatie redelijk goed

Delft3D

D-HYDRO FM

1.3 Harmonische waterstand

M2 getij component

Delft3D

D-HYDRO FM

1.3 Harmonische waterstand

M4 getij component

Restultaten lopen verder uit elkaar, en laten grotere verschilen met metingen zien

Delft3D

D-HYDRO FM

1.5 Stroomsnelheden

In de Westerschelde: HWRT (Hansweert)

• Kleine onderschatting pieksnelheid

• Delft3D en D-HYDRO FM nagenoeg identiek

Delft3D

D-HYDRO FM

1.6 Harmonische stroomsnelheid

27 juni 2016

In de Westerschelde: HWRT (Hansweert)

• Grootste getij-componenten goed gereproduceerd

• Met name correct for lager-harmonische componenten.

Delft3D

D-HYDRO FM

1.7 Rekentijden

1.7 Rekentijden

2: Walsoorden

27 juni 2016

Stroming over intergetijdegebieden

D-HYDRO FM gevoeligheidsonderzoek

Plaat van Walsoorden

2. Stroming over platen

Doelstellingen:

Verkrijgen inzichten in detail-stroming over en rond platen

Opzet: - Gebruikmakend van mogelijkheden van Flexible Mesh een detail

model in het gevalideerde NeVla model vervlechten en

toepassen voor:

- Validatie aan de hand van meetgegevens Walsoorden

(2013)

2. Plaat van Walsoorden

• Jaarlijkse stroomsnelheden-meetcampagne van ongeveer een maand

2.1 Grid resolutie

Vergelijking:

• Bestaande NeVla rooster (DFM)

• Verhoging van de rooster resolutie

• Verlaging van de rooster resolutie

Vergrofde rooster Verfijnde rooster Originele rooster

Originele rooster

Vergrofde rooster

Verfijnde rooster

Max cellengte 500 m Max cellengte 250 m

Max cellengte 125 m

• Detail rooster Walsoorden

gekoppeld aan bestaande NeVla

FM rooster

• Verdubbeling (of halvering) grid via

Casulli-refinement

• Verdubbeling resolutie leidt tot

betere representatie

hoogteverschillen op lokaal niveau

2.1 Grid resolutie

Originele rooster Diep meetstation:

2.1 Grid resolutie

Originele rooster Fouten in de stromingsvoorspelling:

2.1 Grid resolutie

Vergelijking tussen

originele, grovere en

fijnere rooster:

- Vergrofde rooster:

grotere fout

- Verfijnde rooster:

Kleine afname in

fout

- Effect met name

voor ondiepe delen

Vergrofd

Origineel

Verfijnd

3 Conclusies

D-HYDRO versie versus Delft3D versie:

- Even nauwkeurige reproductie waterstanden in Westerschelde

(Antwerpen: 17 cm)

- Beperkte voorspelfouten stroomsnelheden:

(snelheid: 6cm/s; richting: 8-9 graden)

- Rekentijden van D-Hydro versie signficant sneller

(met roosteroptimalisatie: rekentijd wordt ¼ van Delft3D)

Mogelijkheden tot verfijnen rooster:

- Snel en eenvoudig te implementeren

- Verhoging resolutie leidt tot kleine verbetering (1cm/s) in

nauwkeurigheid stromingsvoorspellingen

- Vooral effectief voor ondiepe delen & gebieden met diepte-variatie

Einde

Vragen?

1.1 Rekentijden

Vervolg: Validatie en

vergelijking Delft3D

met Geoptimaliseerd

FM model

1.2 Vergelijking waterstanden

Target diagram

Delft3D D-HYDRO FM

1.2 Vergelijking waterstanden

Rivier afvoer Schelde

Delft3D

D-HYDRO FM

1.3 Harmonische waterstand

S2 getij component

Delft3D

D-HYDRO FM

1.5 Stroomsnelheden

Offshore: W7

• Onderschatting pieksnelheid bij vloed

• Delft3D en D-HYDRO FM nagenoeg identiek

Delft3D

D-HYDRO FM

1.5 Stroomsnelheden

Nabij Antwerpen: ZDVL (Zandvliet)

• Onderschatting pieksvloed-0nelheid

• Maximale stroomsleheid Delft3D lager dan D-HYDRO FM

Delft3D

D-HYDRO FM

1.7 Zoutgehalte

27 juni 2016

Delft3D

D-HYDRO FM

2.1 Grid resolutie

• Detail rooster Walsoorden gekoppeld aan bestaande NeVla (D-Flow FM) rooster

• Verdubbeling (of halvering) grid via Casulli-refinement

• Ontbreken van halve cellen op randen domein (over het algemeen boven water)

• Orthogonaliteit en smoothness niet perfect (al in originele grid)

Verdubbeling aantal

roostercellen Walsoorden:

2.1 Grid resolutie

Originele rooster Ondiep meetstation: