03 - DSD-NL 2016 - Geo Klantendag - Workshop bodemdaling - Henk Kooi, Hans van Meerten, Deltares

Click here to load reader

  • date post

    14-Apr-2017
  • Category

    Science

  • view

    281
  • download

    1

Embed Size (px)

Transcript of 03 - DSD-NL 2016 - Geo Klantendag - Workshop bodemdaling - Henk Kooi, Hans van Meerten, Deltares

  • Met iMOD rekenen aan bodemdaling op

    regionale en lokale schaal

    Henk Kooi

    Workshop Geo Klantendag, 16 juni 2016

  • Inhoud

    Bodemdaling

    problematiek

    oorzaken

    de rol van modellering

    iMOD SUB-CR

    processen / theorie

    voorbeelden modellering op lokale schaal (generiek; Jakarta)

    voorbeeld modellering op regionale schaal (Mekong delta)

    Vragen/discussie

  • Bodemdaling: waar praten we over?

    9 m daling

    tussen

    1925-1977

    (52 jaar)

    ~ 17.3 cm/jr

  • Bodemdaling Jakarta 1974-2010:

    1974-1982

    1982-1991

    1991-2000

    2000-2010

    Totaal -25 tot -400 cm ; snelheid -0.5 tot -17 cm/jaar -4,1 meter

    -1,4 meter -2,1 meter

    -0,7 meter

    -0.25 meter

    -4,1 meter -2,1 meter

    -1,4 meter -0,7 meter

    -0.25 meter

    Bodemdaling: waar praten we over?

  • Gevolgen

    overstromingsrisico (zee en rivier)

    schade gebouwen & infrastructuur

    verstoring water management

    http://www.google.nl/url?sa=i&rct=j&q=&esrc=s&source=images&cd=&cad=rja&uact=8&ved=0ahUKEwiw3vbmmZDMAhXDHw8KHQtAB-EQjRwIBw&url=http://www.mysinchew.com/node/102539&bvm=bv.119408272,d.ZWU&psig=AFQjCNGlrRYmvLQyY15SKhGGRixKp5xzfg&ust=1460794513778306

  • Problematiek in eigen land

    woningen wegen/onderhoud

    waterbeheer leidingen en aansluitingen

  • 27 juni 2016

    Oorzaken

    Autonome processen (geologisch)

    Meestal beperkt

    Menselijk handelen:

    Olie/gaswinning

    Grondwaterwinning (compactie beneden grondwaterspiegel)

    Drainage (compactie boven grondwaterspiegel) & (oxidatie van veen)

    Belasting/zetting

    D-Settlement

    veenweidegebieden NL

    iMOD SUB-CR

  • De rol van modellering

    27 juni 2016

    1. Meten van bodemdaling

    2. Matching (ontrafelen van het meetsignaal) Oorzaken

    3. Modellering Voorspellen van bodemdaling

    4. MKBAs Wat is de schade en wat zijn vermijdbare

    kosten?

    5. Maatregelen Mogelijke oplossingsrichtingen?

  • iMOD SUB-CR

    processen / theorie

  • Gekoppelde grondwaterstroming en compressie

    27 juni 2016

    grondwater model stijghoogte (x,y,z,t) effectieve druk verandering (x,y,z,t)

    compressie; rek (x,y,z,t)

    Bodemdaling (x,y,t)

    interbed fractie:

    Watervoerend pakket

    deels compressibele

    sedimenten

  • Keuze uit twee compressie modellen

    11

    Bjerrum (NEN)

    RR recompressie/zwel ratio CR compressie ratio

    Ca secundaire compressie ratio (kruip)

    Isotache (abc model)

    a recompressie/zwel constante

    b compressie constante

    c secundaire compressie constante (kruip)

    Bjerrum

    Toevoeging van kruip is belangrijkste innovatie in vergelijking met bestaande

    Bodemdalingssoftware van de USGS (Modflow modules)

  • iMOD SUB-CR

    Voorbeelden modellering op lokale schaal

  • Generieke 1 koloms test

    27 juni 2016

    0

    -1

    -11

    -12 m t>0:

    stijgh. verlaging

    klein: 1 m

    groot: 6 m

    h=0

    t=0:

    hydrostatisch 3

    3 1

    :

    10 /

    5 10

    z

    s

    confining layer

    K m day

    S m or stress dependent

    OCR variabel (1.5, 1.7, 2.0)

  • Vergelijking met andere software

    27 juni 2016

    Klei laag bestaat

    uit 20 sublagen

    Kleine verlaging (1 m)

    Effect van OCR

  • 27 juni 2016

    OCR=1.5

    Vergelijking met andere software

    grote verlaging (6 m)

  • Voorbeeld input (runfile iMOD; 3 lagen)

    16

    D:\herprogrammeringSCR\runfiles\result3_8spOCR1.1\

    3 3 5 0 1 0 0 0 0

    1 0 0 0 0 1

    50,20,0.100E-03,0.100,0.98,1,0.01,25,1,1

    0 0 10 10 10 0

    ACTIVE MODULES

    1,1,0 (bnd)

    1,1,0 (shd)

    1,1,0 (khv)

    1,1,0 (kva)

    1,1,0 (kvv)

    1,1,0 (top)

    1,1,0 (bot)

    1,1,0 (sto)

    1,1,0 (scr) {activate SUB-CR package}

    1,1,0 (chd)

    1,1,0 (ghb)

    0 0 10 10

    MODULES FOR EACH LAYER

    3,(bnd)

    1,1.0,0.0,-1

    2,1.0,0.0,1

    3,1.0,0.0,1

    3,(shd)

    1,1.0,0.0,0

    1,(scr) SUBSIDENCE CREEP {general SUB-CR input block}

    1 2 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 {IMETHOD, ISTPCS, IOUT()}

    1,0,0 {GL0}

    1,0,1.7 {SGM}

    1,0,2 {SGS}

    2,1,0,10 {THICK = interbed fraction}

    2,1,0,0.01 {RR}

    2,1,0,0.18 {CR}

    2,1,0,0.01 {CA}

    2,1,0,0.75 {VOID}

    2,1,0,0 {SUB0}

    1,1,0,1.5 {OCR}

    2,1,0,1.5 {OCR}

    3,1,0,1.5 {OCR}

  • Sunter well/

    borehole

    Voorbeeld 1D Jakarta

    Gereconstrueerde stijghoogte tijdreeksen uit monitoring

  • RR, CR

    used in modeling

    OCR

    '0.7

    w

    z

    '0.5

    w

    z

    ' tan css

    0.82.3'

    ss OCR

    RR CR Ca

    clay 0.0600 0.180 0.0072

    sandy clay 0.0383 0.115 0.0046

    sand 0.001 0.001 0

    Compressie params gebaseerd of lab rapporten

    Undrained shear

    Strength tests:

  • Gemodelleerde historische ontwikkeling Sunter

    Stijghoogte (m)

    Bodemdaling (m)

    kruip

    geen kruip

  • (bij handhaving huidige stijghoogtes)

    Bodemdaling (m)

    Stijghoogte (m)

    Prognose ontwikkeling bodemdaling tot 2100

    ~ 70 cm

    (2010-2100)

  • iMOD SUB-CR

    Voorbeeld modellering op regionale schaal:

    Mekong delta, Vietnam

    (PhD project Philip Minderhoud, UU/Deltares)

  • Integration extensive data sets

    Meteo data (monthly) > 500.000 extraction wells and history

    Geological boreholes and cross-sections 3D hydrogeological subsurface model

    Period: 1991-2015 Monthly increments

    Parameterization and

    calibration: based on data from Vietnamese partners

    Deltares open-source software suites: iMOD shell for ModFlow SubCr subsidence mod.

    Data is provided by the Division of Water Resources Planning and Investigation for the South of Vietnam (DWRPIS)

  • Cumulative subsidence Hydraulic head (Middle Pleistocene aquifer)

    Model results

    2015

  • Comparison with subsidence observations Modeled subsidence (uncalibrated)

    2006-2010 Total measured subsidence

    2006-2010

  • Samenvatting iMOD-SUB-CR

    Voor modellering van grondwater-gedreven bodemdaling

    Bruikbaar voor lokale en regionale modellering

    Compressiemodel zelfde als in Deltares software DSettlement

    Rekenprogramma geverifieerd

    Zal op korte termijn beschikbaar komen in nieuwe iMOD release

    http://www.google.nl/url?sa=i&rct=j&q=&esrc=s&source=images&cd=&cad=rja&uact=8&ved=0ahUKEwjO06WIlpbNAhWJKMAKHSxqAXwQjRwIBw&url=http://www.ongeneeslijk.nl/Veelgesteldevragen.aspx&psig=AFQjCNHWfk00o_0rNKf69w-XWM2un6n86g&ust=1465397696852922