17 november 2011 Hydrodynamica van rivieren en kanalen Migratie SOBEK-RE naar SOBEK-River en verder.

34
17 november 2011 Hydrodynamica van rivieren en kanalen Migratie SOBEK-RE naar SOBEK-River en verder

Transcript of 17 november 2011 Hydrodynamica van rivieren en kanalen Migratie SOBEK-RE naar SOBEK-River en verder.

Page 1: 17 november 2011 Hydrodynamica van rivieren en kanalen Migratie SOBEK-RE naar SOBEK-River en verder.

17 november 2011

Hydrodynamica van rivieren en kanalen

Migratie SOBEK-RE naar SOBEK-River en verder

Page 2: 17 november 2011 Hydrodynamica van rivieren en kanalen Migratie SOBEK-RE naar SOBEK-River en verder.

2 17 november 2011Rijkswaterstaat

Waar ga ik het over hebben

• Inleiding• Gebruik SOBEK bij RWS• Korte SOBEK historie• Migratie SOBEK-RE naar SOBEK-River• Eisen en wensen• Testen en resultaten• En dan naar NGhS• Implementatie, gebruik bij RWS• En wat hebben we dan

Page 3: 17 november 2011 Hydrodynamica van rivieren en kanalen Migratie SOBEK-RE naar SOBEK-River en verder.

3 17 november 2011Rijkswaterstaat

Gebruik SOBEK bij RWS

Rivieren en kanalen Toen Nu Straks

Operationeel, waterstand en afvoer ++ ++ +

Operationeel, kwaliteit en temperatuur -- +- ++

Operationeel, peilbeheer - -+ ++

BOS, Maeslantkering, Oosterschelde (Implic) ++ ++ ++

Hydraulische Randvoorwaarden ++ +- --

Verkenningen ++ +- -

Landelijke waterverdeling, inclusief meren -- -+ ++

NHI -- -+ ++

Beheer en onderhoud vragen ++ +- -

Morfologie ++ ++ +

Page 4: 17 november 2011 Hydrodynamica van rivieren en kanalen Migratie SOBEK-RE naar SOBEK-River en verder.

4 17 november 2011Rijkswaterstaat

Korte SOBEK historie

• 90’er jaren, meerdere 1D systemen: Implic, Zwendl, Duflow

• Eerste helft jaren 90, ontwikkeling SOBEK als opvolger Zwendl• Begin jaren 90, ontwikkeling SOBEK Rural/Urban met nieuwe

rekenhart, Stelling schema• Eind jaren 90, SOBEK River Estuary (RE) met Preisman schema

• 2006, start integratie RE en Rural/Urban/River (RUR)• 2008, start integratie Duflow met Rural/Urban/River (RUR)• 2009, Next Generation hydro Software met SOBEK 3

Page 5: 17 november 2011 Hydrodynamica van rivieren en kanalen Migratie SOBEK-RE naar SOBEK-River en verder.

5 17 november 2011Rijkswaterstaat

Waarom migratie/integratie

• Voorkomen van dubbele ontwikkelkosten• Beperken beheer- en onderhoudskosten• Organisatie vereenvoudigen, RWS meer op afstand• Verbetering stabiliteit

• Kunnen we niet gewoon overstappen van SOBEK-RUR ?• Nee, specifieke functies vanwege de aard van het te modelleren

systeem• Kanaal, relatief eenvoudig• Rivier, 2D karakter onderbrengen in 1D

Page 6: 17 november 2011 Hydrodynamica van rivieren en kanalen Migratie SOBEK-RE naar SOBEK-River en verder.

6 17 november 2011Rijkswaterstaat

Rivier doorsnede

Page 7: 17 november 2011 Hydrodynamica van rivieren en kanalen Migratie SOBEK-RE naar SOBEK-River en verder.

7 17 november 2011Rijkswaterstaat

Rekenkundig gezien stoppen we dit …

Page 8: 17 november 2011 Hydrodynamica van rivieren en kanalen Migratie SOBEK-RE naar SOBEK-River en verder.

8 17 november 2011Rijkswaterstaat

… in dit, en dat is best knap

Page 9: 17 november 2011 Hydrodynamica van rivieren en kanalen Migratie SOBEK-RE naar SOBEK-River en verder.

9 17 november 2011Rijkswaterstaat

Achterstallig onderhoud: verschil in doorlaatfactor

Page 10: 17 november 2011 Hydrodynamica van rivieren en kanalen Migratie SOBEK-RE naar SOBEK-River en verder.

10 17 november 2011Rijkswaterstaat

Achterstallig onderhoud; mechanische aanpak

Page 11: 17 november 2011 Hydrodynamica van rivieren en kanalen Migratie SOBEK-RE naar SOBEK-River en verder.

11 17 november 2011Rijkswaterstaat

Trend; biologische aanpak, wel op tijd bij want …

Page 12: 17 november 2011 Hydrodynamica van rivieren en kanalen Migratie SOBEK-RE naar SOBEK-River en verder.

12 17 november 2011Rijkswaterstaat

… is dit het resultaat, wel betere doorlaatfactor!

Page 13: 17 november 2011 Hydrodynamica van rivieren en kanalen Migratie SOBEK-RE naar SOBEK-River en verder.

13 17 november 2011Rijkswaterstaat

Slecht onderhoud; lastig berekenen

Page 14: 17 november 2011 Hydrodynamica van rivieren en kanalen Migratie SOBEK-RE naar SOBEK-River en verder.

14 17 november 2011Rijkswaterstaat

Rivier problematiek; voorbeeld IJssel bij Gorssel

Page 15: 17 november 2011 Hydrodynamica van rivieren en kanalen Migratie SOBEK-RE naar SOBEK-River en verder.

15 17 november 2011Rijkswaterstaat

Waarom specifieke functies in RE

Page 16: 17 november 2011 Hydrodynamica van rivieren en kanalen Migratie SOBEK-RE naar SOBEK-River en verder.

16 17 november 2011Rijkswaterstaat

As van de rivier, lengte

#

#

#

#

#

934.00

937.00

935.00

938.00

936.00

Page 17: 17 november 2011 Hydrodynamica van rivieren en kanalen Migratie SOBEK-RE naar SOBEK-River en verder.

17 17 november 2011Rijkswaterstaat

SOBEK vakken

#

##

#

#

#

#

#

#

#543

541540

542

535

537

539

534

538

536

Page 18: 17 november 2011 Hydrodynamica van rivieren en kanalen Migratie SOBEK-RE naar SOBEK-River en verder.

18 17 november 2011Rijkswaterstaat

Kadesegmenten

543

541540

542

535

537

539

534

538

536

7.77

7.54

7.61

7.60

6.26

7.69

6.19

5.825.88

7.67

6.115.93

6.32

5.64

6.07

5.83

6.28

Page 19: 17 november 2011 Hydrodynamica van rivieren en kanalen Migratie SOBEK-RE naar SOBEK-River en verder.

19 17 november 2011Rijkswaterstaat

Stroomvoering

#

##

#

#

#

#

#

#

#543

541540

542

535

537

539

534

538

536

Page 20: 17 november 2011 Hydrodynamica van rivieren en kanalen Migratie SOBEK-RE naar SOBEK-River en verder.

20 17 november 2011Rijkswaterstaat

SOBEK profiel, eis is oplopend

Page 21: 17 november 2011 Hydrodynamica van rivieren en kanalen Migratie SOBEK-RE naar SOBEK-River en verder.

21 17 november 2011Rijkswaterstaat

SOBEK-River, eisen

• Functionaliteit minimaal gelijk aan de gebruikte functies in RE• Nauwkeurigheid, stabiliteit en rekensnelheid• Koppeling met Baseline

• Waterbeweging: extra weerstanden, diffuus-laterale instroming, retentie

• Zout, wind(-shielding,) triggers en controllers• Morfologie

• Verschillen in waterstand tussen RE en RUR kleiner dan 10 cm, verklaard en met kalibratie op te lossen

Page 22: 17 november 2011 Hydrodynamica van rivieren en kanalen Migratie SOBEK-RE naar SOBEK-River en verder.

22 17 november 2011Rijkswaterstaat

SOBEK River, wensen

• Koppeling met waterkwaliteitsmodule• Gebruikersvriendelijke aansturing• Koppeling met OpenDA voor

– Calibratie– Kalman filtering (operationeel)

Page 23: 17 november 2011 Hydrodynamica van rivieren en kanalen Migratie SOBEK-RE naar SOBEK-River en verder.

23 17 november 2011Rijkswaterstaat

Testen

• Functionele testen• Integrale testen• 5 modellen

– Noordelijk Delta Bekken (TMR2006 + VZM)– Rijntakken (J06_4)– Maas (J04_4-2)– Moezel (Duitsland)– Niederrhein model (Duitsland)

Page 24: 17 november 2011 Hydrodynamica van rivieren en kanalen Migratie SOBEK-RE naar SOBEK-River en verder.

24 17 november 2011Rijkswaterstaat

Resultaten

• Naar aanleiding eerste testen 3 aanpassingen– Verwijdering energieverliezen bij plotselinge verbredingen– Implementatie zomerkaden in RUR– Implementatie begrippen stroomvoering en berging

• Verbetering PID-controller

Page 25: 17 november 2011 Hydrodynamica van rivieren en kanalen Migratie SOBEK-RE naar SOBEK-River en verder.

25 17 november 2011Rijkswaterstaat

Resultaat NDB Maas tak, voor verbetering

-0.050.000.050.100.150.200.250.300.350.40

0 5000 10000 15000 20000 25000

position [m]

dif

fere

nce

[m

]

4

5

6

7

8

wat

er l

evel

[m

]

difference water level water level RUR water level RE

Page 26: 17 november 2011 Hydrodynamica van rivieren en kanalen Migratie SOBEK-RE naar SOBEK-River en verder.

26 17 november 2011Rijkswaterstaat

Resultaat NDB Maas tak, na verbetering

-0.050.000.050.100.150.200.250.300.350.40

0 5000 10000 15000 20000 25000

position [m]

dif

fere

nce

[m

]

4

5

6

7

8

wat

er l

evel

[m

]

difference water level water level RUR water level RE

Page 27: 17 november 2011 Hydrodynamica van rivieren en kanalen Migratie SOBEK-RE naar SOBEK-River en verder.

27 17 november 2011Rijkswaterstaat

Resultaat gevoeligheid PID verbetering

-0,20

-0,10

0,00

0,10

0,20

0,30

0,40

0,50

0 20000 40000 60000 80000 100000 120000 140000

chainage [m]

dif

fere

nce

[m

]

80

90

100

110

120

130

wat

er l

evel

[m

]

difference water level water level RUR water level RE

Page 28: 17 november 2011 Hydrodynamica van rivieren en kanalen Migratie SOBEK-RE naar SOBEK-River en verder.

28 17 november 2011Rijkswaterstaat

Resultaat PID verbetering, streefpeil 122,8

-0.20-0.100.000.100.200.300.400.500.600.700.80

20000 25000 30000

chainage [m]

dif

fere

nce

[m

]

115

117

119

121

123

125

wat

er l

evel

[m

]

difference water level water level RUR water level RE

Page 29: 17 november 2011 Hydrodynamica van rivieren en kanalen Migratie SOBEK-RE naar SOBEK-River en verder.

29 17 november 2011Rijkswaterstaat

Resultaat samenvattend

• Waterstanden over het algemeen binnen 10 cm• Verschillen kleiner bij kleinere plaatsstappen• Verschillen kleiner bij gelijkmatig verloop van opvolgende profielen• PID-controllers controleren en eventueel opnieuw afregelen• Importeren van RE in RUR vraagt de nodige aandacht• Koppelen van RE aan RUR modellen met OpenMI• Rekentijd nog aandachtspunt

• Deltares: de overeenkomst tussen RE en RUR is voldoende goed en adviseert RWS over te stappen op SOBEK-RUR

• RWS neemt dit advies over• Eind 2011 advies hoe zout te modelleren

Page 30: 17 november 2011 Hydrodynamica van rivieren en kanalen Migratie SOBEK-RE naar SOBEK-River en verder.

30 17 november 2011Rijkswaterstaat

En dan naar NGhS

• Opname rekenhart SOBEK-RUR onder NGhS: SOBEK 3• DeltaShell, gebruikersvriendelijker UI met aansturing van alle functies• Ook 2D en 3D integreren (Waqua/Triwaq en Delft3D)

Page 31: 17 november 2011 Hydrodynamica van rivieren en kanalen Migratie SOBEK-RE naar SOBEK-River en verder.

31 17 november 2011Rijkswaterstaat

Implementatie bij RWS

Verantwoord overstappen van SOBEK-RE naar SOBEK-Rural Urban River

RWS gaat uit van • Rekenhart van SOBEK-RUR onder NGhS: SOBEK 3• User Interface NGhS (Delta Shell) • D-Real Time Control als module voor controllers en triggers• Aansluiting op OpenDA

Schematisaties• Schematisaties opzetten onder User Interface NGhS (Deltashell)• Schematisaties kalibreren met nieuwe rekenhart

Page 32: 17 november 2011 Hydrodynamica van rivieren en kanalen Migratie SOBEK-RE naar SOBEK-River en verder.

32 17 november 2011Rijkswaterstaat

Implementatie SOBEK-RUR/Sobek 3, tijdschatting

Rivieren en kanalen periode

Operationeel, waterstand en afvoer 2012-2013

Operationeel, kwaliteit en temperatuur 2013-2014

Operationeel, peilbeheer 2010-2013

Hydraulische Randvoorwaarden Nvt

Beheer en onderhoud vragen Nvt

Verkenningen Nvt

Landelijke waterverdeling, inclusief meren 2010-2013

NHI 2010-2013

BOS, Maeslantkering, Oosterschelde (Implic) 2013-2016

Morfologie 2013-2014

Page 33: 17 november 2011 Hydrodynamica van rivieren en kanalen Migratie SOBEK-RE naar SOBEK-River en verder.

33 17 november 2011Rijkswaterstaat

En wat hebben we dan?

• Minder rekenharten• Minder beheer-, onderhoud- en ontwikkelkosten

• Meer stabiliteit• Meer beschikbare functies (kwaliteit, controllers en triggers, OpenDA)• Betere koppeling tussen 1d en 2d modellen • En dus ook betere koppeling, overeenkomst tussen toepassingen• Betere uitwisseling met andere waterbeheerders (OpenMI)

Page 34: 17 november 2011 Hydrodynamica van rivieren en kanalen Migratie SOBEK-RE naar SOBEK-River en verder.

34 17 november 2011Rijkswaterstaat

Vragen ?