Eric Sprokkereef Rijkswaterstaat Waterdienst Afdeling Crisis Management en Informatievoorziening

SIMONA gebruikersdag 2 april 2008

Waterstand- en afvoervoorspelling Waterstand- en afvoervoorspelling voor de Nederlandse rivierenvoor de Nederlandse rivieren

van incidentele hoogwatervoorspelling naar van incidentele hoogwatervoorspelling naar continue en klantgerichte afvoervoorspellingcontinue en klantgerichte afvoervoorspelling

Eric SprokkereefEric Sprokkereef

Rijkswaterstaat WaterdienstRijkswaterstaat Waterdienst

Afdeling Crisis Management en InformatievoorzieningAfdeling Crisis Management en Informatievoorziening


InhoudInhoud

De stroomgebiedenDe stroomgebieden Historisch overzichtHistorisch overzicht FEWS NLFEWS NL Omgaan met onzekerhedenOmgaan met onzekerheden Plannen voor de toekomtPlannen voor de toekomt


North S ea

Netherlands G erm any

Belgium

France

Austria

Sw itzerland

Brussels

Am sterdam

Cologne

Bonn

Luxem burg

Frankfurt

Munich

Bern

Rhine

Meuse


Karakteristieken

Rijn Maas Opp. stroomgebied 185.000 km2 36.000 km2 Lengte 1.320 km 935 km Type sneeuw + regen regen Q gemiddeld 2.300 m3/s 230 m3/s Q max 13.000 m3/s 3.000 m3/s


Looptijd hoogwatergolf tot Nederlandse grens

uren/heures dagen/jours


Organisatie voorspelling Organisatie voorspelling

Dagelijkse voorspellingen voor de Rijn (365 d/j)Dagelijkse voorspellingen voor de Rijn (365 d/j) Geen regelmatige voorspellingen voor de MaasGeen regelmatige voorspellingen voor de Maas Hoogwatervoorspellingen bij overschrijden van Hoogwatervoorspellingen bij overschrijden van

vaste peilen vaste peilen RWS WD is verantwoordelijk voor voorspellingen RWS WD is verantwoordelijk voor voorspellingen

op landsgrenzenop landsgrenzen Regionale diensten zijn verantwoordelijk voor Regionale diensten zijn verantwoordelijk voor

voorspellingen binnen Nederlandvoorspellingen binnen Nederland RWS WD publiceert hoogwaterberichten voor RWS WD publiceert hoogwaterberichten voor

heel Nederlandheel Nederland


Welke instrumenten gebruikten we Welke instrumenten gebruikten we in 1995?in 1995?

tot januari 1999: statistisch model tot januari 1999: statistisch model LOBITHW (voor dagelijkse berichtgeving LOBITHW (voor dagelijkse berichtgeving en voor hoogwatervoorspellingen)en voor hoogwatervoorspellingen)


Model LOBITHWModel LOBITHW

statistisch model op basis van meervoudig statistisch model op basis van meervoudig lineaire regressielineaire regressie

input: waterstanden, afvoeren, gemeten en input: waterstanden, afvoeren, gemeten en voorspelde neerslagvoorspelde neerslag

output: waterstandvoorspellingen voor output: waterstandvoorspellingen voor Lobith voor de komende 4 dagenLobith voor de komende 4 dagen


Gewenste nauwkeurigheid voor Gewenste nauwkeurigheid voor

hoogwatervoorspellingen voor de Rijn te Lobithhoogwatervoorspellingen voor de Rijn te Lobith

Zichttijd (dagen) Nauwkeurigheid in cm

1 ± 10

2 ± 15

3 ± 20

4 ± 40


Resultaten model LOBITHW tijdens Resultaten model LOBITHW tijdens hoogwater 1995hoogwater 1995

Uitgegeven voorspelling 1 dag vooruit

1200

1300

1400

1500

1600

1700

26-0

1

27-0

1

28-0

1

29-0

1

30-0

1

31-0

1

1-02

2-02

3-02

4-02

5-02

6-02

datum

wat

erst

and

in [

cm +

NA

P]

H Lobith voorspelling 1 dag

Uitgegeven voorspelling 2 dagen vooruit

1200

1300

1400

1500

1600

1700

27-0

1

28-0

1

29-0

1

30-0

1

31-0

1

1-02

2-02

3-02

4-02

5-02

6-02

7-02

datum

wat

erst

and

in [

cm +

NA

P]

H Lobith voorspelling 2 dagen


1200

1300

1400

1500

1600

1700

28-0

1

29-0

1

30-0

1

31-0

1

1-02

2-02

3-02

4-02

5-02

6-02

7-02

8-02

datum

wat

erst

and

in [

cm +

NA

P]



1200

1300

1400

1500

1600

1700

29-0

1

30-0

1

31-0

1

1-02

2-02

3-02

4-02

5-02

6-02

7-02

8-02

9-02

datum

wat

erst

and

in [

cm +

NA

P]



Afspraken Hoogwater Actie PlanAfspraken Hoogwater Actie Plan

Verlenging van de zichttijd van Verlenging van de zichttijd van betrouwbare hoogwatervoorspellingenbetrouwbare hoogwatervoorspellingen– met 50% in 2000met 50% in 2000– met 100% in 2005met 100% in 2005

(in vergelijking tot de situatie van 1995)(in vergelijking tot de situatie van 1995)


Waarom een andere aanpak?Waarom een andere aanpak?

Verbetering van het bestaande model leidde Verbetering van het bestaande model leidde niet tot het gewenste resultaatniet tot het gewenste resultaat

Verwachte veranderingen in het Verwachte veranderingen in het stroomgebied vragen om een meer fysische stroomgebied vragen om een meer fysische manier van modellerenmanier van modelleren


Ontwikkeling FEWS NLOntwikkeling FEWS NL

Begin van het project in 1996Begin van het project in 1996 O.a. gefinancierd door 2 EU frame work O.a. gefinancierd door 2 EU frame work

projectenprojecten Samenwerking met BfG (D) en FOEN (CH)Samenwerking met BfG (D) en FOEN (CH) Uitbestedingen aan Deltares (Delft Uitbestedingen aan Deltares (Delft

Hydraulics) en SMHIHydraulics) en SMHI


Nieuwe aspectenNieuwe aspecten

Combinatie van hydrologische en hydraulische Combinatie van hydrologische en hydraulische modellenmodellen

Middenlange termijn voorspellingen (4 – 10 Middenlange termijn voorspellingen (4 – 10 dagen)dagen)

Gebruik van meerdere weersvoorspellingenGebruik van meerdere weersvoorspellingen Gebruik van ensemble weersvoorspellingenGebruik van ensemble weersvoorspellingen Client server / multi user Client server / multi user Rijn en Maas in één applicatieRijn en Maas in één applicatie Simulatie voor het hele stroomgebiedSimulatie voor het hele stroomgebied Verbetering door data assimilatie techniekenVerbetering door data assimilatie technieken


WaarnemingenWaarnemingen Waterstanden van ca. Waterstanden van ca.

60 meetpunten60 meetpunten Neerslag en lucht-Neerslag en lucht-

temperatuur van ca. temperatuur van ca. 700 meetstations700 meetstations

GeplandGepland Metingen van neerslag-Metingen van neerslag-

radarradar Gemeten bodemvochtGemeten bodemvocht Potentiële verdampingPotentiële verdamping


WeersvoorspellingenWeersvoorspellingenNumerieke weersvoorspellingen op gridbasisNumerieke weersvoorspellingen op gridbasis

KNMI-HIRLAM KNMI-HIRLAM - 48 h zichttijd- 48 h zichttijd

DWD-LM2 DWD-LM2 - 78 h zichttijd- 78 h zichttijd

DWD-GME DWD-GME - 174 h zichttijd- 174 h zichttijd

ECMWF deterministisch ECMWF deterministisch - 240 h zichttijd- 240 h zichttijd

ECMWF ensembleECMWF ensemble- 240 h zichttijd- 240 h zichttijd- 51 ensemble leden- 51 ensemble leden

COSMO LEPSCOSMO LEPS- 160 h zichttijd- 160 h zichttijd- 16 ensemble leden- 16 ensemble leden

LM2 voorspelling: 09-03-2008 13:00 UTC


ModellenModellenregen -> afvoerModel HBV

afvoer -> waterstandModel SOBEK

Maas

Rijn


Voorspellingsresultaten deterministischVoorspellingsresultaten deterministisch


Voorspellingsresultaten probabilistischVoorspellingsresultaten probabilistisch

Forecast run at 21-08-2005 06:00 MET


Hoe gaan we om met al deze informatie?Hoe gaan we om met al deze informatie?

71 verschillende waterstand-/afvoervoorspellingen71 verschillende waterstand-/afvoervoorspellingen Informatie over de (on)zekerheid van de voorspellingInformatie over de (on)zekerheid van de voorspelling Maar de spreiding in de ensemble leden kan niet direct Maar de spreiding in de ensemble leden kan niet direct

worden vertaald naar onzekerheid voor de afvoerworden vertaald naar onzekerheid voor de afvoer Crisis managers moeten leren om te gaan met Crisis managers moeten leren om te gaan met

onzekerhedenonzekerheden

Hoe kunnen we het beste gebruik maken Hoe kunnen we het beste gebruik maken van al deze informatie??van al deze informatie??


Bepaling van onzekerhedenBepaling van onzekerheden

● Ensemble voorspellingen moeten worden gecalibreerd

● Systematische fouten (bias) kan worden vastgesteld door hindcasts van historische perioden

Projecten gepland in 2008


Presentatie van onzekerhedenPresentatie van onzekerheden

BetrouwbaarheidsintervalBetrouwbaarheidsinterval


Presentatie van onzekerhedenPresentatie van onzekerheden

Tabel met overschrijding Tabel met overschrijding van drempelwaardenvan drempelwaarden


Implementatie van onzekerheden in het Implementatie van onzekerheden in het proces van voorspellen en waarschuwenproces van voorspellen en waarschuwen

Onzekerheid wordt nu niet expliciet meegenomen Onzekerheid wordt nu niet expliciet meegenomen in het proces van waarschuwen en preventiein het proces van waarschuwen en preventie

Acties worden geïnitieerd op basis van Acties worden geïnitieerd op basis van deterministische voorspellingendeterministische voorspellingen

Onzekerheid is een subjectieve inschatting van de Onzekerheid is een subjectieve inschatting van de voorspeller en degene die het besluit neemtvoorspeller en degene die het besluit neemt

Probabilistische voorspellingen bevatten expliciete Probabilistische voorspellingen bevatten expliciete informatie over onzekerheden en risico’sinformatie over onzekerheden en risico’s


Plannen voor FEWS NLPlannen voor FEWS NL

Monitoren van de kwaliteit van de voorspellingenMonitoren van de kwaliteit van de voorspellingen Modelverbeteringen en data assimilatie technieken Modelverbeteringen en data assimilatie technieken Calibratie van ensemble voorspellingenCalibratie van ensemble voorspellingen Visualisatie van onzekerhedenVisualisatie van onzekerheden Implementatie van watertemperatuur voorspellingImplementatie van watertemperatuur voorspelling Implementatie van inundatiemodel voor uiterwaardenImplementatie van inundatiemodel voor uiterwaarden Koppeling met stoftransportmodellenKoppeling met stoftransportmodellen


All models are wrong, some are usefulAll models are wrong, some are useful[George Box, 1979][George Box, 1979]

Hartelijk dank voor uw aandachtHartelijk dank voor uw aandacht

Vragen ???Vragen ???

Eric Sprokkereef Rijkswaterstaat Waterdienst Afdeling Crisis Management en Informatievoorziening

Documents

Transcript of Eric Sprokkereef Rijkswaterstaat Waterdienst Afdeling Crisis Management en Informatievoorziening