RWsOS-Rivieren knoppencursus 2016

10 November 2016 / WMCN Lelystad

RWsOS-Rivieren knoppencursus 2016

Matthijs den Toom

10 November 2016

Introductie

Matthijs den Toom• Onderzoeker Operationeel Waterbeheer bij Deltares• Onderzoeksinteresse: optimaal combineren data en

modellen voor de ondersteuning van beslissingen• Data-assimilatie• Optimalisatie

• Projectleider RWsOS-Rivieren• [email protected]

Voorstelrondje, ook:• Waarvoor gebruik je RWsOS-Rivieren?• Specifieke aandachtspunten in cursus?

mailto:[email protected]

10 November 2016

Leerdoelen

Met het oog op een goed verzorgde berichtgeving, wil deze cursus voorzien in:

• Op peil houden kennis RWsOS-Rivieren,• Achtergrondkennis fysische verschijnselen• Bediening instrumentarium• Procedures

• Kennis nemen van de recente wijzigingen aan het operationele systeem,• Ensemble dressing• Aansluiting op meteoalarm.eu

10 November 2016

Programma

Onderdeel Duur

Introductie 0:15

Achtergrond en Quiz operationeel systeem RWsOS-Rivieren

0:15

Achtergrond en Oefeningen data en modellen

1:00

Pauze 0:15

Achtergrond en Verkenning ensemble dressing 0:15Achtergrond en Verkenning Meteoalarm 0:15Oefening vaststellen verwachtingen 0:45

10 November 2016

Achtergrond operationeel systeem RWsOS-Rivieren

Delft-FEWS• import• validatie• transformaties / interpolaties• data hiërarchie• modelaansturing• export• administratie van data• bekijken van data• archivering• …

externe gegevens

modellen

berichtgeving

PI

impo

rt

gebruiker

http://publicwiki.deltares.nl/display/FEWSDOC/Home

http://public.deltares.nl/display/FEWSDOC/Home

10 November 2016

Quiz

Noem een aantal externe databronnen van RWsOS-Rivieren…

10 November 2016

Quiz


• Metingen, meteo en hydro• DWD SYNOP• LMW• …

• Voorspellingen, meteo en hydro• DWD ICON-EU• Matroos• …

10 November 2016

Quiz




RWsOS-Noordzee

RWsOS-Meren

RWsOS-RMM

RWsOS-Waterbeheer

RWsOS-IWP

10 November 2016

Quiz




• Bekijk het Import Status Display• Wat betekenen de kleuren?

10 November 2016

Quiz

Noem een aantal van de modeltreinen in RWsOS-Rivieren…

10 November 2016

Quiz


• Historische simulaties Maas, Rijn• Voorspellingen Maas, Rijn

• Deterministisch: ICON-EU, ICON, HirLAM, ECMWF-DET• Probabilistisch (ensembles): COSMO-LEPS, ECMWF-EPS,

GLAMEPS• Dagelijkse verwachting Lobith• …

10 November 2016

Quiz


• Historische simulaties Maas, Rijn• Voorspellingen Maas, Rijn

• Deterministisch: ICON-EU, ICON, HirLAM, ECMWF-DET• Probabilistisch (ensembles): COSMO-LEPS, ECMWF-EPS,

GLAMEPS• Dagelijkse verwachting Lobith• …

• Bekijk het Current Forecasts Display• Zijn alle taken geslaagd?• Zijn de taken actueel (“waakhond” functionaliteit)?

10 November 2016

Quiz

Noem een aantal van de producten van RWsOS-Rivieren…

10 November 2016

Quiz

Noem een aantal van de producten van RWsOS-Rivieren…

Exports naar:• Matroos, gebruikt door RWsOS, waterschappen• FLIWAS, gebruikt door WS Rivierenland• Vlaanderen, i.v.m. Grensmaas• EFAS, Europees platform voor voorwaarschuwingen• …

Rapporten• Tabellen met topwaterstanden voor Hoogwaterberichten Rijn en

Maas• …

10 November 2016

Quiz

Noem een aantal manieren waarop gebruikers interacteren met RWsOS-Rivieren…

10 November 2016

Quiz

Noem een aantal manieren waarop gebruikers interacteren met RWsOS-Rivieren…

Informatie bekijken interpreteren:• ‘System health check’ uitvoeren• Grafieken en kaarten met gegevens bekijken

Gegevens bijstellen en genereren:• Data editen• Taken (op actuele T0) draaien, o.a. exporttaak.• Scenario’s draaien• Modifiers toepassen voor het vaststellen van de verwachting

10 November 2016

Achtergrond data en modellen (1/6)

In het opstellen van de verwachting voor de (Nederlandse) Rijn en Maas kunnen de volgende stappen onderscheiden worden:

• Modeltrein tot Lobith en St. Pieter• Rijn: LobithW model voor de eerste twee dagen

• Vaststellen verwachtingen Lobith, St. Pieter en meteoalarm• Draaien SOBEK modellen voor Nederlandse Rijn en Maas

• Bij opschaling: vaststellen waterstandsverwachting LMW stations.

10 November 2016


Soorten modellen• Hydrologisch model HBV

• Van meteorologie naar afvoer met bakjesconcept• Maas en Rijn• Hoog- en laagwatervariant• Parameters Q.uh (historisch) en Q.fh (verwachting)

• Hydrodynamisch model SOBEK(-RE/-3)• Van afvoer naar waterstand met Newton’s vergelijkingen• Integrale Maas en Rijn, Nederlandse Maas en Rijntakken• Parameters Q.us, H.us (historisch) en Q.fs, H.fs (verwachting)

• Statistisch model• LobithW• Lateralen

10 November 2016


ARMA-correctie• Verdisconteert verschil tussen observaties en modellen• Parameters Q.uah, Q.fah, Q.uas, Q.fas, H.uas, H.fas

10 November 2016


Modeltrein tot Lobith en St. Pieter

observaties P, T

observaties Q

observaties H

observaties Q, H

verwachting P, T

verwachting Q, H

HBV historisch

ARMA-correctieHBV historisch

SOBEK integraalhistorisch

HBV verwachting

ARMA-correctieHBV verwachting

SOBEK integraalverwachting

ARMA-correctieSOBEK verwachting

Modeltoestand

Modeltoestand

naar vaststellen verwachting

Rijn: LobithW

naar vaststellen verwachting

10 November 2016


Verwachtingen Lobith, St. Pieter en meteoalarm

ICON-EUSOBEK verwachting

met ARMA

COSMO-LEPSSOBEK verwachting

met ARMA

Rijn: LobithW

voorstelverwachting

officiële verwachtingvoor export

expert kennis

“Set” taak voor vaststellenverwachting

Ensemble dressing

naar Nederlandse modellen

voorstel meteoalarmwaarschuwingen

“Set” taak voor vaststellenwaarschuwingen

expert kennis

officiëlewaarschuwingen

voor export

10 November 2016


Verwachtingen LMW stations

officiële verwachtingvoor export

expert kennis

“Set” taak voor vaststellenverwachting

Lobith en St. Pieterverwachtingen H

observaties Q, H

verwachtingNederlands

SOBEK model

ARMAcorrectie

verwachtingLMW stations

NederlandsSOBEK model

historisch

Modeltoestand

10 November 2016

Oefening data en modellen: informatie vinden (1/3) 10

min Weersverschijnselen worden gekenmerkt door bepaalde ruimtelijke patronen en typische tijdschalen. Denk bijvoorbeeld aan hoge- en lagedrukgebieden. Ook topografie speelt een grote rol in de manier waarop het weer zich manifesteert. Hierdoor is neerslag niet uniform verdeeld over een stroomgebied. Dit gegeven is van belang bij het afvoerverloop. Deze oefening geeft inzicht in hoe groot dit belang is voor de Rijn en bij Lobith, en maakt daarbij gebruik van verschillende functionaliteiten van RWsOS-Rivieren.

• Hoe kan het weer in het Rijnstroomgebied van de afgelopen week worden omschreven?

• Hoe is de toestand van het stroomgebied te typeren?• In welk deel van het stroomgebied is ‘gisteren’ de meeste neerslag

gevallen?• Hoeveel neerslag valt er de komende dagen gemiddeld over het

Rijnstroomgebied volgens het ICON-EU weermodel?

10 November 2016

Oefening data en modellen: taken draaien (2/3) 10 min

• Open het Scenario-scherm. Ga uit van de gemiddelde neerslag volgens ICON-EU, en maak een scenario voor de Rijn waarin deze als constante neerslag wordt opgelegd op het hele stroomgebied.• Hoe kun je je scenario later terugvinden?• Hoe zorg je dat een scenario niet meteen een goedgekeurde taak

wordt?• Beschrijf wat voor soort wijzigingen je in het neerslagpatroon kunt

aanbrengen. Voer vervolgens bovenstaand scenario uit.• Open de Manual Forecast-scherm en draai de ICON-EU taak voor de Rijn

met dezelfde T0 als je scenario-taak• Maak grafieken - en sla deze op - voor de resultaten van beide taken voor

de locatie Lobith, van• Afvoer uit HBV• Afvoer uit HBV met ARMA• Afvoer en waterstand uit SOBEK

10 November 2016

Oefening data en modellen: interpretatie (3/3) 10 min

• Beschrijf en verklaar de verschillen tussen• ICON-EU en het constante neerslag scenario; en• HBV, HBV met ARMA en SOBEK.

• Stel dat de constante neerslag over het stroomgebied zeer lang aanhoudt. Hoe hoog zou de afvoer bij Lobith in dat geval uiteindelijk worden?

10 November 2016

Achtergrond ensemble dressing (1/6)

Waar zitten de onzekerheden?

10 November 2016


Afschatten onzekerheid kan• Vooraf• Achteraf

Ens

embl

e-te

chni

eken

Post-processingtechnieken

10 November 2016


Ensembleverwachtingen in meteorologie:

• Toekomstig weer is in grote mate afhankelijk van het weer nu• Maar we weten niet precies wat het weer nu is…• Waarnemingen beste schatting

… maar er zijn meerdere, even plausibele schattingen mogelijk• Deze schattingen kunnen leiden tot (sterke) variaties in toekomstig

weer

Source: http://manunicast.seaes.manchester.ac.uk/how/images/ecmwf.gif

10 November 2016


Ensembleverwachtingen voor waterbeweging

Ens

embl

e-te

chni

eken

10 November 2016


Post-processing / statistisch nabewerken:1. Beschrijf de relatie tussen deterministische verwachting en

(à posteriori) waarneming, bijv. met kwantielregressie2. Pas die relatie toe op nieuwe verwachtingen P

ost-processingtechnieken

Post-processing / statistisch nabewerken:1. Beschrijf de relatie tussen deterministische verwachting en

(à posteriori) waarneming, bijv. met kwantielregressie2. Pas die relatie toe op nieuwe verwachtingen

10 November 2016

Achtergrond ensemble dressing (5/6)P

ost-processingtechnieken

10 November 2016


Ensemble dressing = combinatie ensemble technieken en statistische nabewerking

• Onzekerheid meteorologie: COSMO-LEPS ensemble• Onzekerheid modellen en hun begintoestanden: kwantiel

regressie

Ensemble-technieken Post-processingtechnieken

10 November 2016


Ensemble dressing = combinatie ensemble technieken en statistische nabewerking

• Onzekerheid meteorologie: COSMO-LEPS ensemble• Onzekerheid modellen en hun begintoestanden: kwantiel

regressie

10 November 2016

Ensemble dressing verkenning

• Ga naar de in de shortcuts naar de map Daily Forecast at Lobith en bekijk de Ensemble dressing grafieken• Wat is in elk van de drie grafieken te zien?• Hoe groot is de kans dat de waterstand bij Lobith

over 5 dagen groter is dan 8.5 m NAP?• Waarom neemt de onzekerheid toe met de zichttijd?

(meerdere redenen)

10 November 2016

Meteoalarm verkenning

• Ga naar de website meteoalarm.eu en beschrijf de informatie die de site biedt;• Op welke verschijnselen heeft de site betrekking?• Wat betekenen de kleuren op de kaart?• Wie zijn de informatieaanbieders?• …

10 November 2016

Meteoalarm achtergrond

RWsOS wordt binnenkort aangesloten op meteoalarm. Hiervoor zijn verschillende componenten gebouwd:

• Operator client:• node in de topologie met “Set” taak voor het vaststellen van de

meteoalarm waarschuwingsniveaus• Meteoalarm scherm met vastgestelde en gearchiveerde

waarschuwingsniveaus• Matroos: archivering waarschuwingsniveaus• Software voor schrijven meteoalarmbestanden:

• Nu python gebaseerd• In 2017 als generiek beschikbare functionaliteit in Delft-FEWS

10 November 2016


Waarschuwingsniveaus (1, 2, 3, 4) komen overeen met kleuren (groen, geel, oranje, rood) …• … die verschijnen op de website en in de client• … die opgelijnd zijn met de kleuren beschreven in het

Landelijk Draaiboek Hoogwater en Overstromingen

10 November 2016


Proces vaststellen waarschuwingsniveaus

“Set” taken voor vaststellen verwachting

Lobith en Eijsden

voorstel meteoalarmwaarschuwingen

“Set” taak voor vaststellenwaarschuwingen

expert kennis

officiëlewaarschuwingen

voor export

• LDHO criteria• Koppeling provincies aan

Lobith / St. Pieter

10 November 2016

Oefening verwachtingen: Lobith en St. Pieter (1/4) 10 min

De volgende oefeningen gaan over het dagelijks vaststellen van de verwachtingen vanuit het Interactive Forecast Display.• Stel de verwachting voor Lobith op.

• Behoud het voorstel voor de eerste twee dagen.• Gebruik voor de laatste drie dagen de mediaan van de Ensemble

dressing verwachting.• Stel de verwachting vast door de taak te draaien.

• Stel de verwachting voor St. Pieter op.• Pas de tijdreeks aan door met de muis de grafiek te bewerken.• Stel de verwachting vast.

Doe deze oefening als er tijd over is:• Pas de verwachting voor Chooz (Maas) aan en draai de ICON-EU taak

voor de Maas opnieuw. Wat is de invloed op Sint Pieter?

10 November 2016

Oefening verwachtingen: Meteoalarm (2/4) 10 min

De volgende oefening gaat over de Meteoalarm-functionaliteit.• Bekijk vanuit het Interactive Forecast Display de voorgestelde

waarschuwingskleuren voor de provincies.• Zijn de kleuren als verwacht?• Stel het waarschuwingsniveau voor Gelderland bij.• Stel de waarschuwingsniveaus vervolgens vast.

• Bekijk het resultaat in het Meteoalarm-scherm.• Is de informatie op het linkderdeel van het scherm consistent met die

op rechterdeel?• Waarom wel/niet?

Als er tijd over is:• Wijzig de verwachting van Lobith of St. Pieter zo, dat een van de LDHO-

grenzen wordt overschreden. Is het effect op de voorgestelde waarschuwingsniveaus als verwacht?

10 November 2016

Oefening verwachtingen: Bijstellen LMW punten (3a/4) 5 min

De volgende oefening gaat over het bijstellen van de ARMA-gecorrigeerde SOBEK resultaten op de LMW punten.• Bekijk de resultaten voor de IJssel.

• Zijn de waterstanden realistisch? Waarom?• Hoe gedragen de afvoeren zich?

10 November 2016

Oefening verwachtingen: Bijstellen LMW punten (3b/4) 10 min

De volgende oefening gaat over het bijstellen van de ARMA-gecorrigeerde SOBEK resultaten op de LMW punten.• Bekijk de resultaten voor de IJssel.

• Zijn de waterstanden realistisch? Waarom?• Hoe gedragen de afvoeren zich?

• Pas de benedenrand van de IJssel in het Rijntakkenmodel aan.• Gebruik hiervoor Ketelhaven.xls.• Draai het model opnieuw.

• Stel de verwachte waterstand Olst naar boven bij.

10 November 2016

Oefening verwachtingen: Exporteren (4/4) 10 min

De volgende oefening gaat over het exporteren van resultaten• Gebruik het Manual Forecast scherm om de taak te draaien

waarmee alle gegevens worden geexporteerd.• Ga naar de map RWsOS_Rivieren_SA\Reports_Zipped

• Pak het bestand uit.• Bekijk het Hoogwaterbericht_Rijn.csv-bestand.• Kloppen de topwaterstanden met die in de client?

• Ga naar RWsOS_Rivieren_SA\Export\Export_METEOALARM\• Open het xml-bestand m.b.v. Internet Explorer.• Kun je je vastgestelde waarschuwingsniveaus terugvinden?

10 November 2016

De laatste slide

Binnen RWsOS-Rivieren heeft de gebruiker een belangrijke rol bij het vaststellen van verwachtingen ten behoeve van de berichtgeving; We hebben ervaring opgedaan met o.a.:• System health check• Beeldvorming meteorologie en hydrologie, met onzekerheid

daarin• Vaststellen Lobith, St. Pieter, Meteoalarm• Modellen (op actuele T0) draaien, evt. met scenario• Bijstellen verwachtingen op LMW punten• Exporttaak draaien

Feedback welkom!• Evaluatieformulier• [email protected]

RWsOS-Rivieren knoppencursus 2016

Documents

Transcript of RWsOS-Rivieren knoppencursus 2016