FEWS – Vecht Hoogwater instrumentarium

Pieter Filius

Adviseur watersysteem

Ws. Vechtstromen (voorheen Ws. Velt en Vecht)

18 juni 2014

Resultaat van stroomgebied brede

samenwerking

Inhoud

In the beginning ……

Doel

Werkwijze

Opbouw

Model performance

Huidige Status / Verdere ontwikkeling

In the end …….. >> Korte live demo

Vragen / discussie?

In the beginning ……

Eind oktober 1998

Prelude - Legacy

2004 Overdracht van de Overijsselse Vecht

Bruidschat: RWS-ON maakt een operationeel

HW-voorspelmodel voor de waterschappen

2005 Multi-lineair Regressie model (arcadis)

2007 MLR in jasje (HKV)

Flo-Vecht (analogy Flo-Rijn): voldeed niet aan

de door RWS gestelde minimale criteria

2009 ultiem aanbod van RWS-ON:

nu of nooit

Projectpartners:

• Ws Velt en Vecht (penvoerder),

• Ws Groot Salland,

• Prov. Overijssel,

• Rijkswaterstaat Oost NL en

• Ws Regge en Dinkel

Plus: Intensieve contacten met Duitse partners:

NLWKN (Nedersaksen) en

Bezirksregierung Münster / LANUV (Noordrijn-Westfalen)

Het Samenwerkingsverband „Stroomgebiedsbreed

Modelinstrumentarium Vecht“ (SMV) wordt in oktober 2010

opgericht

Ontwikkelfase: 2010 - 2012

Testfase: 2013 - 2014

Operationele inzet: vanaf 1 januari 2014

Meerjarig ontwikkel traject

Doel

• Het klimaat verandert:

a. Timing van inzet van retentiegebieden

b. Hoogwater Alarmering

c. Ondersteuning van calamiteitenplannen.

• De Vecht verandert:

a. herstel van rivierlopen in het Vechtstroomgebied

b. Met mogelijke gevolgen voor hoogwaterveiligheid.

Vereist: krachtig, dynamisch, operationeel modelinstrumentarium.

Ontwikkeling van een informatie platform met hoogwatervoorspel

modellen

FEWS - VECHT

Doel

Werkwijze

Werkwijze

Formuleren van een Businesscase

Gezamenlijke financiering

Gefaseerde aanpak

Betrokkenheid van diverse adviseurs

Businesscase

Samenwerkingsverband Kwantitatief Beheerinstrumentarium Vecht

O. Context

In het stroomgebied van de Vecht werken de Nederlandse en Duitse projectpartners aan een

halfnatuurlijke en veilige Vecht. Voor de komende jaren liggen er belangrijke opgaven wat betreft

hoogwaterveiligheid en kwantitatief beheer van de Vecht. De dijken moeten voldoende sterk en hoog

zijn, herstelmaatregelen moeten worden afgestemd op bestaande functies en

hoogwaterbescherming en hoogwatergolven moeten tijdig en betrouwbaar worden voorspeld om

burgers te waarschuwen en om zonodig tot evacuatie over te gaan.

Om deze verschillende opgaven te bereiken is een krachtig analytisch beheerinstrumentarium nodig,

dat voorziet in de kwantitatieve modellering van de grensoverschrijdende Vecht. Concreet betekent

het dat een modelinstrumentarium nodig is om de Vechtdijken te toetsen en waar nodig te

versterken, herinrichtingsmaatregelen te beoordelen en retentiegebieden dan wel noodmaatregelen

tijdig en gericht in te kunnen zetten bij hoogwatersituaties. Het recente hoogwater van augustus

2010 heeft nadrukkelijk nog eens de noodzaak van een beheerinstrumentarium voor extreme

situaties aangetoond.

Gezamenlijke financiering

Modellijn 1

HW-model

Modelspoor 2

Stromingsmodel

(+ HW-module) Totaal Besteding t/m

RWS Oost-Nederland 150.000 - 150.000 2010-2011

Provincie Overijssel - 100.000 100.000 2010-2011

Waterschap Velt en Vecht 15.000 85.000 100.000 2010-2015

Waterschap Groot Salland - 85.000 85.000 2011-2015

RWS Waterdienst - p.m. p.m. 2011-2017

Duitse partners - p.m. p.m. 2011-2015

Tabel B.1: Besteding per partner en modellijn (bedragen in euro)

2010 2011 2012 2013-2015

RWS Oost-Nederland 30.000 120.000 - -

Provincie Overijssel 20.000 80.000 p.m. p.m.

Waterschap Velt en Vecht 20.000 40.000 30.000 10.000

Waterschap Groot Salland - 40.000 45.000 10.000

RWS Waterdienst - p.m. p.m. p.m.

Duitse partner - p.m. p.m. p.m.

Tabel B.2: Besteding per partner en jaar (bedragen in euro)

Gefaseerde aanpak

• Ontwikkelfase: 2010 – 2012

• Haalbaarheidsstudie NA-model + pilots

• NA modellering 15 lateralen

• Ontwikkeling Hydraulisch model + uitbouw Dld

• Koppeling Hyrd. Model met NA-modelgebieden

• Testfase: 2013 - 2014

Operationele inzet: vanaf 1 januari 2014

Betrokkenheid diverse adviseurs

Tijdens het bouwen:

- RH/DHV (secretariaat namens Velt en Vecht)

- Nelen & Schuurmans (Projectleiding en secretariaat)

- HKV (Haalbaarheidsstudie NA-modellen)

- Rura – Arnhem (Uitbreiding Sobek Vecht model in D

+ koppelen met Sobek Vecht NL)

- HKV (14 NA-modellen in HBV format)

- Deltares (inrichting FEWS en koppeling NA-

modellen + hydraulische Sobek

Vecht model

Na gereedkomen:

- Nelen & Schuurmans (externe hosting MSV – FEWS Vecht)

- Deltares (SLA – onderhoudovereenkomst)

Opbouw

Huidige afvoer- en waterhoogteverwachtingen

Op basis van:

- neerslagradar data (gecombineerd Nederland-Duitsland

vanuit project Nationale Regen Radar, NRR)

- neerslagverwachtingen (HiRLAM en ECMWF

ensemble)

- hydrologisch neerslagafvoermodel (15 deelgebieden)

- hydraulisch modellen (volledig hydrodynamisch 1d van

Ohne tot Ramspol);

- real-time metingen (waterhoogtes en afvoeren) in

combinatie met ARMA data-assimilatie

HW - voorspelinstrument FEWS Vecht

Metingen

Radar

Weersvoorspelling

Neerslag-

afvoermodel

(HBV)

Hydraulisch

model (SOBEK)

FEWS Vecht

Andere FEWS

Real – time metingen div. bronnen

AANTAL LOKATIES:

• NRW (Lanuv) 6

• NLWKN 5

• Vml. Velt en Vecht 26

• Vml. Regge en Dinkel 10

• Ws. Groot – Salland 16

• Ws Reest en Wieden 1

• Provincies Overijssel en Drenthe 3

• Rijkswaterstaat ON en IJG 12

Real-time Radar neerslagbeelden

Real-time Radar neerslagbeelden

Bron: site Nationale Neerslag Radar

Meerdaagse Weervoorspelling

Koppeling met andere BOS en

FEWS systemen

• Bos Regge (vml Ws. Regge en Dinkel)

• Bos Dinkel (nog te koppelen in 2014)

• FEWS Meren (RWS - IJG)

• BOS Meppelerdiep (ws. Reest en Wieden)

• Phanta Rei voor Duitse deel van de Vecht

(NLWKN Meppen – toekomst)

15 neerslag – afvoer gebieden (HBV)

•profielen

•stuwen

•Instroompunten

•randvoorwaarden

Hydraulisch model (SOBEK)

Rainfall prediction

Calculated discharge catchments

Discharge catchments

Calculated waterlevels + discharge

Waterlevels + discharge

Rainfall runoff model

Data assimilation to measurements

Hydraulic model

Data assimilation to measurements

Model performance

Data assimilatie d.m.v. ARMA

RR model

14 mei 2013

Performance: Indicatoren

• Bias (verschil model-meting)

• Momentaan

• Gemiddeld

• RMSE (Root Mean Square Error)

• Gemiddelde kwadratisch verschil

• Geeft “typische” afwijking (zonder teken)

• Nash Sutcliffe: kental voor hoe goed de afvoeren zijn gemodelleerd

• 1 = perfect

• 0 = gemiddeld

• <0 = slechter dan gemiddelde

• Cumulatieve afvoer (volume) niet gedaan

14 mei 2013

Hydraulisch model - afvoeren

14 mei 2013

Verwachte waterstanden Met ARMA Zonder ARMA

Resultaten Performance analyse 2013-2014

Tabel Fout! Geen tekst met opgegeven opmaakprofiel in document..1 Resultaten afvoeren hydraulisch model

Meetpunt

N

(N=8760)

% 𝑸𝑶𝒃𝒔

(m3/s)

BIAS

(m3/s)

RMSE

(m3/s)

NS

(N=1)

Ohne 8611 98,3% 2.84 0.20 0.39 0.98

Neuenhaus 8617 98,4% 5.23 0.21 1.75 0.89

Emlichheim 8731 99,7% 15.19 0.12 2.81 0.96

DM Haandrik 8635 98,6% 16.89 -1.62 6.63 0.83

Stuw Haandrik 8635 98,6% 16.89 -4.77 8.03 0.75

Stuw Hardenberg 8630 98,5% 23.23 -4.83 16.12 0.34

Stuw Marienberg 8674 99,0% 24.56 -6.08 8.96 0.77

Stuw Junne 8672 99,0% 22.39 0.55 10.19 0.79

Hesselmuelertburg 8700 99,3% 22.10 5.77 9.41 0.79

Stuw Vilsteren 8691 99,2% 30.01 3.91 15.83 0.47

DM Dalfsen 8388 95,8% 32.51 6.42 11.46 0.86

Stuw Vechterweerd 8691 99,2% 26.84 9.22 21.80 -0.17

Zwartemeer 8596 98,1% 52.97 5.34 25.09 0.83

Resultaten Performance analyse 2013-2014

Aanbevelingen

Volgen uit bevindingen:

1. Vergeet die van vorig jaar niet!

2. Controle RR model

3. Resultaten Performance analyse 2013-2014

4. Datacontrole: toevoegen debietmeetpunten

5. Neerslagverwachting

a) Downscaling van 6-uur tijdstap EPS

b) Toevoegen COSMO (3d) en eventueel Cosmo-LEPS

c) Rapid HiRLAM

d) Harmonie

18 juni 2014

Sta-va-za / Verdere

ontwikkeling/ wensen ?

Cutting edge !?

• Dubbele toepassing van Data assimilatie zowel op de

NA-modellen als op diverse plekken in het

Hydraulische model

• Jaarlijke evaluatie performance analyse

• Bestuurlijk onderkende meerpartijen

samenwerkingsverband, inclusief

grensoverschrijdende partijen

• Integratie van het HW model in Hoogwater

draaiboeken en calamiteiten organisatie

Ontwikkeling 2013 na analyse

Ontwikkel wensen na analyse 2014

• Opwaarderen van Q-h naar continue Q op 5 locaties in

Dld.

• Fine tuning NA-modellen, zowel in NL als in Dld.

• Integratie van realtime grondwater- /bodemvocht data in

HBV modellen

• Integratie van meer neerslag grondstation voor validatie

van composiet radarbeelden

• RTC op inzet van nood - retentiegebieden

In the end …..

live demo FEWS Vecht

Dank voor jullie aandacht