Presentatie door Geerten Horn (HKV Lijn in Water) en Frank Weerts (Waterschap Rivierenland), op de D-HYDRO Gebruikersdag, tijdens de Deltares Software Dagen - Editie 2021. Woensdag, 30 juni 2021, Delft.

1. D-HYDRO Gebruikersdag
Modelkeuzes: Watersysteemanalyses/toetsingen
Pilot Dam van Brakel
Frank Weerts (WSRL)
Geerten Horn (HKV)

2. Dam van Brakel

3. TKI2-pilot WSRL; onderzoeksvragen en aanpak
Hoe kunnen we ons watersysteem het beste modelleren met D-HYDRO voor een
watersysteemtoets?
• Onderzoeken modelkeuzes met D-HYDRO model Van Dam Van Brakel:
a) Mee te nemen categorie watergangen (enkel A, of ook B en C) in 1D
b) Resolutie 1D en 2D
c) Vorm van het rooster (rechthoek / driehoek)
d) Mate van verfijning rondom watergangen
e) Laterale koppeling of embedded (verticaal)
f) Rekentijden

4. Model Watergangen Algemene resolutie 1D Algemene resolutie 2D Algemene
Verfijnstappen naar
watergangen
Koppeling lateraal Koppeling embedded Gridgeneratie Doel som
Vergelijken met
nr. 1D 10 25 5x5 25x25 40x40 vorm 2 1 0 A B C A B C D-HYDAMO SMS
1 ABC x x vierkant x x X x x Referentie 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 9
2 ABC x x vierkant x x x x x Effectalleslateraal vsallesembeddedvsmix 1, 3
3 ABC x x vierkant x x X x Effectalleslateraal vsallesembeddedvsmix 1, 2
4 A x x vierkant x x nvt nvt nvt nvt x EffectgeenB/C-watergangenmeenemen 1, 10
5 ABC x x vierkant x x X x x Effect2D-grid40x40 vs25x25 1, 11
6 ABC x x vierkant x x X x x Effectverfijningnaarwatergangen 1, 7
7 ABC x x vierkant x x X x x Effectverfijningnaarwatergangen 1, 6
8 ABC x x vierkant x x x x x Effectresolutie 1D 7
9 ABC x x driehoek x x x x x Referentie (driehoek) 1, 10, 11, 12, 13
10 A x x driehoek x x nvt nvt nvt nvt x EffectgeenB/C-watergangenmeenemen 9, 4
11 ABC x x driehoek x x x x x Effect2D-grid40x40 vs25x25 9, 5
12 ABC x x driehoek nvt nvt nvt x x x x Effectnauwelijkgeoptimaliseerdgriddriehoek 9, 13
13 ABC x x driehoek nvt nvt nvt x x x x Effectnauwelijkgeoptimaliseerdgriddriehoek 9, 12
Veel sommen (tabel) om eerlijk vergelijk te kunnen maken;
Zelf ervaring opdoen in opbouw D-HYDRO modellen (1D, 2D, RR); Ervaren rekentijden;
Reproduceerbaar werken volgens onze modelvisie (werken vanuit basisdata) met D-Hydamo;
zowel voor 1D, RR als 2D.
Aanpak:

5. Werkwijze oppervlaktewatermodellen
DAMO
watersysteem
Modelbouw-
scripts
• Importfunctie GUI
• D-HyDAMO

6. Werkwijze oppervlaktewatermodellen
DAMO
watersysteem
HYDAMO
geometrieën
D-HYDRO
(schematisering
)
Importfuncties
Import-
functies
Writer
D-HYDRO klasse
HYDAMO klasse
Pythonmodule
SOBEK3
geometrieën
Import-
functies
SOBEK 3 klasse
.g
ml .sh
p
Brondata
HYDAMO
.*
Brondata SOBEK
3
.mdu .ext .*
D-HYDRO model
Modelbouw-
scripts

7. Hoe kunnen we ons watersysteem het beste modelleren met D-HYDRO voor een
watersysteemtoets?
• Onderzoeken modelkeuzes met D-HYDRO model Van Dam Van Brakel:
a) Mee te nemen categorie watergangen (enkel A, of ook B en C) in 1D
b) Resolutie 1D en 2D
c) Vorm van het rooster (rechthoek / driehoek)
d) Mate van verfijning rondom watergangen
e) Laterale koppeling of embedded (verticaal)
f) Rekentijden
Alleen A A, B en C
TKI2-pilot WSRL; onderzoeksvragen en aanpak

8. Meerwaarde meenemen B en C watergangen (in 1D)
(Bij embedded is AHN op watergangen opgevuld om dubbele berging te voorkomen)
• Effect van meenemen B en C watergangen (alle koppelingen lateraal)
– Paars->meer inundaties met BC
– Groen->minder inundaties met BC
• Inundaties komen via BC op andere plekken
• Qua rekentijd maakt het niet veel verschil

9. – Meerwaarde, omdat:
• Bergings- en transportcapaciteit B en C wordt dan beter meegenomen
• Realistischer verdeling en beeld van inundatie (verkleint risico missen inundatielocaties)
– Aandachtspunten:
• Vaak beperkt data van B en vooral C watergangen beschikbaar
• Genoodzaakt generieke aannames te doen voor afmetingen en weerstanden (met name voor C)
Voorstel watersysteemtoets-modellen:
• B watergangen meenemen
• C watergangen meenemen, maar conservatieve aannames doen (geen snelwegen van watergangen
creëren)
Meerwaarde meenemen B en C watergangen (in 1D)

10. Hoe kunnen we ons watersysteem het beste modelleren met D-HYDRO voor een
watersysteemtoets?
• Onderzoeken modelkeuzes met D-HYDRO model Van Dam Van Brakel:
a) Mee te nemen categorie watergangen (enkel A, of ook B en C) in 1D
b) Resolutie 1D en 2D
c) Vorm van het rooster (rechthoek / driehoek)
d) Mate van verfijning rondom watergangen
e) Laterale koppeling of embedded (verticaal)
f) Rekentijden
TKI2-pilot WSRL; onderzoeksvragen en aanpak
‘Driehoekjes grid’ (met driehoekjes uitgelijnd naar watergang)
‘Vierkantjes grid’ (in basis vierkantjes)

11. • Effect van vierkant vs. uitgelijnd roosters
Model 1 (vierkant) Model 9 (uitgelijnd)
Heeft uitlijnen op watergangen meerwaarde (driehoek vs vierkant)?
Let op: met bv. 25x25 bedoelen we dat de algemene resolutie 25m is. Door verfijning naar watergangen kan daar de
celgrootte kleiner zijn.

12. • Effect van uitlijning versus standaard
vierkantgrid (25 x 25):
– Paars meer inundatie bij vierkant
– Groen meer inundatie bij uitgelijnd
• Weinig verschillen over het algemeen;
• Lokaal wel verschillen door
nauwkeuriger uitlijning van cellen langs
watergang.
Heeft uitlijnen op watergangen meerwaarde (driehoek vs vierkant)?

13. • Met uitgelijnde driehoeken nettere aansluiting
maaiveld:
– Met driehoeken (uitgelijnd) iets meer
inundatie (groen) langs de waterloop
– Met standaard vierkant meer inundaties in
het veld(paars).
Komt omdat er langs watergang wat teveel
wordt weggeknipt bij vierkant(groen)
• Overige verschillen vooral door verschillen in
resolutie ter plekke
Beetje ingezoomd:
Heeft uitlijnen op watergangen meerwaarde (driehoek vs vierkant)?

14. Hoe belangrijk is het visuele aspect?
Driehoeken, resolutie ca 6,25m
Vierkanten, resolutie ca 6,25m
Model 9
Model 1
Vierkant fijn(links) en uitgelijnd fijn(rechts)

15. • Meerwaarde uitlijning (driehoeken):
– Mogelijkheid om uit te lijnen op kades, wegen, watergangen.
– Realistischere oeverhoogte, waardoor moment van inundatie beter klopt.
….. maar, kost veel tijd om aan te maken (hoe grover het rooster, hoe meer tijd)
• Toepassing van vierkant rooster:
– Wordt geautomatiseerd aangemaakt, daardoor veel tijdbesparing bij opzetten model
– Duidelijk blokvormige effecten te zien op de kaarten → Om dit effect te beperken verfijning nodig
naast watergangen → maar dit heeft negatieve impact om de rekensnelheid.
– Meer nabewerking nodig om tot vergelijkbaar visueel resultaat te komen.
• Voorstel watersysteemtoets-modellen:
– Uitgelijnd rooster op A-watergangen en hoge elementen (lijnelementen zijn erg belangrijk zo bleek
ook uit eerdere TKI’s)
Heeft uitlijnen meerwaarde (driehoek vs vierkant)?

16. Hoe kunnen we ons watersysteem het beste modelleren met D-HYDRO voor de
watersysteemtoets?
• Onderzoeken modelkeuzes met D-HYDRO model Van Dam Van Brakel:
a) Mee te nemen categorie watergangen (enkel A, of ook B en C) in 1D
b) Resolutie 1D en 2D
c) Vorm van het rooster (rechthoek / driehoek)
d) Mate van verfijning rondom watergangen
e) Laterale koppeling of embedded (verticaal)
f) Rekentijden
TKI2-pilot WSRL; onderzoeksvragen en aanpak

17. (Bij embedded is AHN op watergangen opgevuld om dubbele berging te voorkomen)
• Effect van koppeling B en C watergangen (embedded/lateraal):
– Paars-> Minder inundaties BC lateraal
Logisch, want geen 2D grid bij model lateraal
– Groen-> Meer inundaties met BC lateraal
Onderschatting berging bij laterale koppelling door (te veel)
wegknippen rooster langs watergangen.
Overschatting berging bij embedded koppeling a.g.v.
overlap 1D en 2D
• Overige verschillen door verschillen in roosterresolutie
• De verschillen zijn verder niet heel groot te noemen
Laterale koppeling of embedded (verticaal)
Model 1:
A lateraal; BC embedded
Model 2:
A, B en C lateraal

18. – Meerwaarde, omdat:
• Dubbele berging wordt voorkomen
• Kleiner risico missen inundatielocaties op maaiveld
– Aandachtspunten
• Extra cellen nodig rondom watergangen (verfijning) om netjes uit te knippen, dit resulteert in
langere rekentijden
• Embedded is lastiger op te zetten (meer werk) en je knipt snel teveel weg bij laterale koppeling
• Verschillen in resultaten worden meer veroorzaakt door verschillen in roosterresolutie en
ontbreken rooster bij laterale koppeling.
Voorstel watersysteemtoets-modellen:
• A watergangen lateraal koppelen
• B en C watergangen embedded koppelen maar watergangen wel opvullen in hoogtemodel
• Valt samen met keuze roosterresolutie
Meerwaarde lateraal koppelen B en C

19. Algemene conclusies TKI2:
• Veel ervaring opgedaan met (snel) opzetten D-HYDRO modellen met D-HyDAMO
• Balans tussen effort opzet model, rekentijd en wat het oplevert
– Vb. uitgelijnd rooster met fijne resolutie geeft het nauwkeurigst en mooiste resultaat, maar:
• Rekentijd is dan niet realistisch, dus moet je grovere resolutie kiezen…..
• Dat kost weer veel meer bouwtijd in opzet van het 2d-rooster bij het uitlijnen……
• Dan kan je de afweging maken toch voor vierkant te kiezen…. (want automatisch gegenereerd)
• Etc…..
bouwtijd nauwkeurigheid
rekentijd
Model Watergangen Algemene resolutie 1D Algemene resolutie 2D Algemene
Verfijnstappen naar
watergangen
Koppeling lateraal Koppeling embedded Gridgeneratie Doel som
Vergelijken met
nr. 1D 10 25 5x5 25x25 40x40 vorm 2 1 0 A B C A B C D-HYDAMO SMS
1 ABC x x vierkant x x X x x Referentie 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 9
2 ABC x x vierkant x x x x x Effectalleslateraal vsallesembeddedvsmix 1, 3
3 ABC x x vierkant x x X x Effectalleslateraal vsallesembeddedvsmix 1, 2
4 A x x vierkant x x nvt nvt nvt nvt x EffectgeenB/C-watergangenmeenemen 1, 10
5 ABC x x vierkant x x X x x Effect2D-grid40x40 vs25x25 1, 11
6 ABC x x vierkant x x X x x Effectverfijningnaarwatergangen 1, 7
7 ABC x x vierkant x x X x x Effectverfijningnaarwatergangen 1, 6
8 ABC x x vierkant x x x x x Effectresolutie 1D 7
9 ABC x x driehoek x x x x x Referentie (driehoek) 1, 10, 11, 12, 13
10 A x x driehoek x x nvt nvt nvt nvt x EffectgeenB/C-watergangenmeenemen 9, 4
11 ABC x x driehoek x x x x x Effect2D-grid40x40 vs25x25 9, 5
12 ABC x x driehoek nvt nvt nvt x x x x Effectnauwelijkgeoptimaliseerdgriddriehoek 9, 13
13 ABC x x driehoek nvt nvt nvt x x x x Effectnauwelijkgeoptimaliseerdgriddriehoek 9, 12

20. Algemene conclusies TKI2:
• Meenemen B en C watergangen heeft flinke meerwaarde (bleek ook al uit TKI1) en toename
rekentijd valt mee.
– Keuze: Nauwkeurigheid weegt op tegen bouw- en rekentijd.
• Uitlijnen (driehoekjes) heeft visueel en t.a.v. hoge elementen en langs watergangen de
voorkeur. Opzet ervan is wel arbeidsintensiever dan vierkant.
– Keuze: Nauwkeurigheid/visualisatie weegt op tegen bouwtijd
bouwtijd nauwkeurigheid
rekentijd

21. Algemene conclusies TKI2:
• Gehele grid op 5x5 is te rekenintensief. Daarom in de basis een vrij grove resolutie (40m) en 2
verfijnstappen naar watergangen en hoge elementen.
– Rekentijd beperkende factor
• Lateraal koppelen is niet nodig voor B en C watergangen en embedded voldoet. Weinig meerwaarde
in nauwkeurigheid. Watergangen moeten wel gevuld worden in hoogtemodel.
– Bouwtijd en klein verschil nauwkeurigheid bepaalt keuze embedded B en C
bouwtijd nauwkeurigheid
rekentijd

22. • TKI2 was eind 2020 afgerond. Belangrijke conclusie toen:
– Er moeten stappen worden gemaakt in rekentijd
– Zeer bepalend voor keuzes en realistisch detailniveau !
• Wat kan parallellisatie en optimalisatie D-HYDRO nog brengen?
– Heeft de aandacht in o.a. hydrolib
Algemene conclusies TKI2:

23. Vragen ?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?