Dit rapport beschrijft landelijk afgestemde generieke technische en functionele specificaties voor alle nieuwe zesde-generatie modelschematisaties voor Rijkswaterstaat (RWS) voor de waterbeweging op basis van het nieuwe simulatiesoftwarepakket D-HYDRO Suite. De kern van de D-HYDRO Suite is de D-Flow Flexible Mesh module (D-Flow FM) waarmee eendimensionale (1D), tweedimensionale (2D) en driedimensionale (3D) hydrodynamische simulaties gemaakt kunnen worden op ongestructureerde grids. Onderliggende specificaties dienen te worden gebruikt als input bij het opzetten en afregelen van zesde generatie (D-HYDRO) modelschematisaties voor RWS toepassingen.

Tijdens het opzetten en testen van de eerste cluster van zesde-generatie modelschematisaties zijn de technische en functionele specificaties steeds verder aangescherpt en gedetailleerd. Zo zijn een aantal generieke D-HYDRO vraagstukken, zoals
onder andere roosteropbouw, bodemschematisatie en viscositeit-instellingen, nader onderzocht en zijn de daaruit voortkomende bevindingen verwerkt in de specificaties. Parallel daaraan is door RWS een Programma van Eisen (PvE) voor de zesde-generatie watermodellen 2D en 3D opgesteld en ook deze is verwerkt in voorliggende technische en functionele specificaties voor de ontwikkeling van de zesde-generatie modelschematisaties

PDF versie (v1_2023) Generieke technische en functionele specificaties

Dossier Afspraken en Procedures (DAP) D-HYDRO modelinstrumentarium voor RWS toepassingen

Om de samenhang en consistentie tussen toepassingen en ontwikkelingen voor verschillende vakgebieden en voor de nationale en internationale gebruikers in de toekomst te borgen is een Dossier Afspraken en Procedures (DAP) D-HYDRO voor RWS-toepassingen opgesteld. Deze wordt opgenomen in de samenwerkingsafspraken als onderdeel van de SITO-regeling.

PDF versie: DAP D-HYDRO modelinstrumentarium

Onderliggend memo geeft een eerste richting voor de mogelijke structuur van de repository bij Deltares voor de zesde generatie modellen. Dit is in eerste instantie bedoeld voor interne discussiedoeleinde, zodat deze later kan dienen als input voor de procedure “Opslag van RWS Watermodellen en Gebiedsschematisaties in Subversion bij Deltares ”.

Word document: Deltares memo 11206814-002-ZKS-0001

Het doel van dit memo is om een toepassingsadvies te geven voor D-Waves. We zetten op een rij wat wel en niet goed gaat en wat er moet gebeuren om in de toekomst wel gebruik te kunnen maken van D-Waves. Het gaat hierbij om het gebruik van D-Waves voor RWsOS-meren (quasi-niet-stationair), RWsOS-Noordzee (niet-stationair) en BOI (stationair) toepassingen.

PDF document: Deltares memo 11206814-005-ZKS-0003

In dit rapport wordt beschreven waarom en hoe onzekerheid een rol speelt bij RWS stromingsmodellen, om vervolgens te komen tot een praktische basis om onzekerheid in de praktijk te beoordelen. De vraag ‘waarom en hoe onzekerheid een rol speelt’, is behandeld door beschouwing van onzekerheid in andere vakgebieden. Er is een aanzet gegeven voor de invulling van een praktische basis om onzekerheid in de praktijk te beoordelen. We stellen ons hierbij niet tot doel om een leidraad te geven voor een systematische verkenning van onzekerheden, maar om te komen tot een gestandaardiseerde documentatie van onzekerheidstesten op basis van een praktisch toepasbare conceptuele basis. Deze wordt vervolgens toegepast op een casus.

PDF document: Deltares rapport 11206813-018-ZWS-0003

Dit validatiedocument betreft de eigenschappen en validiteit van D-Flow FM; het richt zich op het computationele deel van D-Flow FM. Als gevolg daarvan behandelt de inhoud van dit document alleen de aspecten van de bewegingssimulatiemogelijkheden van D-Flow FM. Zo vallen de voor- en nabewerking, en de koppeling met andere modules rondom D-Flow FM, zoals de golfmodule en de waterkwaliteitsmodule buiten de scope van dit document.

PDF document: D-Flow Flexible Mesh – Validation Document. Versie 1.4.6, 18 maart 2020

Rijkswaterstaat maakt voor operationele waterberichtgeving en beleidsvraagstukken ook gebruik van watermodellen die betrekking hebben op gebieden buiten zijn beheergebied. Voor een groot deel hiervan is geen beheer en onderhoud geregeld. Dit werkplan bevat een overzicht van de betreffende modellen, voor elk model de stappen die nodig zijn om het in beheer te nemen en aanbevelingen ten aanzien van de prioritering bij het in beheer brengen.

PDF document: Deltares rapport 11203707-000-ZWS-0014, maart 2020

Als basis voor de hydraulische modellen van RWS wordt de gebiedsspecifieke geo-informatie opgeslagen in ArcGIS-databases die worden opgebouwd met behulp van de Baseline-software. Deze geo-informatie kan vervolgens automatisch worden geconverteerd naar invoer voor modelschematisaties. Op dit moment vindt de opslag van de gebiedsspecifieke geoinformatie per gebied plaats in afzonderlijke Baseline-databases, die elkaar geografisch deels overlappen of waar juist gaten in dekking tussen zitten. Dit levert problemen op bij het beheer. Daarnaast is de insteek van de nieuwe zesde-generatie modellen om te denken vanuit één model voor heel Nederland. Daarom is de wens van RWS ontstaan om alle aparte Baseline-databases samen te voegen tot een landelijke database.

PDF document: Plan van Aanpak Baseline-NL

Meinard Tiessen
Erik de  Goede    Julien Groenenboom Firmijn Zijl
Gundula Winter   Wouter Kranenburg 

In dit project is onderzoek uitgevoerd naar de nauwkeurigheid van driehoekige en vierhoekige roostercellen voor modellering van zoutindringing in 3D met de D-HYDRO Suite. Hierbij is het hydrodynamische module D-Flow Flexible Mesh toegepast. Voor een aantal schematische toepassingen en een aantal praktijktoepassingen van Rijkswaterstaat is het effect van driehoekige en vierhoekige roostercellen op de nauwkeurigheid van de zoutindringing gekwantificeerd. De praktijktoepassingen zijn de Noordzee, het Haringvliet en de Grevelingen. De conclusie is dat er in het algemeen kleine verschillen zijn tussen de modelresultaten voor regelmatige driehoekige en vierhoekige roosters voor zoutindringing in 3D D-Flow FM modellen. Het is daarmee mogelijk om naast kromlijnige en regelmatige (gelijkzijdige) vierhoekige roosters gebruik te maken van regelmatige driehoekige roosters voor 3D berekeningen van stoftransport van zout.

PDF document: Onderzoek naar Nauwkeurigheid voor Zoutindringing met D-HYDRO: Modelsimulaties in 3D op verschillende roosters

In het kader van het ontwikkelen van het zesde generatie modelinstrumentarium voor Rijkswaterstaat met de nieuwe D-HYDRO software suite worden verschillende kennisvragen onderzocht. Het onderwerp dat in dit rapport centraal staat is onzekerheid in D-Hydromodellen. Onzekerheid is een onduidelijk, diffuus begrip dat door verschillende gebruikers verschillend wordt geïnterpreteerd. Daarom heeft dit rapport als eerste doel om de rol en definitie van onzekerheid binnen de verschillende D-Hydro pilots te inventariseren en in context van modelgebruik te plaatsen. Daartoe zijn vraaggesprekken gevoerd met zes verschillende experts uit alle D-HYDRO pilot toepassingen. Het tweede doel van het rapport is het doen van aanbevelingen om te komen tot een gedragen richtlijn voor het adresseren van onzekerheden in het zesde generatie modelinstrumentarium. Op basis van de inventarisatie worden drie concrete aanbevelingen gedaan: 1. Het opzetten van een standaardprocedure voor modelgebruik, verificatie, validatie en onzekerheid. 2. Het kwantificeren van modelonzekerheid voor een pilottoepassing, bij voorkeur een WBI-toepassing. 3. Het opstellen van een heldere 'bijsluiter' voor het communiceren van de toepasbaarheid, nauwkeurigheid en onzekerheid van modellen.

PDF document: Quickscan onzekerheid en het D-Hydro modelinstrumentarium : inventarisatie en aanbevelingen

In this memo, we present the results of a limited analysis to reach an advice for the parameter settings affecting the horizontal eddy viscosity of the Waal model. The analysis did not include any calibration or comparison of velocity cross-sections with measurements. The most noticeable effect of the eddy viscosity is on the velocity in the shear layer, in the transition zone from the main channel (fast stream) to floodplains (slows stream). Accordingly, the selection of the eddy viscosity settings should be based on comparisons of calculated velocity cross-section profiles with field measurements. This has not been part of the scope of this analysis. 

WORD document: 11200569-003-ZWS-0013-v1-m-Horizontal eddy viscosity settings for the 6th generation models_V2.docx

Het Flexible Mesh rekenhart van D-HYDRO biedt diverse methoden voor de discretisatie van de bodemhoogte. De twee hoofdlijnen bestaan uit discretisatie naar hoekpunten (nodes) of een discretisatie naar cellcentra (faces). Hiernaar zijn in pilotmodellen van Waal en Noordzee al enkele onderzoeken gedaan. Het doel van deze memo is om voort te bouwen op de daarin genoemde conclusies en te komen tot een definitief advies voor de te gebruiken discretisatie in de zesde-generatie modellen van RWS.

WORD document: 11200569-003-ZWS-0012-m-Aanbevelingen op bodemhoogtediscretisatie in D-HYDRO.docx

Het beste rooster is een uniform rooster. Het heeft een optimale orthogonaliteit (0,0), gladheid (1,0) en aspect ratio (1,0). Maar het kan rekenkundig inefficiënt zijn omdat het overal dezelfde hoge resolutie heeft, zelfs ver weg van het interessegebied. En het kan trappen hebben aan gesloten randen, wat de oplossing onnauwkeurig maakt. Trappen kunnen worden vermeden door een kromlijnig rooster te gebruiken. Ook kan de roosterresolutie worden geoptimaliseerd voor rekenefficiëntie. Maar orthogonaliteit, gladheid en aspect ratio kunnen afwijken van hun optimale waarden. Hoeveel afwijking toelaatbaar is, hangt af van de stroming en de discretisaties die voorhanden zijn. Het resultaat is dat de modelleur zich bewust moet zijn van het effect van de rooster-kwaliteit op de oplossing. De modelleur moet beslissen in welke delen van zijn model strikt aan de rooster-criteria moet worden voldaan en waar deze kunnen worden versoepeld.

WORD document: D-Flow Flexible Mesh quality criteria for unstructured meshes. Deltares memo, 9 januari 2017

Advies voor algemeen functioneel ontwerp voor de 6e-generatie modellen van RWS

Dit rapport beschrijft een advies voor een landelijk afgestemd globaal functioneelontwerp voor alle nieuwe zesde-generatie modelschematisaties voor RWS op basis van de D-Flow Flexible Mesh module binnen de D-HYDRO Suite. Dit ontwerp zal worden gebruikt als input voor het maken van een plan van aanpak per modelschematisatie en het definitief opstellen en afregelen van de modelschematisaties vanaf 2017.
Het algemeen functioneelontwerp is opgesteld op basis van de resultaten van verschillende werksessies met zowel technisch inhoudelijk betrokkenen als verschillende stakeholders van binnen en buiten RWS, alsmede de resultaten van een drietal pilot-applicaties. Er is daarbij onderscheid gemaakt tussen het algemene conceptuele raamwerk en het technisch functioneelontwerp.
Dit advies en de onderliggende rapporten van de pilot-applicaties zal begin 2017 worden besproken tijdens een aantal werksessies met RWS. Aan de hand hiervan wordt eventueel een tweede versie van dit rapport opgesteld, waarin de resultaten en aanbevelingen uit deze werksessies worden verwerkt.

PDF document: Advies voor algemeen functioneel ontwerp voor de 6e-generatie modellen van RWS

Dit rapport is onderdeel van de overkoepelende rapportage ‘Advies voor algemeen functioneel ontwerp voor de zesde-generatie modellen van RWS’. In dit rapport wordt ingegaan op het modelleren van rivieren met de D-HYDRO Suite door een pilot-applicatie voor de Rijntakken uit te voeren. Het doel van deze studie is het opdoen van ervaring met het opzetten van een nieuw D-Flow Flexible Mesh model, het kalibreren van dit model en het functioneren van het model in de nieuwe modelleeromgeving. In het onderzoek is een nieuw model opgezet van de Rijntakken tijdens het hoogwater van 1995. Na het uitvoeren van deze referentiesimulatie is een reeks onderzoeken opgesteld en zijn de resultaten van de bijbehorende simulaties met de referentiesimulatie vergeleken. Er is onderzoek gedaan naar onder meer de bodemhoogtediscretisatie, gridconvergentie, overlatendiscretisatie en -formulering, rekentijdstapconvergentie, testen van processen en het maken van een deelmodel. Daarnaast is er onderzoek gedaan naar de kalibratiemethodiek. Allereerst is de wijze van kalibratie uit de vijfde generatie herhaald. Vervolgens zijn testen uitgevoerd met het toepassen van een transitie in zomerbedruwheden ten behoeve van morfologische toepassingen van het model. Ten slotte zijn testen uitgevoerd voor het aanpassen van de ruwheid van het winterbed bij de kalibratie van hoge afvoerniveaus.

PDF document: Riviermodellen in D-HYDRO - pilotapplicatie Rijntakken : Advies voor algemeen functioneel ontwerp voor de zesde generatie modellen van RWS

Eddy viscositeit in WAQUA modellen voor Rijntakken en Maas

Om bij kalibratie van de nieuwe WAQUA modellen ten behoeve van Hydraulische Randvoorwaarden 2006 met een juiste uitgangssituatie te beginnen is middels brief d.d. 297-2004 (offertenummer: RIA2004/187) gevraagd een procedure op te stellen om bij toekomstige roosterveranderingen tot een objectieve vaststelling van de waarde van de eddy viscositeit te komen. In overleg met de opdrachtgever is deze vraag teruggebracht naar de vraag advies te geven over de grootte van de te gebruiken constante eddy viscositeit. 

digitaal document: Eddy Viscositeit in WAQUA modellen van Rijntakken en Maas