5 Veldhuizen, Willems_Alterra.pdf
5 Veldhuizen, Willems_Alterra.pdf
5 Veldhuizen, Willems_Alterra.pdf
You also want an ePaper? Increase the reach of your titles
YUMPU automatically turns print PDFs into web optimized ePapers that Google loves.
Hupsel, augustus 2010<br />
Modellering met SIMGRO V7<br />
Ab <strong>Veldhuizen</strong> & Gerben <strong>Willems</strong><br />
<strong>Alterra</strong> Wageningen UR
Aanpak op hoofdlijnen<br />
• Aanname: Een bestaand grondwatermodel is een<br />
goed uitgangspunt om een neerslag-afvoermodel<br />
op te baseren<br />
• Basis: het MODFLOW model van het<br />
stroomgebied van de HUPSEL van Ype van der<br />
Velde<br />
• Voorzien van een onverzadigde zone met<br />
metaSWAP<br />
• En van een SIMGRO-oppervlaktewatersysteem
Aanpak op hoofdlijnen<br />
Meteorological drivers<br />
Ponding water<br />
Vegetation<br />
Water flows in the unsaturated zone<br />
Water flows in the saturated zone, phreatic layer<br />
----------------------------------------------------------------<br />
-------------------<br />
Water flows in the saturated zone, deeper layers<br />
Water flows in surface water<br />
MetaSWAP MODFLOW SW<br />
3
Schematisatie en discretisatie<br />
Grondwatermodel<br />
• Ruimtelijke resolutie: 5 meter<br />
• Verticale schematisatie: 1 aquifer<br />
• Aantal actieve cellen: 825000<br />
Onverzadigde zone model<br />
• Ruimtelijke resolutie: 5 meter<br />
• Verticale schematisatie: conform PAWN<br />
• Aantal SVATS: 825000
Schematisatie en discretisatie<br />
Oppervlaktewatermodel<br />
• Schematisatie: 3 afwateringseenheden<br />
• Interactie grondwater-oppervalktewater via<br />
MODFLOW<br />
Temporele resolutie:<br />
• Alle deelmodellen rekenen met tijdstap van 1 uur
Hupsel vanggebied
Hupsel indeling in afwateringseenheden
Randvoorwaarden<br />
• Op de zijranden van het grondwater:<br />
vaste stijghoogten (op voldoende afstand)<br />
• Onderrand:<br />
No-flow<br />
• Bovenrand:<br />
neerslag en referentieverdamping (uur)
Gebruikte modelcodes<br />
• MODFLOW-88 v17r0 (Deltares)<br />
• SIMGRO 7.2.11
Parametrisatie<br />
• MODFLOW overgenomen van Ype van der Velde<br />
• metaSWAP onverzadigde zone<br />
• Landgebruik conform LGN<br />
• Bodem conform PAWN<br />
• Overige parameters conform NHI<br />
• Neerslag en verdamping van station Hupsel (uur)<br />
• SIMGRO-oppervlaktewater<br />
• Ontwatering conform MODFLOW-model<br />
• Afwatering in 3 subcatchements mbv DTM2CAT<br />
• Q(h) relaties op basis van duiker/stuw formules
Q(h) relaties
Parametrisatie<br />
• metaSWAP maaiveldprocessen<br />
• Infiltratiecapaciteit conform bodemfysica<br />
• Runoff-weerstand maaiveld uniform ingeschat<br />
• Bergingscapaciteit maaiveld uniform ingeschat
Gevoeligheidsanalyse<br />
• Event augustus 2010 gebruikt voor<br />
gevoeligheidsanalyse<br />
• Alleen afvoeren beschouwd<br />
• De meest gevoelige parameters blijken:<br />
• Bergingscoefficient<br />
• Runoffweerstand<br />
• Verticale doorlatendheid
Gevoeligheidsanalyse<br />
• Bodemvocht
Q (m³/s)<br />
Gevoeligheidsanalyse<br />
8<br />
7<br />
6<br />
5<br />
Q computed, runoff=0.5<br />
Q computed, runoff=1<br />
Q computed, runoff=2<br />
Q measured<br />
4<br />
3<br />
2<br />
1<br />
0<br />
236 237 238 239 240 241 242 243 244 245<br />
Day number (d)<br />
• Runoff-weerstand
Kalibratie<br />
• Model als een “klassiek” RR-model<br />
• Kalibratie op:<br />
• Bergingscoefficient<br />
• Verticale weerstand<br />
• Runoff weerstand<br />
• Doelfunctie: afvoerverloop en hoeveelheid<br />
• Nash-Sutcliffe Modelling Efficiency (NSME)<br />
• ABS(∑Qmodel- ∑Qgemeten)/ ∑Qgemeten (∑dQ)<br />
• Doelfunctie = 1-NSME+ ∑dQ
Kalibratieresultaat 1993 (boven=voor kalibr.)
Kalibratie: december 1993<br />
• Doelfunctie geminimaliseerd van 0,33 naar 0,09<br />
• Aanpassingen:<br />
Parameter<br />
Kalibratiefactor<br />
Bergingscoefficient 0,6<br />
Verticale doorlatendheid 0,7<br />
Runoff-weerstand 1,4
2010 verificatie<br />
• Doelfunctie:<br />
• Voor kalibratie: 0,49<br />
• Na kalibratie: 0,14
Reflectie op de resultaten<br />
• Single objective kalibratie toegepast<br />
• Resulteert in een goed kalibratieresultaat en een<br />
zeer behoorlijk verificatieresultaat voor afvoeren<br />
• Echter: de grondwaterstanden blijken minder<br />
goed uit te pakken<br />
• Wellicht deels: “Right for the wrong reasons”<br />
• Rekentijd problematisch
Mogelijke verbeteringen model<br />
• Verfijning oppervlaktewaterschematisatie<br />
• Opschalen grondwatermodel (rekensnelheid)<br />
• Koppeling aan SOBEK<br />
• Maaiveldberging obv DTM<br />
• Runoff-weerstand afhankelijk van locatie<br />
• Hysterese toevoegen aan het ovz model<br />
• Multi-objective kalibreren
Dankwoord<br />
• Ik bedank Gerben voor het afstudeerwerk<br />
• Wij bedanken de NHV voor het organiseren van<br />
deze contest<br />
• U wordt bedankt voor uw aandacht<br />
• Leve Hupsel!
Change language