D-HYDRO Suite Urban
Samenvatting project
Als gevolg van klimaatveranderingen nemen de neerslaggebeurtenissen qua intensiteit toe. De riolering heeft van nature een beperkte afvoercapaciteit (20 mm/hr). De verwachting is (en de praktijk laat zien) dat de huidige riolering de heviger buien niet goed kan verwerken. Het Ingenieursbureau van de gemeente Amsterdam, het samenwerkingsverband AVRI (bestaande uit de gemeenten Buren, Culemborg, Geldermalsen, Lingewaal, Maasdriel, Neder-Betuwe, Neerijnen, Tiel, West Maas en Waal en Zaltbommel) en waterschap Rivierenland en gemeente Brielle willen daarom integrale analyses
uitvoeren van het riolerings- en oppervlaktewatersysteem inclusief afstroming over maaiveld in het stedelijke gebied.
Dit is momenteel (deels) mogelijk met bestaande software, maar de rekentijd is nog relatief lang. Dit beperkt het gebied dat in een keer doorgerekend kan worden. Ook kan de koppeling tussen het 2D en 1Dmodel verbeterd worden door de neerslag van daken “ondergronds” naar het riool te laten stromen en de neerslag op straten en overige verharding bovengronds.
Doel van het project
Dit project draagt bij aan twee kennis- en innovatieclusters namelijk: 1. duurzame deltasteden 2. water en ICT. Voor het eerste cluster dragen we bij aan de kennis en innovatievraag rondom het vergroten van inzicht in het totaalsysteem van de klimaatbestendige stad en de samenhang tussen verschillende deelsystemen. Voor het tweede cluster dragen we bij aan de kennis- en innovatievragen op het gebied van het koppelen van nationale en regionale datasets en modellen (schaal ruimte en tijd) en open informatiebeschikbaarheid. Het doel van dit project is het aantonen van de meerwaarde van het gecombineerd doorrekenen van riolering oppervlaktewater en afstroming over maaiveld in het stedelijke gebied met simulatiesoftware op basis van ongestructureerde rekenroosters (D-HYDRO Suite Urban). Dit heeft als voordeel dat de relevante waterstromen in samenhang worden gesimuleerd met een model dat het juiste detailniveau heeft voor elke component in de waterbalans. Daarnaast kan de klimaatbestendigheid van grote gebieden snel en betrouwbaar worden getoetst. De integrale aanpak van dit project draagt bij kennis en innovatiecluster namelijk duurzame deltasteden. De modellen worden zo veel mogelijk opgebouwd op basis van open beschikbare data (BAG GBKN AHN3 etc). Hiermee wordt bijgedragen aan de vragen rondom open informatiebeschikbaarheid. Door de toepassing van verschillende detailniveaus in de modellen wordt bijgedragen aan de vragen rondom schaal ruimte en tijd. De subdoelen zijn:
•Implementatie van nested newton concept om de 1D berekeningen te versnellen (2017)
•Ontwikkeling gedistribueerd inloopmodel voor de 2D-1D koppeling op basis van open (GIS)-data. In het gedistribueerde inloopmodel stroomt de neerslag op huizen en gebouwen rechtstreeks naar de riolering en de neerslag op wegen en straten stroomt over straat via kolken naar de riolering (2017)
•Onderzoeken van de meerwaarde van multi-resolutie modellering in stedelijk omgeving. De
Motivatie
Als gevolg van klimaatveranderingen nemen de neerslaggebeurtenissen qua intensiteit toe. De riolering heeft van nature een beperkte afvoercapaciteit (20 mm/hr). De verwachting is (en de praktijk laat zien) dat de huidige riolering de heviger buien niet goed kan verwerken. Antea Group het samenwerkingsverband AVRI gemeente Berg en Dal waterschap Rivierenland en gemeente Brielle willen daarom integrale analyses uitvoeren van het riolerings- en oppervlaktewatersysteem inclusief afstroming over maaiveld in het stedelijke gebied. Dit is momenteel (deels) mogelijk met bestaande software maar de rekentijd is lang. Dit beperkt het projectgebied en het detailniveau waarmee gerekend kan worden. De koppeling tussen het 2D en 1D-model kan verbeterd worden zodat de modellering beter aansluit bij de werkelijkheid. Dit kan door de neerslag van daken “ondergronds” naar het riool te laten stromen en de neerslag op straten en overige verharding bovengronds.
Uitgevoerde acties
Binnen dit project worden de volgende werkzaamheden uitgevoerd:
•Bouwen van een import functie voor het importeren van rioolnetwerken in FM (2017)
•De ontwikkeling van tools voor het voorbewerken en importeren van open gis data als grids en shape-files zoals AHN3 BGT BAG etc. (2017)
•Het ontsluiten van de mogelijkheden voor het doorrekenen van gesloten leidingen elementen in FM (2017)
•Implementeren van het nested-newton concept
•Implementatie van 1D-2D koppeling in FM (2017)
•Implementatie van verdamping en infiltratie in het 2D-model (2017) •Het uitvoeren van een pilot studie in de gemeente Brielle. Het betreft de toetsing van het stedelijk watersysteem van een deel van Brielle met een statische (GIS) en dynamische (D-Hydro) analyse.
•Het uitvoeren van een pilot studie bij de AVRI en waterschap Rivierenland. Het betreft de toetsing van het stedelijk watersysteem van een deel van Waardenburg (vlak gebied) met SOBEK en D-Hydro Urban.
•Het uitvoeren van een pilot studie in de gemeente Berg en Dal. Het betreft de toetsing van het stedelijk watersysteem van Groesbeek Noord (hellend gebied) met SOBEK en D-Hydro Urban.
Innovativiteit
In 2016 zijn Antea Group en Deltares begonnen met de toepassing van ongestructureerde rekenroosters in stedelijk gebied. Door de klimaatveranderingen is er bij veel gemeentes vraag naar de effecten van extremere neerslaggebeurtenissen en de interactie tussen riolering oppervlaktewater en maaiveld. De toepassing van ongestructureerde rekenroosters geeft de mogelijkheid om van grof naar fijn te werken. De hele stad kan gemodelleerd worden met een grof rekenrooster en op locaties met knelpunten kan het rekenrooster verfijnd worden. Deze ontwikkelingen zijn inmiddels op meer dan 10 projecten in Nederland en 2 internationale projecten toegepast. Dit project is innovatief door de integratie van verschillende technieken. De nested newton methode maakt het mogelijk om berekeningen in leidingen veel sneller uit te voeren. De combinatie van deze methode en het flexibele rekenrooster biedt mogelijkheden om het watersysteem (riolering oppervlaktewater en afstroming over maaiveld) integraal door te rekenen en integrale maatregelen op te stellen. Daarnaast wordt optimaal gebruik gemaakt van de combinatie van opendata (BGT AHN3 BAG) en informatie van gemeenten en waterschappen.
Valorisatie
Kennisdeling
De (tussen)resultaten van dit project zullen gepresenteerd worden door Deltares met de projectpartners tijdens de Deltares en Delft softwaredagen in 2017 (oktober) en 2018 (juni en oktober). Daarnaast worden de resultaten van de case studies beschreven in Nederlandse vakbladen (riolering, H2O) in 2018. En worden de resultaten gedeeld via de website van Deltares en de website van TKI deltatechnologie
Valorisatie
De valorisatie van dit project bestaat uit de volgende componenten: · Uitvoeren van case studies en publiceren en presenteren over de resultaten van de case studies. Dit zal gedurende de looptijd van het project gedaan worden door Deltares en Antea in samenwerking met de andere partners. Doel hiervan is de kennis te delen en nieuwe projecten te genereren · Toepassing van de software ontwikkelingen in nieuwe nationale en internationale projecten. Met de te ontwikkelen tools en software wordt het mogelijk nieuwe integrale projecten uit te voeren voor gemeenten en waterschappen in Nederland en wereldwijd. De ontwikkelingen uit 2016-2017 (zie paragraaf innovativiteit) zijn inmiddels op meer dan 10 projecten in Nederland en 2 internationale projecten toegepast. De verwachting is dat met de ontwikkelingen uit dit project vanaf tweede helft 2017 de eerste aanvullende pilot projecten uitgevoerd kunnen worden.
· De D-HYDRO Suite, Urban is op basis van een Fiduciary Licence Agreement te gebruiken door het bedrijfsleven in Nederland.
Intellectueel eigendom
Alle partijen krijgen alle resultaten van het Project ter beschikking. De resultaten van de samenwerking kunnen breed verspreid worden. Partijen kunnen over deze resultaten vrijelijk publiceren. De resultaten zullen volledig openbaar beschikbaar zijn, met uitzondering van ter beschikking gestelde achtergrondkennis.
Informatievoorziening project
De informatie over dit project wordt kenbaar gemaakt via de website van de TKI Deltatechnologie (projectbeschrijving) en de projectwiki van Deltares (projectvoortgang en resultaten).
Projectvoorwaarden
Na de datum waarop deze Overeenkomst in werking is getreden, maar uiterlijk tot een jaar voor de beoogde datum waarop het Project zal zijn voltooid, kunnen ondernemers en/of onderzoeksinstellingen, die op het terrein van het relevante subsidieprogramma van het TKI werkzaam zijn alsnog als Partij toetreden. Een later toetredende Partij zal een nader overeen te komen bijdrage in kind en/of in cash moeten leveren die in redelijke verhouding staat tot zijn relatief aandeel in het Project na toetreding. De overige Partijen ontvangen vervolgens naar rato een terugbetaling en/ of gedeeltelijke vrijstellingen van hun nog te leveren bijdrage in kind, voor zover niet besloten wordt de bijdrage van de later toetredende Partij aan het projectbudget toe te voegen.