Het doel van het project is om waterkwaliteit onder D-HYDRO 1D2D Suite beschikbaar te maken voor zowel 1D netwerkmodellen als gecombineerde 1D2D modellen. Daarvoor worden zowel de rekenkern en de koppelingen tussen de verschillende rekenkernen als GUI componenten ontwikkeld.
Dit past in een overkoepelend doel om de integrale watersysteem analyses te kunnen uitvoeren voor het regionale waterbeheer die aansluiten bij de eisen en wensen van deze tijd en met in Nederland ontwikkelde hydrologische, hydrodynamische en waterkwaliteit simulatiesoftware toonaangevend te blijven zijn in het internationale waterbeheer.
De rekenkern ontwikkelingen die we in dit project willen ontwikkelen richten zich het correct doorgeven van hydrodynamische informatie naar een waterkwaliteitsmodel in zowel een sequentiële berekening (file based) als in een simultane berekening (in memory).
De GUI ontwikkeling in dit project bestaan uit een basis User Interface waarmee het waterkwaliteits onderdeel opgezet kan worden, doorgerekend en gevisualiseerd kan worden. Deze GUI zal zich beperken tot de basis behoeften.
Met deze ontwikkeling kan de D-HYDRO 1D2D suite niet alleen het verouderde SOBEK 2 vervangen maar ook in functionaliteit voorbijstreven. Daarnaast is een groeiplatform opgezet voor toekomstige ontwikkelingen op integrale watersysteemanalyse en waterkwaliteitsontwikkelingen.

MMIP E3 Duurzame rivieren, meren en intergetijdengebieden

MMIP F2 Aanpassen aan versnelde zeespiegelstijging en toenemende weersextremen

Dit project draagt bij aan MMIP E3 en F2 door toekomstverkenningen en verkenning van adaptatiemaatregelen te kunnen doorvertalen naar de impact op waterkwaliteit.

MMIP F3 Nederland Digitaal Waterland

Dit project draagt bij aan MMIP F3 door de doorontwikkeling en toepassing van D-HYDRO. D-HYDRO is de beoogde opvolger van de internationaal toonaangevende hydrodynamische simulatiesoftware van Deltares. Met deze software ontwikkelen we door aan de toepassing van geavanceerde simulatietools voor het optimaliseren van watersystemen. Met de focus op waterkwaliteit in dit project maken we de toepasbaarheid van D-HYDRO breder.

MMIP C1 Klimaatbestendig landelijk gebied: voorkomen van wateroverlast en watertekort

MMIPC3 Waterrobuust en klimaatbestendig stedelijk gebied

Dit project draagt bij aan MMIP’s C1 en C3 door betere analyse van wateroverlast, droogte en klimaatadaptatie mogelijk te maken door waterkwaliteit integraal op te nemen.

Binnen het project worden de volgende acties voorzien, georganiseerd in 3 werkpaketten:

1. Rekenkern: de technische koppeling maken tussen de uitvoer van de hydrodynamische rekenkern (D-Flow FM) en waterkwaliteit. voor zowel 1D als 1D2D schematisaties.
2. GUI: Het maken van een (basis) GUI binnen de D-HYDRO suite ten behoeve van waterkwaliteitsmodellering.
3. Pilots waarin de ontwikkelde rekenkern en software in de praktijk getoetst worden.

Op het eerste werkpakket (Rekenkern) wordt aanspraak gemaakt op 50% tki-toeslag voor de onderzoeks- en ontwikkelonderdelen van het type “Industrieel onderzoek”. Het tweede werkpakket (GUI) valt onder een mix van industrieel en experimenteel onderzoek, en daarvoor is aanspraak gemaakt op 37.5% subsidie (de waarde tussen 25% en 50%). Op werkpakket 3, het werkpakket Pilots, wordt aanspraak gemaakt op 25% tki-toeslag, omdat dit onderdeel valt onder experimentele ontwikkeling.

WP 1: Rekenkern

Industrieel onderzoek
• Ontwikkelen en implementeren van een offline koppeling (file based) tussen D-Flow FM en de rekenkern DELWAQ voor waterkwaliteit
• Ontwikkelen en implementeren van een online koppeling tussen D-Flow-FM en DELWAQ, waarbij de rekenkernen simultaan gekoppeld rekenen.
• Documentatie ten aanzien van de koppeling
• Opzetten van testbank waarin de koppeling routine matig wordt getoetst. Industrieel onderzoek
Deltares: trekkende rol,
Deltares voert de daadwerkelijke softwareontwikkelingen uit.
Publieke en private partners (de adviesbureaus en waterschappen) hebben een reviewende rol in de ontwikkeling.

WP 2: GUI

Mix van industrieel onderzoek en experimenteel onderzoek
• Opzetten van een basis GUI in de D-HYDRO 1D2D Suite ten behoeve van het opzetten, doorrekenen en visualiseren van waterkwaliteitsberekeningen gebaseerd op een 1D2D hydrodynamisch model
• Vanuit de community (bij uitvoering pilots) ingebrachte aanvullende wensen omtrent GUI ontwikkelingen
• Documentatie van de GUI
Deltares: trekkende rol,
Deltares voert de daadwerkelijke softwareontwikkelingen uit.
Publieke en private partners (de adviesbureaus en waterschappen) hebben een prioriterende en reviewende rol in de ontwikkeling.

WP 3: Pilots

Experimentele ontwikkeling
Onderzoek toepassen van resultaten uit WP1 en WP2 voor waterschaps-toepassingen:
• Deelgebied van HH van Delftland, HH van Rijnland, Waterschap Rijn en IJssel en Waterschap Rivierenland, getrokken door Arcadis
• Deelgebied van Waternet en HH de Stichtse Rijnlanden, getrokken door HydroLogic

Startpunt van dit project is de D-HYDRO Suite 1D2D software waaraan afgelopen jaren is ontwikkeld en zich onderscheid met voorgaande simulatiesoftware door het geheel vernieuwd hydrodynamisch rekenhart D-Flow FM (zie ook aanleiding). D-Flow FM kan in de D-HYDRO Suite 1D2D gekoppeld worden aan de modules D-Hydrology (voor hydrologische neerslag afvoerberekeningen) en D-RTC (voor complexe sturing van hydraulische kunstwerken). Dit maakt het mogelijk om integrale hydrologische modelanalyses te kunnen uitvoeren met state of the art software.

Bij het ontwikkelen van D-HYDRO WQ willen we waterkwaliteit koppelen aan de hydrodynamische rekenkern D-Flow FM. Daarmee kunnen we de waterbeweging van van zowel 1D netwerk berekeningen als 2D (overland) flow berekeningen gebruiken als basis voor stoftransport en waterkwaliteits processen. Daarmee wordt het mogelijk om waterkwaliteitsberekeningen te doen in bijvoorbeeld boezems met meren en kanalen waarbij het menggedrag in (ondiepe) meren beter in kaart te brengen.
Daarnaast bieden de nieuwe rekenmodules de kans om simultane berekeningen uit te voeren waarbij feedback koppelingen tussen waterkwaliteit en hydrodynamica meegenomen kunnen worden. Denk hierbij aan de aansturing van een inlaatwerk op basis van concentraties van stoffen of de aanpassing van de ruwheid ten gevolge van de ontwikkeling van vegetatie in het stroombed. Deze terugkoppelingen zijn niet mogelijk met de SOBEK 2.

Algemeen:
Door de ontwikkeling van D-HYDRO WQ wordt het toepassingsbereik van D-HYDRO vergroot met waterkwaliteit. Door het gebruik laagdrempelig te houden wordt de bereidheid om waterkwaliteitsmodellen op te zetten groter onder zowel waterkwaliteitsmodelleurs als hydrologen. Daardoor zullen nieuwe kansen ontstaan op zowel de nationale als de internationale markt (zoals bijvoorbeeld het DK EAU Real-time control system for bathing water quality at Dunkerque project ) waar D-HYDRO onder andere concurreert met producten zoals MIKE11 en MIKE+ van DHI . Deze markt is voor zowel de adviesbureaus als Deltares interessant.

Tevens zorgt de toevoeging van waterkwaliteit aan D-HYDRO voor een alternatief van het verouderde SOBEK 2. D-HYDRO zorgt er voor dat potentiele gebruikers niet gaan overstappen naar concurrerende producten van o.a. DHI.

Tot slot zorgt D-HYDRO er ook voor dat nieuwe kennisontwikkeling mogelijk wordt, zoals het dynamisch koppelen van waterkwaliteit aan hydrodynamica. Dat opent de weg voor nieuwe (kennis)ontwikkelingen en markt die binnen de SOBEK 2 niet mogelijk zijn. Dit is voor alle partijen relevant.

Allen: Waterschappen, Adviesbureaus en Deltares - 1. D-HYDRO Suite 1D2D beta versie waarin de ontwikkelingen aan de rekenkern en de GUI (uit WP1 en WP 2) zijn opgenomen. - Tijdens het project zullen de deelnemende waterschappen en adviesbureaus al gebruik maken van de ontwikkelde functionaliteiten in D-HYDRO Suite 1D2D, op basis van een pre-release license Agreement.

Allen: Waterschappen, Adviesbureaus en Deltares - 2 . D-HYDRO Suite 1D2D General Availability versie - Na het project zijn de ontwikkelingen uit het D-HYDRO WQ TKI project beschikbaar voor alle D-HYDRO gebruikers.
Deltares zorgt voor de ontwikkeling, en distributie van de D-HYDRO Suite 1D2D versies via het downloadportaal van het Deltares software center .
Bij het TKI betrokken partijen hebben ervaring opgedaan en kunnen zowel D-HYDRO 1D2D WQ op zowel de nationale als internationale markt inzetten in commerciële advies- en onderzoeksprojecten.

Beschikbaar voor alle betrokkenen binnen het (regionaal) waterbeheer en de bredere wetenschappelijke wereld. - 3. Publicaties in vakbladen als H2O en Stromingen over de conclusies en lessen van de pilotstudies (uit WP3 – Pilots). - Adviesbureaus nemen de lead en zullen in samenwerking met Waterschappen en Deltares de publicaties verzorgen.
Allen: Waterschappen, Adviesbureaus en Deltares 4. Presentaties Software dagen Deltares organiseert twee keer per jaar Software dagen (nationaal in Q2 en internationaal in Q4), waarin de laatste ontwikkelingen getoond worden ten aanzien van o.a. D-HYDRO. Tijdens deze dagen zullen presentaties en workshops worden gegeven. Deltares neemt daarin de lead, met medewerking van de betrokken adviesbureaus en waterschappen die tijdens de dagen mogelijk hun werkzaamheden kunnen presenteren.

1 en 2. D-HYDRO Suite 1D2D GA versie waarin de ontwikkelingen aan de rekenkern en de GUI (uit WP1 en WP 2) zijn opgenomen. - Deltares - De D-HYDRO Suite 1D2D wordt onder (L)GPL open source licentie uitgebracht; de kernel is GPL, de GUI is bevat zowel GPL als LGPL componenten. De software is beschikbaar via de website van Deltares software (https://download.deltares.nl/en/)

2. Publicaties in een vakblad over pilotstudies - Adviesbureau dat de hoofdauteur is - Door publicatie

De (tussen)resultaten van dit project zullen gepresenteerd worden door Deltares met de projectpartners tijdens de Deltares Software Dagen (DSD) in juni 2023 en 2024. Waterschappen zullen ook geïnformeerd worden tijdens de jaarlijkse hydrologenmiddag in oktober 2023. Voor alle waterschappen zullen er daarnaast 2 maandelijkse info-sessies worden georganiseerd om ze te informeren over de ontwikkelingen via de overkoepelende D-HYDRO bijeenkomsten. Daarnaast worden de resultaten van de pilots beschreven in Nederlandse vakbladen (bijvoorbeeld H2O) in 2024. En worden de resultaten gedeeld via de website van Deltares en de website van TKI Deltatechnologie (bijvoorbeeld de Deltares public WIKI voor TKI projecten).

Het consortium zal een samenwerkingsovereenkomst sluiten die aan de eisen van de regeling tegemoet komt