Overzicht Triwaco 4.0 Geintegreerd Modelinstrumentarium Waterbeheer

Voor het maken van een hydrologisch model is een grote hoeveelheid aan invoergegevens nodig. Alle databestanden die aan modelinvoer ten grondslag liggen dienen in een heldere, transparante wijze opgeslagen te worden. Tevens dient de relatie tussen deze databestanden en modelinvoer eenduidig omschreven te zijn. Alleen met een heldere en open datastructuur kunnen efficiënte en flexibele modellen gebouwd worden met reproduceerbare resultaten.

Triwaco 4.0 combineert als eerste databeheer, aansturing van modellen en visualisatie voor waterbeheer binnen één werkomgeving. Het modelinstrumentarium bestaat uit twee onderdelen die nauw met elkaar zijn verbonden: de dataomgeving en de modelomgeving.

De dataomgeving biedt vrije keuze van bestandsformaten door OpenGIS
De dataomgeving bevat alle informatie nodig voor het opzetten van modellen. Binnen de dataomgeving worden de verschillende bronnen van data gedefinieerd. Deze informatie wordt opgeslagen in de databank die zelf geen fysieke data hoeft te bevatten. De databank bevat overigens ook resultaten van eerdere modellen. Dit is handig voor het opzetten van nieuwe (deel)modellen (randvoorwaarden).

Het modelinstrumentarium maakt gebruik van OpenGIS, tegenwoordig OpenGeoSpatial, waardoor vrijwel elk bestandsformaat gebruikt kan worden voor het definiëren van parameters zonder dat conversie ervan nodig is.

Het betreft een indrukwekkende lijst formaten onder andere:

• Rasterkaarten (ruim 64 typen o.a. Idrisi, ESRI grids, Erdas, …)
• Vectorkaarten (ruim 16 typen o.a. ESRI-shape, MapInfo, AutoCAD, …)
• Databanken als Oracle, MySQL en Access;
• Overige bestandsformaten als Excel, txt en csv.
• Uitvoeren van bewerkingen middels Expressies en Spatial Queries

Modelomgeving biedt vrije keuze van modellen
De modelomgeving is ontworpen om moeiteloos en gestructureerd modellen op te zetten, te koppelen, te calibreren, scenario- en effectberekeningen uit te voeren. Dit alles in een omgeving waarbij op ieder moment de basisdata, invoergegevens en modelresultaten gevisualiseerd en bewerkt kunnen worden. De modelparameters worden in de modelomgeving samengesteld uit de informatie uit de databanken. Vervolgens kunnen de rekenprogramma’s aangestuurd worden vanuit de modelleeromgeving. De modelparameters worden daartoe omgezet naar modelinvoer voor verschillende rekenprogramma’s. De modelleeromgeving is zodanig gebouwd dat allerlei verschillende rekenprogramma’s kunnen worden aangestuurd. Het betreft rekenprogramma’s voor:

• Neerslag & afvoer (SOBEK-RR)
• Oppervlaktewater (SOBEK-CF)
• Onverzadigde zone (FLUZO, SWAP, metaSWAP)
• Grondwater (FLAIRS, MODFLOW-96/2000/2005)
• Nationaal modelinstrumentarium
• Effectmodellen (o.a. MT3D, ecologie, landbouw,...)

Keuze voor modellen eenvoudig door gebruik in- en uitvoer bestandsformaten van de modelcodes zelf
Invoer en uitvoer van de rekenprogramma’s is altijd op basis van de standaard in- en uitvoer bestanden van het betreffende programma. Dit garandeert dat modellen gemaakt binnen het modelinstrumentarium in te lezen zijn in andere modelinstrumentaria.

Dus een SOBEK model gemaakt binnen het modelinstrumentarium kan zonder enige aanpassing geopend worden in de traditionele omgeving van SOBEK. Hetzelfde geldt voor een MODFLOW model dat direct in omgevingen als GMS, Visual Modflow kan worden ingelezen. Voor de omgekeerde richting, dus het inlezen van modellen gemaakt in andere modelomgevingen worden importmodules ontwikkeld. Zo ontwikkelen we momenteel een importmodule voor MicroFEM modellen.

Dit heeft voor waterbeheerders als voordeel dat modellenwerk kan worden uitbesteed aan meerdere adviesbureaus. Voor adviesbureaus heeft het als voordeel dat de modellen geleverd door de waterbeheerder kunnen worden toegepast in de voor hen gebruikte modelomgeving. Uiteraard kunnen zowel waterbeheerders als adviesbureaus beschikken over het modelinstrumentarium.

Keuze voor eenvoudige tot geavanceerde manieren om modellen te koppelen
Mogelijkheden om modellen te koppelen varieert van een koppeling op afstand tot volledig geïntegreerde modelberekeningen. Wij werken al jaren samen met diverse instituten, zoals het WL|Delft, om de koppelingen steeds beter te maken. De samen met het WL|Delft ontwikkelde koppelingstechniek (o.a. OpenMI) is niet afhankelijk van het gebruikte rekennetwerk of rekenkern en is daardoor voor vrijwel elke simulatiecode toepasbaar te maken. Koppelingen kunnen ook worden gerealiseerd met modellen die buiten de triwaco zijn gemaakt.

Keuze voor verschillende effectmodellen niet beperkt door gebruikte modelcode
Resultaten van modellen kunnen altijd eenvoudig beschikbaar worden gemaakt voor verschillende effectmodellen, bijvoorbeeld:

• Opstellen van water- en stofbalansen op een flexibele tijdschaal voor grondwater, oppervlaktewater, onverzadigde zone en neerslag/afvoer en het poldersysteem of een combinatie hiervan;
• Geïntegreerd behandelen van de zoutbelasting, het oppervlaktewater (waterlopen, kunstwerken, gemalen, inlaten en beregening), bodemopbouw, drainage, infiltratie, afspoeling, vegetatie, onverzadigde zone, ondiep grondwater en neerslag-afvoer karakteristieken in landelijk en stedelijk gebied
• Nutriënten (transport, processen voor stikstof en fosfor en effect van lozingen of bemesting) met SPREAD, WANDA, ANIMO, …
• Landbouwschade (verdampingsreductie, draagkracht en bedrijfsvoering)
• Ecologie (effectvoorspelling vegetatietypen en natuurdoeltypen)
• Nabewerking om invoer te genereren voor WaterNOOD (bijvoorbeeld GxG kaarten)
• …

Flexibiliteit !
Het modelinstrumentarium is zo opgezet dat eenvoudig nieuwe rekenprogramma’s en effectmodellen in de modelleeromgeving op te nemen zijn. Zo kunnen in de toekomst ook programma’s als metaSWAP opgenomen worden.