Top Banner
17 juni 2014 MODFLOW2005 MODFLOW-USG En eerdere ervaringen met ongestructureerd rekenen Arthur van Dam, Jarno Verkaik
24

DSD-NL 2014 - iMOD Symposium - 7. MODFLOW2005 vs. MODFLOW USG en eerdere ervaringen met ongestructureerd rekenen, Jarno Verkaik, Deltares

Jul 01, 2015

Download

Engineering

Welcome message from author
This document is posted to help you gain knowledge. Please leave a comment to let me know what you think about it! Share it to your friends and learn new things together.
Transcript
Page 1: DSD-NL 2014 - iMOD Symposium - 7. MODFLOW2005 vs. MODFLOW USG en eerdere ervaringen met ongestructureerd rekenen, Jarno Verkaik, Deltares

17 juni 2014

MODFLOW2005 MODFLOW-USG

En eerdere ervaringen met ongestructureerd rekenen

Arthur van Dam, Jarno Verkaik

Page 2: DSD-NL 2014 - iMOD Symposium - 7. MODFLOW2005 vs. MODFLOW USG en eerdere ervaringen met ongestructureerd rekenen, Jarno Verkaik, Deltares

1 januari 2008

MODFLOW2005 regular grid

Page 3: DSD-NL 2014 - iMOD Symposium - 7. MODFLOW2005 vs. MODFLOW USG en eerdere ervaringen met ongestructureerd rekenen, Jarno Verkaik, Deltares

Cartesische roosters en hun beperkingen

Het Cartesische rekenrooster moet ‘ruitjespapier’ blijven, dus:

• Verfijning rond bronnen straalt uit in hele domein

• Uitlijning langs rivieren/breuklijnen andere features is onmogelijk

17 juni 2014

Page 4: DSD-NL 2014 - iMOD Symposium - 7. MODFLOW2005 vs. MODFLOW USG en eerdere ervaringen met ongestructureerd rekenen, Jarno Verkaik, Deltares

Mogelijke oplossing: ongestructureerde roosters

Ongestructureerde roosters kunnen heel vrij samengesteld worden:

• Driehoekjes (uitlijning, verfijning)

• Maar ook nog steeds gestructureerde stukken (nauwkeurig!)

17 juni 2014

Page 5: DSD-NL 2014 - iMOD Symposium - 7. MODFLOW2005 vs. MODFLOW USG en eerdere ervaringen met ongestructureerd rekenen, Jarno Verkaik, Deltares

Deels een oplossing: nesting/subdomain model

Met iMOD kunnen lokale detailmodellen genest worden in grovere

regionale modellen.

17 juni 2014

Page 6: DSD-NL 2014 - iMOD Symposium - 7. MODFLOW2005 vs. MODFLOW USG en eerdere ervaringen met ongestructureerd rekenen, Jarno Verkaik, Deltares

1 januari 2008

MODFLOW-USG (UnStructured Grids)

• Gereleased door USGS

in voorjaar 2013

Page 7: DSD-NL 2014 - iMOD Symposium - 7. MODFLOW2005 vs. MODFLOW USG en eerdere ervaringen met ongestructureerd rekenen, Jarno Verkaik, Deltares

1 januari 2008

MODFLOW-USG; voorbeelden uit USGS manual

Page 8: DSD-NL 2014 - iMOD Symposium - 7. MODFLOW2005 vs. MODFLOW USG en eerdere ervaringen met ongestructureerd rekenen, Jarno Verkaik, Deltares

1 januari 2008

MODFLOW-USG; plannen voor iMOD

Voorstel:

• Kracht van iMOD

behouden, performance

door o.a. IDF-files

• Schaling benutten door

vanuit iMOD

parameterisatie naar

quadtree grid mogelijk te

maken.

Dus:

• Rekenen met quadtrees,

• Pre- en postprocessing

met IDF’s etc.

Page 9: DSD-NL 2014 - iMOD Symposium - 7. MODFLOW2005 vs. MODFLOW USG en eerdere ervaringen met ongestructureerd rekenen, Jarno Verkaik, Deltares

1 januari 2008

MODFLOW-USG; plannen voor iMOD

Page 10: DSD-NL 2014 - iMOD Symposium - 7. MODFLOW2005 vs. MODFLOW USG en eerdere ervaringen met ongestructureerd rekenen, Jarno Verkaik, Deltares

1 januari 2008

Verder dan grondwater (1): flooding uit 3Di-project

Deltares heeft de afgelopen jaren al veel met ongestructureerde

roosters en lokale roosterverfijning gedaan: quadtrees uit 3Di

Page 11: DSD-NL 2014 - iMOD Symposium - 7. MODFLOW2005 vs. MODFLOW USG en eerdere ervaringen met ongestructureerd rekenen, Jarno Verkaik, Deltares

Hydrologie en subgrids

• Oppervlaktewater en grondwater gekoppeld:

• Op tijdstapbasis

• Op overlappende fijnmazige rekenroosters.

17 juni 2014

Page 12: DSD-NL 2014 - iMOD Symposium - 7. MODFLOW2005 vs. MODFLOW USG en eerdere ervaringen met ongestructureerd rekenen, Jarno Verkaik, Deltares

Verder dan grondwater (2): 1D-2D-3D uit NGHS.

17 juni 2014

Nog een toepassing: ongestructureerde en gestructureerde

roosters tezamen in D-Flow Flexible Mesh (NGHS project)

Page 13: DSD-NL 2014 - iMOD Symposium - 7. MODFLOW2005 vs. MODFLOW USG en eerdere ervaringen met ongestructureerd rekenen, Jarno Verkaik, Deltares

1 januari 2008

MODFLOW-USG: verder dan grondwater

Deltares heeft de afgelopen jaren al veel met ongestructureerde

roosters en lokale roosterverfijning gedaan:

• Overland flow met subgrid-techniek en quadtree roosters

(uit het 3Di-project)

• 1D-2D-3D oppervlaktewater-modellering in één model

(uit het Next Generation Hydro Software Project)

• Bovenstaande twee technieken komen momenteel samen in het

D-Flow Flexible Mesh rekenhart (oplevering 2015).

Page 14: DSD-NL 2014 - iMOD Symposium - 7. MODFLOW2005 vs. MODFLOW USG en eerdere ervaringen met ongestructureerd rekenen, Jarno Verkaik, Deltares

Stamford catchment

• Stamford catchment is sub-catchment of Marina Reservoir catchment

• Total area of 10 km2

• Situated in main shopping district of Singapore

Page 15: DSD-NL 2014 - iMOD Symposium - 7. MODFLOW2005 vs. MODFLOW USG en eerdere ervaringen met ongestructureerd rekenen, Jarno Verkaik, Deltares

Stamford catchment floods 2010 & 2011

Page 16: DSD-NL 2014 - iMOD Symposium - 7. MODFLOW2005 vs. MODFLOW USG en eerdere ervaringen met ongestructureerd rekenen, Jarno Verkaik, Deltares

DEM enhancements Major and minor drainage network burnt into DEM

Page 17: DSD-NL 2014 - iMOD Symposium - 7. MODFLOW2005 vs. MODFLOW USG en eerdere ervaringen met ongestructureerd rekenen, Jarno Verkaik, Deltares

Quadtree grid 3 refinement levels; 20x20, 40x40 & 80x80 m.

• Uniform grid sizes best for rainfall runoff modeling

• Local refinements needed for modeling main channel flow

Page 18: DSD-NL 2014 - iMOD Symposium - 7. MODFLOW2005 vs. MODFLOW USG en eerdere ervaringen met ongestructureerd rekenen, Jarno Verkaik, Deltares

Spatially distributed rainfall

Page 19: DSD-NL 2014 - iMOD Symposium - 7. MODFLOW2005 vs. MODFLOW USG en eerdere ervaringen met ongestructureerd rekenen, Jarno Verkaik, Deltares

Model results, flood maps

6 hours simulation time takes less than 3 minutes computation time!

23th of December 2011 flood event

Page 20: DSD-NL 2014 - iMOD Symposium - 7. MODFLOW2005 vs. MODFLOW USG en eerdere ervaringen met ongestructureerd rekenen, Jarno Verkaik, Deltares

2

2.5

3

3.5

4

4.5

5

5.5

6

6.5

23

-De

c 0

8:0

0

23

-De

c 1

0:0

0

23

-De

c 1

2:0

0

23

-De

c 1

4:0

0

23

-De

c 1

6:0

0

23

-De

c 1

8:0

0

23

-De

c 2

0:0

0

23

-De

c 2

2:0

0

Wat

er

leve

l [m

]

Date/Time

HMC204, TanglinSC

3Di SOBEK Observed

0

5

10

15

20

25

23

-De

c 0

8:0

0

23

-De

c 1

0:0

0

23

-De

c 1

2:0

0

23

-De

c 1

4:0

0

23

-De

c 1

6:0

0

23

-De

c 1

8:0

0

23

-De

c 2

0:0

0

23

-De

c 2

2:0

0

Dis

char

ge [

m3

/s]

Date/Time

HMC204, TanglinSC

3Di SOBEK Observed

Calibration results, 23th of December 2011

Page 21: DSD-NL 2014 - iMOD Symposium - 7. MODFLOW2005 vs. MODFLOW USG en eerdere ervaringen met ongestructureerd rekenen, Jarno Verkaik, Deltares

-2

0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

20

23

-De

c 0

8:0

0

23

-De

c 1

0:0

0

23

-De

c 1

2:0

0

23

-De

c 1

4:0

0

23

-De

c 1

6:0

0

23

-De

c 1

8:0

0

23

-De

c 2

0:0

0

23

-De

c 2

2:0

0

Dis

char

ge [

m3

/s]

Date/Time

HMC207 Orchard Forum

3Di SOBEK Observed

2

2.5

3

3.5

4

4.5

5

5.5

6

6.5

23

-De

c 0

8:0

0

23

-De

c 1

0:0

0

23

-De

c 1

2:0

0

23

-De

c 1

4:0

0

23

-De

c 1

6:0

0

23

-De

c 1

8:0

0

23

-De

c 2

0:0

0

23

-De

c 2

2:0

0

Wat

er

leve

l [m

]

Date/Time

HMC207 Orchard Forum

3Di SOBEK Observed

Calibration results, 23th of December 2011

Page 22: DSD-NL 2014 - iMOD Symposium - 7. MODFLOW2005 vs. MODFLOW USG en eerdere ervaringen met ongestructureerd rekenen, Jarno Verkaik, Deltares

-10

0

10

20

30

40

50

60

70

23

-De

c 0

8:0

0

23

-De

c 1

0:0

0

23

-De

c 1

2:0

0

23

-De

c 1

4:0

0

23

-De

c 1

6:0

0

23

-De

c 1

8:0

0

23

-De

c 2

0:0

0

23

-De

c 2

2:0

0

Dis

char

ge [

m3

/s]

Date/Time

HMC209 Killiney Rd

3Di SOBEK Observed

-0.5

0

0.5

1

1.5

2

2.5

3

3.5

23

-De

c 0

8:0

0

23

-De

c 1

0:0

0

23

-De

c 1

2:0

0

23

-De

c 1

4:0

0

23

-De

c 1

6:0

0

23

-De

c 1

8:0

0

23

-De

c 2

0:0

0

23

-De

c 2

2:0

0

Wat

er

leve

l [m

]

Date/Time

HMC209 Killiney Rd

3Di SOBEK Observed

Calibration results, 23th of December 2011

Page 23: DSD-NL 2014 - iMOD Symposium - 7. MODFLOW2005 vs. MODFLOW USG en eerdere ervaringen met ongestructureerd rekenen, Jarno Verkaik, Deltares

Vragen?

17 juni 2014

Page 24: DSD-NL 2014 - iMOD Symposium - 7. MODFLOW2005 vs. MODFLOW USG en eerdere ervaringen met ongestructureerd rekenen, Jarno Verkaik, Deltares

Drainage/infiltratie, maar nu op subgrids