Actualisatie MIKE11-model van de Dender

Transcriptie

1

2 Actualisatie MIKE11-model van de Dender De Rouck, K., D Haeseleer, E., Viaene, P., Holvoet, K. Coen, L., Vanneuville, W., Van Eerdenbrugh, K., Mostaert, F. Juli 2008 FORMULIER: F-WL-PP10-1 Versie 01

3 Deze publicatie dient als volgt geciteerd te worden: De Rouck, K., D Haeseleer, E., Viaene, P., Holvoet, K., Coen, L., Vanneuville, W., Van Eerdenbrugh, K., Mostaert, F. (2008). Dender Actualisatie Mike11-model van de Dender. WL Rapporten, 715_07. Waterbouwkundig Laboratorium: Antwerpen, België Waterbouwkundig Laboratorium Flanders Hydraulics Research Berchemlei 115 B-2140 Antwerpen Tel. +32 (0) Fax +32 (0) waterbouwkundiglabo@vlaanderen.be Niets uit deze uitgave mag worden verveelvoudigd en/of openbaar gemaakt door middel van druk, fotokopie, microfilm of op welke andere wijze ook zonder voorafgaandelijke schriftelijke toestemming van de uitgever. FORMULIER: F-WL-PP10-1 Versie 01

4 Documentidentificatie Titel: Dender Actualisatie Mike-11 model van de Dender Opdrachtgever: WenZ, Afdeling Bovenschelde Ref.: Keywords (3-5): Dender, actualisatie, Mike 11-model Tekst (p.): 13 Tabellen (p.): / Bijlagen (p.): 15 Figuren (p.): / Ja Opdrachtgever Uitzondering: Intern Vertrouwelijk: Vlaamse overheid Vrijgegeven vanaf Nee Goedkeuring Auteur De Rouck Kristien D Haeseleer Erika Viaene Peter Revisor Holvoet Katrijn Coen Leen Vanneuville Wouter Van Eerdenbrugh Katrien Projectleider Viaene Peter Afdelingshoofd Mostaert Frank Revisies Nr. Datum Omschrijving Auteur 0_1 Conceptversie De Rouck Kristien 0_2 Revisie opdrachtgever De Troeyer Sara 1_0 Eindredactie D Haeseleer Erika, Viaene Peter 2_0 Versie opdrachtgever na Viaene Peter kwaliteitscontrole WL 3_0 D Haeseleer Erika, Viaene Peter Abstract De afdeling Bovenschelde zal de komende jaren de stuwen op de Dender van Geraardsbergen tot en met Aalst vervangen. Om het ontwerp van deze nieuwe infrastructuur te onderbouwen wordt een scenarioanalyse uitgevoerd met het 1D-hydrodynamisch Mike 11 model van de Dender. Om deze scenarioberekeningen uit te voeren, is het aangewezen om in eerste instantie een actualisatie van het Mike11-model van de Dender uit te voeren. De recent uitgevoerde werken aan het Vlaamse deel van de Dender en het inwinnen van een nieuw DHM (Digitaal Hoogtemodel) zijn de aanleiding tot de huidige actualisatie. Dit rapport bevat de beschrijving van de modelaanpassingen uitgevoerd binnen de actualisatie, evenals de resultaten van de kalibratie en validatie van het vernieuwde model. Hieruit blijkt een goede overeenkomst tussen metingen en berekeningen naar voor te komen. De vergelijking tussen overstromingskaarten uit de recent overstroomde gebieden en het model blijkt een voldoende overeenkomst. FORMULIER: F-WL-PP10-1 Versie 01

5 Inhoudstafel Inhoudstafel... I Lijst van de tabellen... II Lijst van de figuren... III Lijst van de bijlagen...iv 1 Inleiding Omschrijving van de opdracht Indeling van dit rapport ACTUALISATIE MIKE11-MODEL Opbouw hydraulisch model Resultaten CONCLUSIES REFERENTIES I

6 Lijst van de tabellen Tabel 1 - Panden op Vlaams grondgebied...5 Tabel 2 - Breedte en drempelhoogte van de stuwen, opgemeten 14/02/ Tabel 3 Manningscoëficiënten....9 Tabel 4 Manningscoëficiënten Tabel 5 - Vergelijking gemeten en gemodelleerde waarden voor verschillende meetstations periode Kerst Tabel 6 - Vergelijking gemeten en gemodelleerde waarden voor verschillende meetstations periode januari 2002 maart II

7 Lijst van de figuren Figuur 1 Bekken van de Dender in Vlaanderen...2 III

8 Lijst van de bijlagen Bijlage A: Was Kerst Figuur 1 H Geraardsbergen, op- en afwaarts de stuw: gemeten ( ), gemodelleerd ( ) Figuur 2 H Idegem, op- en afwaarts de stuw: gemeten ( ), gemodelleerd ( ) Figuur 3 H Pollare, op- en afwaarts de stuw: gemeten ( ), gemodelleerd ( ) Figuur 4 H Denderleeuw, op- en afwaarts de stuw: gemeten ( ), gemodelleerd ( ) Figuur 5 H Teralfene, op- en afwaarts de stuw: gemeten ( ), gemodelleerd ( ) Figuur 6 H Aalst, op- en afwaarts de stuw: gemeten ( ), gemodelleerd ( ) Figuur 7 H Denderbelle, opwaarts de stuw: gemeten ( ), gemodelleerd ( ) Figuur 8 H Denderbelle, afwaarts de stuw: gemeten ( ), gemodelleerd ( ) Figuur 9 H Dendermonde, opwaarts de stuw: gemeten ( ), gemodelleerd ( ) Bijlage B: Was januari maart 2002 Figuur 1 H Geraardsbergen, op- en afwaarts de stuw: gemeten ( ), gemodelleerd ( ) Figuur 2 H Idegem, op- en afwaarts de stuw: gemeten ( ), gemodelleerd ( ) Figuur 3 H Pollare, op- en afwaarts de stuw: gemeten ( ), gemodelleerd ( ) Figuur 4 H Denderleeuw, op- en afwaarts de stuw: gemeten ( ), gemodelleerd ( ) Figuur 5 H Teralfene, op- en afwaarts de stuw: gemeten ( ), gemodelleerd ( ) Figuur 6 H Aalst, op- en afwaarts de stuw: gemeten ( ), gemodelleerd ( ) Figuur 7 H Denderbelle, opwaarts de stuw: gemeten ( ), gemodelleerd ( ) Figuur 8 H Denderbelle, afwaarts de stuw: gemeten ( ), gemodelleerd ( ) Figuur 9 H Dendermonde, opwaarts de stuw: gemeten ( ), gemodelleerd ( ) Bijlage C: Figuur 10 - Gemodelleerde en waargenomen overstromingen december 2002-januari 2003; deel 1 Figuur 11 - Gemodelleerde en waargenomen overstromingen december 2002-januari 2003; deel 2 Figuur 12 - Gemodelleerde en waargenomen overstromingen december 2002-januari 2003; deel 3 Figuur 13 - Gemodelleerde en waargenomen overstromingen december 2002-januari 2003; deel 4 Figuur 14 - Gemodelleerde en waargenomen overstromingen december 2002-januari 2003; deel 5 IV

9 1 Inleiding 1.1 Omschrijving van de opdracht De afdeling Bovenschelde zal de komende jaren de stuwen op de Dender van Geraardsbergen tot en met Aalst vervangen (De Troeyer, 2004). Om het ontwerp van de nieuwe infrastructuur te ondersteunen en te optimaliseren werd bij het Waterbouwkundig Laboratorium een hydraulische studie besteld. Voorafgaand aan de hydraulische studie is een actualisatie van het bestaande Mike11-Dendermodel noodzakelijk. In 2002 werd door het Laboratorium voor Hydraulica van de K.U.Leuven een eerste Mike11-model voor de Dender ontwikkeld. Sindsdien zijn reeds verschillende aanpassingen, bijsturingen en validaties uitgevoerd, zowel door de K.U.Leuven (Timbe en Willems, 2003; Willems en Timbe, 2004) als door het Waterbouwkundig Laboratorium (Boey, 2003; Deschamps, 2004). De recent uitgevoerde werken aan het Vlaamse deel van de Dender en het inwinnen van een nieuw DHM (Digitaal Hoogtemodel) zijn de aanleiding tot de huidige actualisatie. Voorliggend rapport beschrijft alle aanpassingen die binnen deze actualisatie worden uitgevoerd en die uiteindelijk tot een nieuwe versie,, van het model zullen leiden. Figuur 1 toont een overzicht van de Dender in Vlaanderen met de belangrijkste zijwaterlopen en de ligging van de stuwsluizen. 1.2 Indeling van dit rapport Hoofdstuk 2 van dit rapport behandelt de eigenlijke actualisatie van het model. De opbouw van het hydraulisch model wordt besproken aan de hand van nieuwe gegevens voor het DHM, aanpassingen aan de kunstwerken en andere modelverbeteringen (2.1). Via kalibratie- en validatieberekeningen wordt de kwaliteit van het vernieuwde model onderzocht (2.2). 1

10 Figuur 1 Bekken van de Dender in Vlaanderen 2

11 2 ACTUALISATIE MIKE11-MODEL 2.1 Opbouw hydraulisch model Software Dit Dendermodel-WL-2006 werd aangemaakt in Mike 11 versie 2005, SP4. MikeGIS versie 2005 wordt gebruikt voor de aanmaak van het nieuwe DHM-grid Nieuw DHM Voor een goed waterbeheer zijn nauwkeurige hoogtegegevens uiterst belangrijk. Onder impuls van het WL en de afdeling Water van AMINAL (nu VMM) werd in de periode een grootschalig en gebiedsdekkend hoogtemodel voor Vlaanderen aangemaakt. Hieraan ging echter een pilootproject vooraf, waarbij voor de Dender een hoogtemodel van de overstromingsgebieden en nabije omgeving werd opgemeten (rond 1999). Dit hoogtemodel diende als basis voor de eerdere versies van het Dendermodel. De realisatie van het nieuwe DHM-Vlaanderen, via laserscanning in landelijk gebied en fotogrammetrie in dichtbebouwd stedelijk gebied, werd voor het Denderbekken uitgevoerd in februari 2002 (zie voor meer gedetailleerde informatie omtrent de aanmaak van dit DHM). Dit resulteert in een puntenwolk met x-, y- en z-coördinaten, gepositioneerd op maaiveldhoogte. Uit deze puntenwolk (ascii-bestanden) wordt in MikeGIS een grid van 5m op 5m gecompileerd voor het Dendermodel. Aan dit grid worden volgende detailbestanden toegevoegd: - Hoogtes van de zomerdijken, oevers, jaagpad ( ) - De dijkwerken uitgevoerd in 2003 ( ) - Betonnen veiligheidsstootbanden (New Jerseys) geplaatst in 2003 ( ) Hoogtes van de zomerdijken, oevers, jaagpad Deze zomerdijken worden gefilterd uit de topografische dwarssectiemetingen van het zomerbed, uitgevoerd in Dijkwerken uitgevoerd in 2003 Volgende dijkwerken werden in 2003 uitgevoerd (bron: Afdeling Bovenschelde, W. Callebaut): - De dwarsdijk (19,00 m TAW) op rechteroever van de Dender in Overboelare op de grens met het Waalse Gewest met aansluitend daaraan een langsdijk met een lengte van 200 m (juni 2003). - De langsdijk (18,60 m TAW) in Overboelare op rechteroever van de Dender tussen de Majoor van Lierdebrug en de woning Coessens over een lengte van 600 m (oktober 2003). - De langsdijk (18,40 m TAW) in Overboelare op rechteroever van de Dender tussen de Majoor van Lierdebrug en de spoorbrug in Overboelare over een lengte van 385 m (augustus 2003). 3

12 Betonnen veiligheidsstootbanden (New Jerseys) geplaatst in 2003 New Jerseys met een hoogte van 0.60 m werden geplaatst op volgende locaties (bron: Afdeling Bovenschelde, W. Callebaut): - Op linkeroever in Idegem, stroomafwaarts de stuw in Idegem als bescherming voor houthandel Simon en Zonen, over een lengte van 201,7 m. - Op rechteroever in Ninove, vanaf afwaarts de Elisabethbrug (stadspark) in Ninove tot de Begijnebrug in Ninove, over een lengte van 733 m. - Op rechteroever in Ninove, vanaf afwaarts de Oudekaaibrug (aansluitend op vroeger geplaatste elementen) tot opwaarts de vaste wegbrug van de ring Ninove, over een lengte van 405,4 m. - Op rechteroever in Liedekerke ter hoogte van het industrieterrein, vanaf de spoorbrug tot halfweg het zuiveringsstation van Liedekerke ter bescherming van het industrieterrein en de stationsomgeving van Liedekerke, over een lengte van 483,3 m. - Op rechteroever in Affligem (Teralfene), vanaf opwaarts de brug over de sluis in Teralfene tot de spoorbrug naast het jaagpad, over een lengte van 495 m. - Op rechteroever in Affligem (Teralfene), vanaf afwaarts de sluis in Teralfene tot de spoorbrug, over een lengte van 169,7 m. - Op linkeroever in Denderleeuw, vanaf afwaarts de stuw in Teralfene tot 163 m stroomafwaarts ervan. De aangemaakte dijk-lijnbestanden van de zomerdijken, de dijken daterend uit 2003 en de New Jerseys worden gecombineerd met het DHM-grid, dat als basis dient voor de opmaak van de dwarsprofielen van de overstromingsgebieden (zie 2.1.4). Dit DHM wordt eveneens gebruikt voor de aanmaak van overstromingskaarten Stroming in het winterbed De overstromingsgebieden, die in het Mike11-Dendermodel worden voorgesteld als parallelle tak, worden gelokaliseerd volgens de schematisatie van het oude model. Dwarssecties voor deze overstromingsgebieden worden afgeleid uit het nieuwe DHM-grid. De markers, die het relevante deel van de dwarssectie afbakenen, worden geplaatst op de hoogste punten op linker- (Marker 1) en rechteroever (Marker 3). Eveneens wordt het laagste punt van de dwarssectie aangegeven (Marker 2). De dijkoverlaten (link channels) verbinden deze overstromingsgebieden met de Dender en geven de hoogte van de dijk of oeverwal weer. Bij de nieuwe dijkwerken en New Jerseys wordt de breedte-hoogte relatie, die de geometrie van de overlaat bepaalt, herberekend uit de dijkkruinhoogten (marker 1 en 3 uit de dwarssectie van de rivierbedding) van enkele opeenvolgende, in dit gebied gelegen dwarssecties. Voor de andere dijken worden de gegevens uit het oude model overgenomen Kunstwerken Infiltratie Door infiltratie in de bodem worden de meeste overstromingsgebieden na overstromen geledigd. Om dit te simuleren worden in het model uitwateringspijpen (regulating structures in het Mike11-Dendermodel) aangebracht. Het debiet is bepaald op basis van een realistische inschatting van het infiltratiedebiet vanuit de NAM of neerslag-afvoermodellen voor het Denderbekken die een afstromingsdebiet berekenen op basis van gevallen neerslag boven een deelbekken en evaporatie. De structuren worden geplaatst op de dijkoverlaat (link channel) die zich op het laagste punt in het overstromingsgebied bevindt (Willems et al., 2002). 4

13 Concreet werden bij deze actualisatie in volgende overstromingsgebieden uitwateringspijpen geplaatst (Timbe en Willems, 2004): - Floodbranch4-3 op Link Floodbranch4-1 op Link4-8 - Floodbranch6-1 op Link FB-R-1 op Linkfbr1-6 - FB-R-2 op Linkfbr Stuwen Nieuwe stuwregeling De Dender bestaat op Vlaams grondgebied uit 8 panden (Tabel 1) (bron: Afd. Bovenschelde, februari 2004). Locatie Lengte (km) Streefpeil (mtaw) Deux-Acren Geraardsbergen 5,8 (waarvan 3,2 op Vlaams grondgebied) 16,85 Geraardsbergen Idegem 6,2 15,23 Idegem Pollare 8,0 12,88 Pollare Denderleeuw 8,0 10,37 Denderleeuw Teralfene 2,7 8,17 Teralfene Aalst 6,1 7,61 Aalst Denderbelle 8,1 5,83 Denderbelle Dendermonde 5,3 3,80 Tabel 1 - Panden op Vlaams grondgebied In het oude model wordt de stuwstand geregeld volgens een verband tussen debiet en stuwhoogte. De nieuwe stuwregeling baseert zich op het streefpeil (Tabel 1), het opwaarts stuwpeil dat wordt aangehouden om binnenscheepvaart mogelijk te maken. Modelmatig vertaalt zich dat in Mike11 als control structure waarbij wordt geregeld op de waterstand, zodat het opwaartse streefpeil zo lang mogelijk wordt aangehouden. Nieuwe stuwbreedte De stuwbreedtes en drempelhoogtes werden op 14 februari 2006 hermeten (Tabel 2) en vervangen de oude breedtes en hoogtes in het model (bron: Afd. Bovenschelde). 5

14 Locatie Breedte (m) Drempel (mtaw) Geraardsbergen 4,42 13,594 5,88 14,450 Idegem 8,38 10,895 Pollare 10,44 7,989 Denderleeuw 10,22 5,126 Teralfene 10,38 5,461 Aalst 10,69 3,485 Denderbelle (niet heropgemeten) 12,84 0,2 Tabel 2 - Breedte en drempelhoogte van de stuwen, opgemeten 14/02/2006 Opmerking: Aangezien de onderste 3 balken bij de stuw van Idegem vast zitten worden deze bij het drempelniveau opgeteld. De drempelhoogte wordt vervangen door 11,495 m TAW in plaats van de recent opgemeten 10,895 m TAW Ingrepen De dijkwerken uitgevoerd in 2003 (zie ) worden in het Mike11 netwerk ingevoerd d.m.v. weirs of link channels. De dwarsdijk op de grens van het Waals Gewest in Overboelare op rechteroever: Weir op Floodbranch4-2 Ch.771 Dijk Level Width (m) 18,95 m TAW 0 19,00 m TAW 88 21,00 m TAW 89 Weir op Floodbranch4-1 Ch Dijk 18,95 mtaw 0 19,00 mtaw ,00 mtaw 161 De langsdijken in Overboelare zijn in het model geïmplementeerd als dijkhoogten in de link channels: - De langsdijk ter hoogte van het Waals Gewest: Link4-3 Bed Level op 19,00 mtaw - De langsdijk tussen de Majoor Van Lierdebrug en de woning Coessens: Link4-6 en Link4-7 Bed Level op 18,60 mtaw - De langsdijk tussen de Majoor Van Lierdebrug en de spoorbrug in Overboelare: Link4-8 en Link4-8b Bed Level op 18,40 mtaw. De new jerseys werden ingevoegd in het model als een verhoging van 0,60m in de link channels: - De new jerseys ter hoogte van Ninove (RO): Linkfbr6-1 Bed Level op 12,51 mtaw Linkfbr6-2 Bed Level op 12,15 mtaw 6

15 Linkfbr6-3 Bed Level op 12,78 mtaw Linkfbr6-4 Bed Level op 12,55 mtaw Linkfbr6-5 Bed Level op 13,60 mtaw - De new jerseys ter hoogte van Okegem (RO): Linkfbr5-1a Bed Level op 12,52 mtaw Linkfbr5-1 Bed Level op 12,57 mtaw (behouden) - De new jerseys ter hoogte van het industrieterrein in Liedekerke (bij monding Bellebeek): Link-FB10-1 Bed Level op 10,62 mtaw Link-FB10-2 Bed Level op 10,44 mtaw Andere modelaanpassingen - Floodbranch2-1, Floodbranch2-2, Floodbranch2-3, Floodbranch2-5 en Floodbranch5 liggen van afwaarts naar opwaarts georiënteerd, deze worden omgedraaid zodat dit voor alle Floodbranches gelijk is. Dit heeft gevolgen voor de floodbranches, link channels, weirs en regulating structures in het netwerkbestand en de randvoorwaarden in het boundary-bestand. Concreet zijn volgende wijzigingen toegepast: - Weir op Floodbranch2-1 en regulating structure op Floodbranch2-1 worden van ch800 naar ch1807 verplaatst. - Link2-10 wordt geplaatst op Link2-9 wordt geplaatst op Link2-8 wordt geplaatst op Link2-7 wordt geplaatst op Link2-6 wordt geplaatst op Link2-5 wordt geplaatst op Link2-4 wordt geplaatst op Link2-3 wordt geplaatst op Link2-2 wordt geplaatst op Link2-1 wordt geplaatst op Link2-13 wordt geplaatst op 65 - Link2-12 wordt geplaatst op Link2-11 wordt geplaatst op 390 Wijzigingen van deze floodbranch chainages worden ook in het boundary-bestand en het dwarssectiebestand aangepast. - Ten gevolge van foutmeldingen in Mike11 wordt chainage (kilometrering) vervangen door en chainage door De control structures en regulating structures krijgen in het netwerk- en boundary-bestand unieke ID s. Mike eist dit namelijk om foutloos te kunnen simuleren. Daarnaast krijgen ook de wegen de volgende ID: weg1, weg2, weg3, in plaats van weg zoals in vorige versies mogelijk was. - Ten gevolge van modelinstabiliteiten ter hoogte van Floodbranch 2-4 worden de point chainages Dender gewijzigd zodat die overeenkomen met de verbindingspunten van de link channels. Grotendeels komt dit neer op het wissen van de laatste 2 decimalen. - Constante waarden in het boundary-bestand i.p.v. verwijzingen naar dfs0-bestanden. 7

16 - Dubbele H-punten worden eruit gehaald, aangezien deze vaak oorzaak zijn van instabiliteitsproblemen. - In Mike11 worden dwarsprofielen van linker- naar rechteroever gedefinieerd. Sommige dwarsprofielen lagen echter van rechter- naar linkeroever. In eerdere Mike11-versies kon dit opgevangen worden door marker 1 en marker 3 te wisselen van plaats. In Mike is dit echter niet meer mogelijk en worden ze omgedraaid. - Bij de stuw-sluis-regeling van Dendermonde worden de links naar tijdserie Dendermonde_corr.dfs0 vervangen door $TDERIV$DENDER. Voorheen werd de minuutverschuiving voor de bepaling van stijging of daling van het waterpeil geregeld door middel van een tijdserie, nu door middel van een afgeleide. 2.2 Resultaten Kalibratie De was tijdens de kerstperiode van 2002 op 2003 wordt gebruikt om het model te kalibreren. Figuren hiervan zijn te vinden in bijlage A. Het model wordt hiervoor ingekort tot Overboelare aangezien hiervoor een gemeten debietreeks voorhanden is en de reeks te Lessines, tot nog toe als opwaartse rand gebruikt, minder betrouwbaar is. De wrijvings- of Manning-coëfficiënten die uit deze kalibratie werden bepaald, zijn weergegeven in Tabel 3. Hierbij valt vooral de wijziging van de manningwaarden in de floodbranches of overstromingsgebieden op. Meer bepaald veranderen deze waarden van 0,4 naar 0,04, hetgeen een realistischer waarde is voor de ruwheid van een overstromingsgebied. De effecten van deze wijziging op de waterstanden zijn echter niet zo groot. Tabel 5 toont het verschil tussen de gemeten en berekende maximale waterstanden t.h.v. de verschillende stuwen. De resultaten van de kalibratieberekeningen (Tabel 5) tonen aan dat het nieuwe model de maximale waterstanden opwaarts de stuwen onderschat. De afwijkingen in absolute cijfers variëren van 3 tot 15 cm. Wanneer het verschil relatief wordt uitgedrukt t.o.v. de diepte van de waterkolom, bedragen de afwijkingen 0,6 tot 3,4 %. De maximale waterstanden afwaarts de stuwen worden tussen 1 en 12 cm onderschat (en tot 20 cm in Teralfene). Afwaarts Aalst is er een overschatting van 1 cm. De relatieve onderschattingen (of overschatting in Aalst) afwaarts de stuwen bedragen 0,2 tot 4,2 %. 8

17 Branch Chainage Oude Geactualiseerd Oude Geactualiseerd Branch Chainage model model model model FLOODBRANCH ,4 0,04 FB-L ,023 0,4 0,04 FLOODBRANCH ,4 0,04 FB-L-2 0 0,4 0,04 FICTBROOK1 0 0,04 0,04 FB-L ,095 0,4 0,04 FICTBROOK ,04 0,04 FB-L-3 0 0,4 0,04 FICTBROOK2 0 0,04 0,04 FB-L-3 596,218 0,4 0,04 FICTBROOK ,04 0,04 FB-L-4 0 0,4 0,04 FLOODBRANCH ,4 0,04 FB-L ,137 0,4 0,04 FLOODBRANCH ,4 0,04 FB-L-5 0 0,4 0,04 Floodbranch ,4 0,04 FB-L-5 599,372 0,4 0,04 Floodbranch ,4 0,04 FB-L-6 0 0,4 0,04 Floodbranch ,4 0,04 FB-L ,057 0,4 0,04 Floodbranch ,4 0,04 FB-L-7 0 0,4 0,04 Floodbranch ,4 0,04 FB-L-7 796,368 0,4 0,04 Floodbranch ,4 0,04 FB-L-8 0 0,4 0,04 Floodbranch ,4 0,04 FB-L-8 556,577 0,4 0,04 Floodbranch ,4 0,04 FB-R-1 0 0,4 0,04 Floodbranch ,4 0,04 FB-R ,685 0,4 0,04 Floodbranch ,4 0,04 FB-R-2 0 0,4 0,04 Molenbeek-G 0 0,04 0,04 FB-R ,704 0,4 0,04 Molenbeek-G 942 0,04 0,04 FB-R-3 0 0,4 0,04 Floodbranch5 0 0,4 0,04 FB-R-3 540,198 0,4 0,04 Floodbranch ,4 0,04 FB-R-4 0 0,4 0,04 Floodbranch ,4 0,04 FB-R-4 821,11 0,4 0,04 Floodbranch ,4 0,04 FB-R-5 0 0,4 0,04 Floodbranch ,4 0,04 FB-R-5 751,989 0,4 0,04 Floodbranch ,4 0,04 FB-R-6 0 0,4 0,04 Floodbranch ,4 0,04 FB-R-6 882,334 0,4 0,04 Floodbranch ,4 0,04 Floodbranch ,4 0,04 Floodbranch ,4 0,04 Tabel 3 Manningscoëficiënten - deel 1: Floodbranches 9

18 Branch Chainage Oude Geactualiseerd Oude Geactualiseerd Branch Chainage model model model model DENDER 0 0,03 0,04 Floodbranch8 0 0,4 0,04 DENDER ,03 0,04 Floodbranch ,4 0,04 DENDER ,035 0,04 Floodbranch9 0 0,4 0,04 DENDER ,035 0,04 Floodbranch ,4 0,04 DENDER ,035 0,043 Floodbranch ,4 0,04 DENDER ,035 0,036 Floodbranch ,4 0,04 DENDER ,037 0,034 Floodbranch ,4 0,04 DENDER ,037 0,034 Floodbranch ,4 0,04 DENDER ,035 0,034 Floodbranch11 0 0,4 0,04 DENDER ,042 0,034 Floodbranch ,4 0,04 DENDER ,042 0,038 Wolfputbeek 0 0,04 0,04 DENDER ,035 0,034 Wolfputbeek ,04 0,04 DENDER ,035 0,033 Floodbranch ,4 0,04 DENDER ,03 0,031 Floodbranch ,4 0,04 DENDER ,025 0,025 Floodbranch ,4 0,04 DENDER ,025 0,025 Floodbranch ,4 0,04 DENDER 49866,5 0,025 0,025 FB-L-1 0 0,4 0,04 Tabel 4 Manningscoëficiënten deel 2: Dender Validatie Ter validatie wordt de was januari maart 2002 doorgerekend. Tabel 6 toont het verschil tussen gemeten en gemodelleerde maximale waterstanden (te Geraardsbergen, Idegem, Pollare, Aalst, Denderbelle en Dendermonde). De resultaten worden ook grafisch voorgesteld in bijlage B. De resultaten van de validatieberekeningen tonen aan dat het nieuwe model de maximale waterstanden opwaarts de stuwen onderschat met 10 tot 17 cm (Geraardsbergen, Teralfene, Denderbelle, Dendermonde) of overschat met 3 tot 14 cm (Idegem, Pollare). Voor Denderleeuw en Aalst is geen vergelijking mogelijk omdat er ontbrekende waarden waren in de meetreeks. Wanneer het verschil relatief wordt uitgedrukt t.o.v. de diepte van de waterkolom bedragen de afwijkingen 0,7 tot 5,4 %. De maximale waterstanden afwaarts de stuwen worden tussen 2 en 12 cm onderschat. Afwaarts Aalst is er een overschatting van 18 cm. De relatieve onderschattingen (of overschatting in Aalst) afwaarts de stuwen bedragen 0,5 tot 3,7 %. 10

19 Locatie Maximale waterstand hoogte % afwijking Locatie Maximale waterstand hoogte % afwijking meet- Kerst water- op water- meet- Kerst water- op water- station (m TAW) kolom diepten station (m TAW) kolom diepten Geraardsbergen Teralfene Opwaarts Gemeten 18,10 4,43 Opwaarts Gemeten 10,00 4,97 Gemodelleerd 17,95 4,28 3,4% Gemodelleerd 9,97 4,94 0,6% verschil -0,15 verschil -0,03 Afwaarts Gemeten 17,48 4,78 Afwaarts Gemeten 9,77 4,74 Gemodelleerd 17,37 4,67 2,3% Gemodelleerd 9,57 4,54 4,2% verschil -0,10 verschil -0,20 Idegem Aalst Opwaarts Gemeten 15,68 3,74 Opwaarts Gemeten 8,18 6,24 Gemodelleerd 15,58 3,64 2,7% Gemodelleerd 8,06 6,12 2,0% verschil -0,10 verschil -0,12 Afwaarts Gemeten 14,80 4,14 Afwaarts Gemeten 7,52 5,58 Gemodelleerd 14,68 4,02 2,9% Gemodelleerd 7,53 5,59-0,2% verschil -0,12 verschil 0,01 Pollare Denderbelle Opwaarts Gemeten 13,24 4,47 Opwaarts Gemeten 6,50 6,09 Gemodelleerd 13,18 4,41 1,3% Gemodelleerd 6,46 6,05 0,6% verschil -0,06 verschil -0,04 Afwaarts Gemeten 12,47 4,57 Afwaarts Gemeten 6,47 5,87 Gemodelleerd 12,43 4,53 0,9% Gemodelleerd 6,44 5,84 0,5% verschil -0,04 verschil -0,03 Denderleeuw Dendermonde Opwaarts Gemeten x x Opwaarts Gemeten 6,52 8,61 Gemodelleerd 10,64 3,91 x Gemodelleerd 6,44 8,53 1,0% verschil x verschil -0,08 Afwaarts Gemeten x x Gemodelleerd 10,30 4,78 x verschil x Tabel 5 - Vergelijking gemeten en gemodelleerde waarden voor verschillende meetstations periode Kerst (*): Geen waarden beschikbaar, want metingen onbetrouwbaar t.g.v. vastzittende vlotter 11

20 Locatie Maximale waterstand hoogte % afwijking Locatie Maximale waterstand hoogte % afwijking meet- Jan maart-2002 water- op water- meet- Jan maart-2002 water- op water- station (m TAW) kolom diepten station (m TAW) kolom diepten Geraardsbergen Teralfene Opwaarts Gemeten 17,86 4,19 Opwaarts Gemeten 9,48 4,45 Gemodelleerd 17,69 4,02 4,1% Gemodelleerd 9,38 4,35 2,2% verschil -0,17 verschil -0,1 Afwaarts Gemeten 17,14 4,44 Afwaarts Gemeten 9,28 4,25 Gemodelleerd 17,12 4,42 0,5% Gemodelleerd 9,18 4,15 2,4% verschil -0,02 verschil -0,1 Idegem Aalst Opwaarts Gemeten 15,3 3,36 Opwaarts Gemeten x x Gemodelleerd 15,48 3,54-5,4% Gemodelleerd 7,61 5,67 x verschil 0,14 verschil x Afwaarts Gemeten (*) x Afwaarts Gemeten 6,9 4,96 Gemodelleerd 14,24 3,58 x Gemodelleerd 7,08 5,14-3,7% verschil (*) verschil 0,18 Pollare Denderbelle Opwaarts Gemeten 12,91 4,14 Opwaarts Gemeten 6,44 6,03 Gemodelleerd 12,94 4,17-0,7% Gemodelleerd 6,34 5,93 1,7% verschil 0,03 verschil -0,1 Afwaarts Gemeten 12,1 4,2 Afwaarts Gemeten 6,45 5,85 Gemodelleerd 12,05 4,15 1,2% Gemodelleerd 6,33 5,73 2,0% verschil -0,05 verschil -0,12 Denderleeuw Dendermonde Opwaarts Gemeten x x Opwaarts Gemeten 6,49 8,58 Gemodelleerd 10,37 3,64 x Gemodelleerd 6,33 8,42 1,8% verschil x verschil -0,16 Afwaarts Gemeten x x Gemodelleerd 9,84 4,32 x verschil x Tabel 6 - Vergelijking gemeten en gemodelleerde waarden voor verschillende meetstations periode januari 2002 maart 2002 (*): Geen waarden beschikbaar, want metingen onbetrouwbaar t.g.v. vastzittende vlotter 12

21 2.2.3 Beoordeling In de Algemene Methodologie (Berlamont et al., 2000) wordt gesteld dat bij een kwalitatief goede modellering de fouten op de waterhoogten grootte-orde 5 à 10% bedragen. In Tabel 5 blijken de afwijkingen op de maximale waterhoogten voor de kalibratieperiode kleiner te zijn dan 5%. Voor de validatieperiode bedraagt deze tot 5% (Tabel 6). Als globaal resultaat van het kalibratie- en validatieproces kan dus gesteld worden dat alle relatieve afwijkingen binnen de normen voor een kwalitatief hoogstaand model vallen, zoals beschreven in de Algemene methodologie (Berlamont et al., 2000). Het geactualiseerde model slaagt er dus goed in de werkelijke waterstanden op de Dender te voorspellen. Daarnaast werd ter controle met het model een overstromingskaart aangemaakt om de modelresultaten te vergelijken met het bestand van de recent overstroomde gebieden of ROG (versie 2006). Hiervoor werd de was van december 2002-januari 2003 gebruikt, omdat hiervan gedetailleerde overstromingsinformatie van op terrein beschikbaar is. In de figuren in Bijlage C worden de gemodelleerde en ROG-overstromingsgebieden met elkaar vergeleken langsheen de Dender. Hieruit blijkt dat voor veel van de overstromingsgebieden de gemodelleerde en de waargenomen overstromingen elkaar goed benaderen. Een aantal gebieden zijn in de overstromingskaart niet ingekleurd als overstroomd. Dit kan verklaard worden doordat overstromingen veroorzaakt door kleine zijwaterlopen niet mee opgenomen zijn in het model en ook dat, indien de overstromingsdiepte kleiner is dan 10cm, deze niet wordt weergegeven in de overstromingskaart. Algemeen beschouwd kan gesteld worden dat de gemodelleerde overstromingskaart voldoende aansluit bij de als overstroomd ingetekende gebieden in de ROG-kaart. 13

22 3 CONCLUSIES De afdeling Bovenschelde zal de komende jaren de stuwen op de Dender van Geraardsbergen tot en met Aalst vervangen (De Troeyer, 2004). Om het ontwerp van de nieuwe infrastructuur te ondersteunen en te optimaliseren werd bij het Waterbouwkundig Laboratorium een hydraulische studie besteld. Voorafgaand aan de hydraulische studie werd het bestaande Mike11-Dendermodel geactualiseerd met nieuwe meetgegevens van het DHM, recent opgemeten stuwafmetingen en recent uitgevoerde dijkwerken. Voorliggend rapport beschrijft alle aanpassingen die binnen deze actualisatie werden uitgevoerd en die uiteindelijk tot een nieuwe versie van het model geleid hebben. De resultaten van de kalibratieberekeningen, gebaseerd op de wasperiode Kerst , tonen aan dat het nieuwe model de maximale waterstanden opwaarts de stuwen onderschat. De afwijkingen variëren van 3 tot 15 cm. De relatieve afwijkingen liggen tussen 0,6 tot 3,4 %. De maximale waterstanden afwaarts de stuwen worden tussen 1 en 12 cm onderschat (en tot 20 cm in Teralfene). Afwaarts Aalst is er een overschatting van 1 cm. De relatieve afwijkingen bedragen 0,2 tot 4,2 %. De resultaten van de validatieberekeningen, gebaseerd op de wasperiode januari 2002 maart 2002, tonen aan dat het nieuwe model de maximale waterstanden opwaarts de stuwen onderschat met 10 tot 17 cm (Geraardsbergen, Teralfene, Denderbelle, Dendermonde) of overschat met 3 tot 14 cm (Idegem, Pollare). De relatieve afwijkingen bedragen 0,7 tot 5,4 %. De maximale waterstanden afwaarts de stuwen worden tussen 2 en 12 cm onderschat. Afwaarts Aalst is er een overschatting van 18 cm. De relatieve afwijkingen afwaarts de stuwen liggen tussen 0,5 tot 3,7 %. In de Algemene methodologie (Berlamont et al., 2000) wordt gesteld dat de relatieve afwijkingen op de (maximale) waterstanden voor een kwalitatief goed model grootte-orde 5 tot 10 % bedragen. Uit de kalibratie- en validatieresultaten blijkt dat het model, volgens de gestelde normen uit de Algemene methodologie, beantwoord aan de norm kwalitatief goed model en er dus goed in slaagt de werkelijke waterstanden te voorspellen. Uit de vergelijking van gemodelleerde overstromingsgebieden en de ROG-kaart met de recent overstroomde gebieden blijkt een voldoende overeenkomst. Borgerhout, juli

23 4 REFERENTIES - Berlamont J., Willems P., Qvick A., Vaes G., Feyen J., Christiaens K., 2000, Algemene methodologie voor het modelleren van de waterafvoer in bevaarbare waterlopen in Vlaanderen, Laboratorium voor hydraulica, KULeuven in opdracht van AWZ afdeling Waterbouwkundig Laboratorium en Hydrologisch Onderzoek - Boey, I., De Dender Berekening van scenario s met Mike 11-model. Waterbouwkundig Laboratorium - Deschamps, M., Scenario-analyse: Verwijdering stuw Teralfene met handhaving streefpeil van opwaarts gelegen pand. Waterbouwkundig Laboratorium - De Troeyer S., 2004, Streefbeeld Dender, Waterbeheersing en transport, Startnota, W&Z Afdeling Bovenschelde. - Timbe, L., Willems, P., Overzicht van aanpassingen aan MIKE11-Dender model sinds versie december Nota KULeuven, Laboratorium voor Hydraulica, 25 p. - Willems P., Timbe L., Popa D., olv Berlamont J., 2002, Mike11 Dendermodel, Laboratorium voor hydraulica, KULeuven. - Willems, P., Timbe, L Overzicht validatie MIKE11-Dender model aan historische overstromingsgegevens, Nota 10 februari 2003, KULeuven, Laboratorium voor Hydraulica 13 p. 15

24 Bijlage A: Was Kerst Figuur 1 H Geraardsbergen, op- en afwaarts de stuw: gemeten ( ), gemodelleerd ( ) Figuur 2 H Idegem, op- en afwaarts de stuw: gemeten ( ), gemodelleerd ( ) A1

25 Figuur 3 H Pollare, op- en afwaarts de stuw: gemeten ( ), gemodelleerd ( ) Figuur 4 H Denderleeuw, op- en afwaarts de stuw: gemeten ( ), gemodelleerd ( ) A2

26 Figuur 5 H Teralfene, op- en afwaarts de stuw: gemeten ( ), gemodelleerd ( ) Figuur 6 H Aalst, op- en afwaarts de stuw: gemeten ( ), gemodelleerd ( ) A3

27 Figuur 7 H Denderbelle, opwaarts de stuw: gemeten ( ), gemodelleerd ( ) Figuur 8 H Denderbelle, afwaarts de stuw: gemeten ( ), gemodelleerd ( ) A4

28 Figuur 9 H Dendermonde, opwaarts de stuw: gemeten ( ), gemodelleerd ( ) A5

29 Bijlage B: Was januari maart 2002 Figuur 1 H Geraardsbergen, op- en afwaarts de stuw: gemeten ( ), gemodelleerd ( ) Figuur 2 H Idegem, op- en afwaarts de stuw: gemeten ( ), gemodelleerd ( ) B1

30 Figuur 3 H Pollare, op- en afwaarts de stuw: gemeten ( ), gemodelleerd ( ) Figuur 4 H Denderleeuw, op- en afwaarts de stuw: gemeten ( ), gemodelleerd ( ) B2

31 Figuur 5 H Teralfene, op- en afwaarts de stuw: gemeten ( ), gemodelleerd ( ) Figuur 6 H Aalst, op- en afwaarts de stuw: gemeten ( ), gemodelleerd ( ) B3

32 Figuur 7 H Denderbelle, opwaarts de stuw: gemeten ( ), gemodelleerd ( ) Figuur 8 H Denderbelle, afwaarts de stuw: gemeten ( ), gemodelleerd ( ) B4

33 Figuur 9 H Dendermonde, opwaarts de stuw: gemeten ( ), gemodelleerd ( ) B5

34 Bijlage C: Figuur 10 Gemodelleerde en waargenomen overstromingen december 2002-januari 2003; deel 1 C1

35 Figuur 11 Gemodelleerde en waargenomen overstromingen december 2002-januari 2003; deel 2 C2

36 Figuur 12 Gemodelleerde en waargenomen overstromingen december 2002-januari 2003; deel 3 C3

37 Figuur 13 Gemodelleerde en waargenomen overstromingen december 2002-januari 2003; deel 4 C4

38 Figuur 14 Gemodelleerde en waargenomen overstromingen december 2002-januari 2003; deel 5 C5

39 Waterbouwkundig Laboratorium Flanders Hydraulics Research Berchemlei 115 B-2140 Antwerpen Tel. +32 (0) Fax +32 (0)