Aanleiding

Uit een gebruikersinventarisatie in het NHI (Gijsbers et al, 2021) is gebleken dat zowel Rijkswaterstaat als een meerderheid van de waterschappen behoefte hebben aan uitwerking van een zogenaamde ‘gelumpte benadering van het oppervlaktewater’.

Rijkswaterstaat heeft behoefte aan een robuust en toekomstbestendig alternatief voor de modules die worden ingezet voor de analyse van de toekomstige zoetwatervoorziening van Nederland, zowel voor het regionale oppervlaktewatersysteem als het waterverdelingsnetwerk. De modules moeten ook worden ingezet om hydrologische randvoorwaarden te berekenen voor analyse van de waterkwaliteit. Eerdere pogingen om bestaande software in te zetten heeft niet geleid tot succesvolle resultaten, en na evaluatie en aanscherping van de eisen is geconcludeerd dat aanvullende conceptuele ontwikkeling nodig is.

Regionale waterbeheerders hebben behoefte aan een eenvoudige oppervlaktewatermodule die aansluit op de regionale grondwatermodellering en kan worden ingezet voor analyse van normale en droge situaties. Geconcludeerd is dat bestaande software niet aan alle eisen en wensen voldoet. De belangrijkste wateropgaven zijn ‘te veel’ en ‘te weinig’ en een goede waterbalans, ook voor onderbouwing van de opgaven in de KRW. Voor wateroverlast moeten de nieuwe concepten goed werken in samenhang met bestaande 1D2D m/odelleringssoftware zoals bijvoorbeeld D-HYDRO Suite 1D2D, waarmee meer gedetailleerde analyses kunnen worden uitgevoerd.

In het voorjaar van 2022 is na een marktconsultatie vanuit het NHI geprobeerd de benodigde ontwikkeling vorm te geven via een ‘aanbesteding in de markt’, aanvullend op een opdracht aan de kennisinstituten. Uiteindelijk is vanwege verschillende redenen niet geoffreerd door de marktpartijen. Desalniettemin hebben de adviesbureaus aangegeven wel graag te willen bijdragen aan vervolguitwerking.

Door alle betrokken partijen is geconcludeerd is dat het waardevol is als de gewenste ontwikkeling in samenwerking tussen kennisinstituten, marktpartijen (adviesbureaus en zzp-ers) en waterbeheerders wordt vormgegeven, zodat de conceptuele kennis bij de instituten gecombineerd kan worden en verrijkt met de kennis en praktijkervaring van de markt en de waterbeheerders. Dit heeft geresulteerd in ontwikkeling van de software binnen TKI Deltatechnologie.

Doel

Doel van het project is het ontwikkelen van een oppervlaktewatermodule voor een vereenvoudigde, 'gelumpte benadering' voor het Nederlandse oppervlaktewatersysteem. Het modelconcept moet zowel op regionaal als landelijk schaalniveau in samenhang kunnen worden toegepast met MODFLOW en MetaSWAP, en desgewenst met D-Hydro, en kunnen dienen als vervanger van bestaande software (MOZART/DM, SIMRES). De software wordt tijdens de ontwikkeling in verschillende gebieden toegepast. Deze toepassingen hebben tot doel om de ontwikkelde software en pre- en postprocessing tooling te testen.  Nevendoel voor Deltares is de software ontwikkeling voor Nederland en de buitenlandse markt beter op elkaar af te stemmen.

Consortium

Het consortium bestaat uit de volgende partijen, met nauwe relaties met het Nederlands Hydrologisch Instrumentarium (NHI):

In 2024 is D2Hydro toegevoegd aan het consortium.

Belangrijkste uitgangspunten in de ontwikkeling

De gehanteerde uitgangspunten bij de ontwikkeling van de nieuwe oppervlaktewater programmatuur, overeengekomen met het Nederlands Hydrologisch Instrumentarium (NHI) zijn:

• Open source ontwikkeling

• Gebruik makend van bestaande, efficiente (open source) file formats

• Visualiseerbare input & output (QGIS!)

• Het product is zowel stand-alone als gekoppeld met grondwatermodellen te draaien

• De rekencode wordt ontwikkelind in Julia, aanvullende scripts (pre- en postprocessing) in Python

Ontwikkelproces

De software ('Ribasim') wordt in een open omgeving ontwikkeld  en gedocumenteerd. Tussenversies zijn daardoor voor een ieder in te zien en desgewenst als prototype toe te passen. De software is te benaderen via GitHub - Deltares/Ribasim: Water resources modeling.  Documentatie van de software is te vinden op: Ribasim - Ribasim quick overview (deltares.github.io). 

De software is in maandelijkse sprintsessies ontwikkeld in de periode 2023 - maart 2024, waarbij het aantal functionaliteiten tijdens de ontwikkeling geleidelijk is toegenomen en getest. De testen zijn gerealiseerd in 4 proefgebieden:  De Hooge Raam (waterschap Aa en Maas), het regionale watersysteem in de omgeving van Zutphen (waterschap RIjn en IJssel), de Bommelerwaard (waterschap Rivierenland) en een landelijke pilot rond waterverdeling (Rijkswaterstaat).  Voor de uitwerking in proefgebieden is ook gewerkt aan modelgeneratoren waarmee invoer kan worden gemaakt die kan worden toegepast met de nieuwe modelcode. Deze modelgeneratoren bouwen ten dele voort op andere ontwikkelingen (bijv. modelgeneratoren van HyDAMO). 

Ontwikkelingen zijn onder meer gepresenteerd tijdens de iMOD userday (November 2022), het NHI-symposium (Januari 2023), het iMOD symposium (juni 2023), the iMOD userday (november 2023) en het recente NHI symposium (januari 2024).  Ook is een presentatie voorzien in de Delft Software Dagen in november 2024. Uitwerking van de initiele eisen (NHI, 2022) is als eindresultaat gerapporteerd. 

Planning van de werkzaamheden

De oorspronkelijke globale planning van de werkzaamheden ging uit van doorlooptijd t/m december 2023. Op 28 november 2023 is met de TKI partners besloten de ontwikkeling en het werk in de pilots te laten doorlopen tot en met het eerste kwartaal van 2024. Daarna zal Deltares de in de TKI ontwikkelde software consolideren, de software wordt gereleased en beschikbaar gesteld voor de gebruikers (ook buiten het TKI) in het najaar van 2024. 

Resultaat en testmodellen