Prognostisch versus diagnostisch rekenen in RMM 2D : analyse van impact prognostisch rekenen op zoutvelden en waterstanden

Begin 2022 is het 2D RMM model opgeleverd, waarmee de modelbouw, kalibratie en validatie ervan zijn afgerond. Omdat tijdens de modelbouw is geconstateerd dat het zouttransport in 2D om meerdere redenen niet naar behoren werkte, is destijds gekozen om bij het simuleren een zoutveld op te leggen dat constant is in de tijd, ook wel diagnostisch rekenen genoemd. Nieuwe softwarefunctionaliteiten maken het mogelijk stoftransport wel expliciet mee te nemen: prognostisch rekenen. Uit de theorie is bekend dat saliniteit invloed heeft op waterstanden, vanwege het dichtheidsverschil (ca 2.5%) tussen zoet en zout water. Dit rapport beschrijft de resultaten van onderzoek naar de impact van prognostisch rekenen in RMM 2D. In het onderzoek zijn vier testberekeningen uitgevoerd en geanalyseerd: de kalibratieperiode december 2013, de validatieperiode 2018 en twee modelberekeningen met extreme testcondities voor BOI (hoge afvoer en zeer hoge stormopzet). Voor de modelberekeningen zijn de uitkomsten van diagnostisch en prognostisch rekenen met elkaar vergeleken. Daarbij is primair gekeken naar effecten op waterstanden, ook in termen van modelkwaliteit (indien er metingen beschikbaar waren).De belangrijkste conclusies van het onderzoek zijn: • Het effect van prognostisch rekenen tijdens de kalibratieperiode 2013 is gemiddeld beperkt. Het diagnostische zoutveld past zoals verwacht goed bij het gemiddelde prognostische zoutveld van deze periode. Er zijn wel momenten dat het prognostisch zoutveld sterk afwijkt, zoals tijdens de Sinterklaasstorm. • Prognostisch rekenen tijdens de validatieperiode 2018 levert een verbetering op van modelkwaliteit. Zowel de dagelijkse variatie door het getij als laagfrequentie variaties van de waterstand worden door prognostisch te rekenen beter gerepresenteerd • De resultaten van de validatieperiode 2018 geven geen directe aanleiding om opnieuw te kalibreren bij overstap naar prognostisch rekenen. • Bij testsommen onder extreme condities met een afgesneden zeedomein heeft prognostisch rekenen significante invloed op waterstanden. In de Nieuwe Waterweg worden verschillen in waterstand tot 20 cm geobserveerd. Het is echter niet te zeggen of deze modelresultaten dichterbij de waarheid liggen. Dat kom omdat de opgelegde saliniteit op de zeerand zeker bij hoge afvoeren een sterke lokale gradiënt in de waterstand nabij de zeerand veroorzaakt. • De rekentijd van DFLOW-FM neemt met ca. een factor 2.5 toe voor prognostisch rekenen ten opzichte van diagnostisch rekenen. • In de implementatie van prognostisch rekenen zijn twee issues gesignaleerd met betrekking tot stabiliteit van het model: o Er zijn sporadische sprongen van het zoutgehalte, simultaan in de tijd en over het grootste deel van het domein te vinden. Dit wordt verder onderzocht. o Het gebruik van lateral_discharges bij Gouda zorgt voor foutieve zoutgehaltes nabij de lateraal. In de toekomst moet gebruik gemaakt worden van source-sinks.