PDM-parametersets in de omgeving van Oudenaarde.
IN.A.2006.23
Pieter Cabus
In de loop van 2005 werden PDM-parametersets opgesteld voor alle bemeten stroomgebieden op de onbevaarbare waterlopen in Vlaanderen. Verschillende daarvan situeren zich in de streek rond Oudenaarde. Het Bos ’T Ename bevindt zich in het brongebied van de Oossebeek, welke tussen het stroomgebied van de Zwalm en dat van de Maarkebeek in de Schelde
uitmondt.
Hieronder staan per station de modelresultaten voor de gemodelleerde stations op de Zwalm (2) en de Maarkebeek (4). Uiteindelijk worden de parametersets van deze stations vergeleken.
Figuur 1: ligging van de gemodelleerde stroomgebieden
Vaanbuikbeek te Opbrakel
Figuur 2: PDM-model van de Vaanbuikbeek
Het model op de Vaanbuikbeek (VBB) simuleert 2 jaar. Hierbij wordt een
determinatiecoëficiënt bekomen van 0,61 wat zeer aanvaardbaar is voor een dergelijk klein stroomgebied. Figuur 2 geeft een beeld van de simulatieresultaten en de parameterwaarden. Figuur 3 vergelijkt het totale gesimuleerde volume met het gemeten volume. We zien dat PDM het totale volume onderschat. Dit komt voornamelijk door de afvoer in droge perioden. We zien algemeen in de sterk hellende gebieden dat PDM te kleine afvoeren simuleert
Figuur 3: Vergelijking van gesimuleerde en geobserveerde volume’s voor het station op de Vaanbuikbeek te Opbrakel. De eenheid van de as is m³/s. Om echte volume’s te bekomen dienen de getallen
vermenigvuldigd met de duur van de tijdsstap (900 s).
0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4 4.5 -1 0 1 2 3 4 5 6
gereduceerde veranderlijke (y)
d e b ie t VBB Reeks6 Reeks7 Reeks10 Reeks2 Reeks3 Reeks4 ROOD = PDM BLAUW = GEMETEN
B03 0 1 2 3 4 5 6 7 -1 0 1 2 3 4 5 6
gereduceerde veranderlijke (y)
b e rg in g ( m m ) VBB Reeks6 Reeks7 Reeks10 Reeks2 Reeks3 Reeks4 ROOD = PDM BLAUW = GEMETEN
Figuur 5; Vergelijking van gesimuleerde en gemeten bergingsvolume’s boven 30 % van het gemiddelde jaarmaximum. B08 0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 -1 0 1 2 3 4 5 6
gereduceerde veranderlijke (y)
b e rg in g ( m m ) VBB Reeks6 Reeks7 Reeks10 Reeks2 Reeks3 Reeks4 ROOD = PDM BLAUW = GEMETEN
Zwalm te Nederzwalm
Figuur 7: PDM-model van de Zwalm
Het model op de Zwalm (342) simuleert 28 jaar. Hierbij wordt een determinatiecoëficiënt bekomen van 0,53 wat aanvaardbaar is. Figuur 7 geeft een beeld van de simulatieresultaten en de parameterwaarden. Figuur 8 vergelijkt het totale gesimuleerde volume met het gemeten volume. We zien dat beide volume’s mooi samenvallen. Figuur 9 vergelijkt de jaarlijkse maxima en trekt er de best passende frequentie-kromme doorheen. Gezien de korte
meetperiode kunnen hier nog niet veel uitspraken gedaan worden. We merken dat PDM de pieken licht overschat, wat te wijten kan zijn aan hydraulische effecten opwaarts het meetpunt. Figuren 10 en 11 zijn analoog, maar beschouwen de jaarlijks maximale
Figuur 8: Vergelijking van gesimuleerde en geobserveerde volume’s voor het station op de Zwalm. De eenheid van de as is m³/s. Om echte volume’s te bekomen dienen de getallen vermenigvuldigd met de duur van de tijdsstap (900 s). 0 10 20 30 40 50 60 -2 -1 0 1 2 3 4 5 6
gereduceerde veranderlijke (y)
d e b ie t 342 Reeks6 Reeks7 Reeks10 Reeks2 Reeks3 Reeks4 ROOD = PDM BLAUW = GEMETEN 2 5 10 25 50 100 200 jaar
B03 -20 0 20 40 60 80 100 -2 -1 0 1 2 3 4 5 6
gereduceerde veranderlijke (y)
b e rg in g ( m m ) 342 Reeks6 Reeks7 Reeks10 Reeks2 Reeks3 Reeks4 ROOD = PDM BLAUW = GEMETEN 2 5 10 25 50 100 200 jaar
Figuur 10 Vergelijking van gesimuleerde en gemeten bergingsvolume’s boven 30 % van het gemiddelde jaarmaximum. B08 -2 0 2 4 6 8 10 12 14 -2 -1 0 1 2 3 4 5 6
gereduceerde veranderlijke (y)
b e rg in g ( m m ) 342 Reeks6 Reeks7 Reeks10 Reeks2 Reeks3 Reeks4 ROOD = PDM BLAUW = GEMETEN 2 5 10 25 50 100 200
Maarkebeek te Leupegem
Figuur 12: PDM-model van de Maarkebeek
Het model op de Maarkebeek (347) simuleert 29 jaar. Hierbij wordt een
determinatiecoëficiënt bekomen van 0,35 wat vrij laag is. Figuur 12 geeft een beeld van de simulatieresultaten en de parameterwaarden. Ondanks de lage correlatie zien we geen flagrante fouten in de simulatie. Figuur 13 vergelijkt het totale gesimuleerde volume met het gemeten volume. We zien dat de gemodelleerde volume’s de waarnemingen licht
overschatten. Figuur 14 vergelijkt de jaarlijkse maxima en trekt er de best passende frequentie-kromme doorheen. Gezien de korte meetperiode kunnen hier nog niet veel
Figuur 13: Vergelijking van gesimuleerde en geobserveerde volume’s voor het station op de Maarkebeek. De eenheid van de as is m³/s. Om echte volume’s te bekomen dienen de getallen vermenigvuldigd met de duur van de tijdsstap (900 s).
0 5 10 15 20 25 30 -2 -1 0 1 2 3 4 5 6
gereduceerde veranderlijke (y)
d e b ie t 347 Reeks6 Reeks7 Reeks10 Reeks2 Reeks3 Reeks4 ROOD = PDM BLAUW = GEMETEN 2 5 10 25 50 100 200
B03 -10 0 10 20 30 40 50 60 -2 -1 0 1 2 3 4 5 6
gereduceerde veranderlijke (y)
b e rg in g ( m m ) 347 Reeks6 Reeks7 Reeks10 Reeks2 Reeks3 Reeks4 ROOD = PDM BLAUW = GEMETEN 2 5 10 25 50 100 200
Figuur 15; Vergelijking van gesimuleerde en gemeten bergingsvolume’s boven 30 % van het gemiddelde jaarmaximum. B08 -5 0 5 10 15 20 25 -2 -1 0 1 2 3 4 5 6
gereduceerde veranderlijke (y)
b e rg in g ( m m ) 347 Reeks6 Reeks7 Reeks10 Reeks2 Reeks3 Reeks4 ROOD = PDM BLAUW = GEMETEN 2 5 10 25 50 100 200
Mariaborrebeek te Etikhove
Figuur 17: PDM-model van de Mariaborrebeek
Het model op de Mariaborrebeek (ET) simuleert 3 jaar. Hierbij wordt een determinatie-coëfficiënt bekomen van 0,57 wat zeer aanvaardbaar is. Figuur 17 geeft een beeld van de simulatieresultaten en de parameterwaarden. Figuur 18 vergelijkt het totale gesimuleerde volume met het gemeten volume. We zien dat de gemodelleerde volume’s de waarnemingen licht overschatten. Figuur 19 vergelijkt de jaarlijkse maxima en trekt er de best passende frequentie-kromme doorheen. Gezien de korte meetperiode kunnen hier nog niet veel uitspraken gedaan worden. Dat het PDM-model de pieken overschat lijkt echter wel.
Figuur 18: Vergelijking van gesimuleerde en geobserveerde volume’s voor het station op de Mariaborrebeek. De eenheid van de as is m³/s. Om echte volume’s te bekomen dienen de getallen vermenigvuldigd met de duur van de tijdsstap (900 s).
0 0.5 1 1.5 2 2.5 -1 0 1 2 3 4 5 6
gereduceerde veranderlijke (y)
d e b ie t ET_ Reeks6 Reeks7 Reeks10 Reeks2 Reeks3 Reeks4 ROOD = PDM BLAUW = GEMETEN
Figuur 19: Jaarlijkse maxima (per waterjaar) van het model en de waarnemingen op de Mariaborrebeek. Voor beide werd steeds een lineaire regressie (stippellijn) en een tweedegraads-regressie (Gumbel) getrokken.
B03 -2 0 2 4 6 8 10 12 14 16 -1 0 1 2 3 4 5 6
gereduceerde veranderlijke (y)
b e rg in g ( m m ) ET Reeks6 Reeks7 Reeks10 Reeks2 Reeks3 Reeks4 ROOD = PDM BLAUW = GEMETEN 2 5 10 25 50 100 200
Figuur 20; Vergelijking van gesimuleerde en gemeten bergingsvolume’s boven 30 % van het gemiddelde jaarmaximum. B08 -0.5 0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 -1 0 1 2 3 4 5 6
gereduceerde veranderlijke (y)
b e rg in g ( m m ) ET Reeks6 Reeks7 Reeks10 Reeks2 Reeks3 Reeks4 ROOD = PDM BLAUW = GEMETEN 2 5 10 25 50 100 200
Donderij te Nukerke
Figuur 22: PDM-model van de Donderij
Het model op de Donderij (DD) simuleert 3 jaar. Hierbij wordt een determinatie-coëfficiënt bekomen van 0,58 wat zeer aanvaardbaar is. Figuur 22 geeft een beeld van de
simulatieresultaten en de parameterwaarden. Figuur 23 vergelijkt het totale gesimuleerde volume met het gemeten volume. We zien dat de gemodelleerde volume’s de waarnemingen licht overschatten. Figuur 24 vergelijkt de jaarlijkse maxima en trekt er de best passende frequentie-kromme doorheen. Gezien de korte meetperiode kunnen hier nog niet veel uitspraken gedaan worden. PDM overschat de pieken enigszins..
Figuur 23: Vergelijking van gesimuleerde en geobserveerde volume’s voor het station op de Donderij. De eenheid van de as is m³/s. Om echte volume’s te bekomen dienen de getallen vermenigvuldigd met de duur van de tijdsstap (900 s). 0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4 -1 0 1 2 3 4 5 6
gereduceerde veranderlijke (y)
d e b ie t DDn Reeks6 Reeks7 Reeks10 Reeks2 Reeks3 Reeks4 ROOD = PDM BLAUW = GEMETEN
Figuur 24: Jaarlijkse maxima (per waterjaar) van het model en de waarnemingen op de Donderij. Voor beide werd steeds een lineaire regressie (stippellijn) en een tweedegraads-regressie (Gumbel) getrokken.
B03 0 5 10 15 20 25 30 -1 0 1 2 3 4 5 6
gereduceerde veranderlijke (y)
b e rg in g ( m m ) DD Reeks6 Reeks7 Reeks10 Reeks2 Reeks3 Reeks4 ROOD = PDM BLAUW = GEMETEN
Figuur 25; Vergelijking van gesimuleerde en gemeten bergingsvolume’s boven 30 % van het gemiddelde jaarmaximum. B08 -0.5 0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 -1 0 1 2 3 4 5 6
gereduceerde veranderlijke (y)
b e rg in g ( m m ) DD Reeks6 Reeks7 Reeks10 Reeks2 Reeks3 Reeks4 ROOD = PDM BLAUW = GEMETEN
Broekbeek te Maarke-Kerkem
Figuur 27: PDM-model van de Broekbeek
Het model op de Broekbeek (BB) simuleert 3 jaar. Hierbij wordt een determinatie-coëfficiënt bekomen van 0,39 wat aan de lage kant is. Figuur 27 geeft een beeld van de
simulatieresultaten en de parameterwaarden. Figuur 28 vergelijkt het totale gesimuleerde volume met het gemeten volume. We zien dat de gemodelleerde volume’s de waarnemingen licht overschatten. Figuur 29 vergelijkt de jaarlijkse maxima en trekt er de best passende frequentie-kromme doorheen. Gezien de korte meetperiode kunnen hier nog niet veel uitspraken gedaan worden. PDM overschat de pieken enigszins..
Figuur 28: Vergelijking van gesimuleerde en geobserveerde volume’s voor het station op de Broekbeek. De eenheid van de as is m³/s. Om echte volume’s te bekomen dienen de getallen vermenigvuldigd met de duur van de tijdsstap (900 s).
0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 -1 0 1 2 3 4 5 6
gereduceerde veranderlijke (y)
d e b ie t BB_ Reeks6 Reeks7 Reeks10 Reeks2 Reeks3 Reeks4 ROOD = PDM BLAUW = GEMETEN
Figuur 29: Jaarlijkse maxima (per waterjaar) van het model en de waarnemingen op de Broekbeek. Voor beide werd steeds een lineaire regressie (stippellijn) en een tweedegraads-regressie (Gumbel) getrokken.
B03 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 -1 0 1 2 3 4 5 6
gereduceerde veranderlijke (y)
b e rg in g ( m m ) BB Reeks6 Reeks7 Reeks10 Reeks2 Reeks3 Reeks4 ROOD = PDM BLAUW = GEMETEN
Figuur 30; Vergelijking van gesimuleerde en gemeten bergingsvolume’s boven 30 % van het gemiddelde jaarmaximum. B08 -1 0 1 2 3 4 5 6 7 -1 0 1 2 3 4 5 6
gereduceerde veranderlijke (y)
b e rg in g ( m m ) BB Reeks6 Reeks7 Reeks10 Reeks2 Reeks3 Reeks4 ROOD = PDM BLAUW = GEMETEN
Overzicht modelparameters
Tabel 1 geeft een overzicht van de bekomen modelparameters.
stroombekken Zwalm -Nederzwalm Vaanbuikbeek-Brakel Maarkebeek - Leupegem Maarkebeek-Donderij Maarkebeek - Etikhove BroekBeek -MaarkeKerkem NR 342 VBB 347 DD et BB opp 115.3 2.35 50.9 3.66 2.81 2.23 Cmax 400 200 330 200 300 300 Cmin 90 30 40 16 10 0 b 0.6 1.2 0.6 0.8 1 1 be 3 2.5 3 3 2.5 2.5 k1 8 0.9 7 1.8 1.8 1.25 k2 0.7 0.1 1.1 0.3 0.35 0.2 kb 5 2.5 10 4 4 4 kg 9000 1500 6500 3500 3500 3500 St 0.43 0 20 0 0 4.5 tdly 1.19 0.6 1.3 0.31 0.02 0 qconst 0 0 0 0 0 0 rainfac 1 1 1 1 1 1 bg 1 1 1 1 1 1 R² 0.53 0.61 0.35 0.58 0.57 0.37
Algemeen kunnen we zeggen dat de parametersets gekenmerkt worden door relatief kleine bodemvochtreservoirs (Cmax: 200 tot 400 mm). Het aandeel aan oppervlakkige runoff is relatief groot (b-waarden 0.6 tot 1.2). Ook gebeuren de afvoeren zeer snel. Zowel de k1 en k2 voor oppervlakkige afvoer, als de kg voor grondwaterafvoer is zeer klein (voor Vlaanderen). Kg vergroot wel in functie van de stroomgebiedsoppervlakte, net als k1, k2 en cmax. B verkleint in functie van de stroomgebiedsoppervlakte. Kb lijkt conceptueel van veel minder belang, net als St. Cmin varieert mee met Cmax, en maakt het mogelijk van relatief kleine pieken adequaat te modelleren.
Ook voor de stroomgebieden in de omgeving van Bos ’t Ename zou een PDM-model opgemaakt kunnen worden. Vermoedelijk liggen de optimale parameters voor dit model in dezelfde grootte-orde als hierboven besproken. Afhankelijk van stroomgebiedseigenschappen, waarvan grootte en landgebruik vermoedelijk de belangrijkste zijn, kunnen de waarden
