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Journal of hydrologic engineering / Kavvas, M. Levent . Vol. 11 N°4Journal of Hydrology EngineeringMention de date : Juillet/août 2006 Paru le : 07/10/2006 |
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Ajouter le résultat dans votre panierTime-Step Dependency of Infiltration Errors in the HSPF Model / Geurink, Jeffrey S. in Journal of hydrologic engineering, Vol. 11 N°4 (Juillet/août 2006)
[article]
in Journal of hydrologic engineering > Vol. 11 N°4 (Juillet/août 2006) . - 296-305 p.
Titre : Time-Step Dependency of Infiltration Errors in the HSPF Model Titre original : Dépendance d'Etape de Temps des Erreurs d'Infiltration dans le Modèle de HSPF Type de document : texte imprimé Auteurs : Geurink, Jeffrey S., Auteur ; Ross, Mark, Auteur Article en page(s) : 296-305 p. Note générale : Hydrologie Langues : Anglais (eng) Mots-clés : Errors Hydrologic models Infiltration Sensitivity analysis Surface waters Runoff Algorithms Erreurs Modèles hydrologiques Analyse de sensibilité Eaux de surface Ecoulement Algorithmes Index. décimale : 621.3 Ingénierie électrique Résumé : Hydrologic simulation (runoff) models incorporate numerical algorithms, which are individually subject to computational errors due to spatial and temporal discretization. Infiltration errors can greatly affect parameter calibration for runoff, groundwater recharge, and evapotranspiration, and can diminish the predictive capability of a model. Errors in infiltration attributed to temporal discretization were quantified for the Hydrological Simulation Program—FORTRAN (HSPF), a widely used hydrologic model. Analysis is provided to quantify the maximum rate and cumulative volume errors that result from time-step selection. Maximum errors occur at initial surface saturation and immediately thereafter. Maximum rate and cumulative volume errors for HSPF are found to be unacceptably high for some combinations of infiltration parameter values and time-step length. For example, the maximum rate and volume errors are 158 and 74%, respectively, for a 5 cm/h storm event using a 1-h model time step. Equations are provided to estimate infiltration errors for varying combinations of model parameter values and time-step lengths. Recommendations for time-step selections are provided for shallow depth-to-water-table conditions, which can have implications for spatial discretization. For sandy soils with 1—3 m depths-to-water table, the results suggest that a time-step length of less than 15 min may be necessary to manage numerical errors in infiltration.
Les modèles hydrologiques de simulation (écoulement) incorporent les algorithmes numériques, qui sont sujets individuellement à des erreurs informatiques dues à la discrétisation spatiale et temporelle. Les erreurs d'infiltration peuvent considérablement affecter le calibrage de paramètre pour l'écoulement, la recharge d'eaux souterraines, et l'evapotranspiration, et peuvent diminuer les possibilités prédictives d'un modèle. Des erreurs dans l'infiltration attribuée à la discrétisation temporelle ont été mesurées pour le Fortran hydrologique de programme de simulation (HSPF), un modèle hydrologique largement répandu. L'analyse est fournie pour mesurer le taux maximum et les erreurs cumulatives de volume qui résultent du choix d'étape de temps. Les erreurs maximum se produisent à la saturation extérieure initiale et immédiatement après. Le taux maximum et les erreurs cumulatives de volume pour HSPF s'avèrent inadmissiblement hauts pour quelques combinaisons des valeurs de paramètre d'infiltration et de longueur d'étape de temps. Par exemple, le taux maximum et les erreurs de volume sont 158 et 74%, respectivement, pour des 5 cm/h donnent l' assaut à l'événement en utilisant une 1 étape modèle de temps de h. Des équations sont fournies aux erreurs d'infiltration d'évaluation pour des combinaisons variables des valeurs de paramètre et des longueurs modèles d'étape de temps. Des recommandations pour des choix d'étape de temps sont données pour la profondeur faible aux états de table de l'eau, qui peuvent avoir des implications pour la discrétisation spatiale. Pour les sols arénacés avec des profondeurs de 1-3 m pour arroser la table, les résultats suggèrent qu'une durée d'étape de temps moins de 15 minutes puisse être nécessaire pour contrôler des erreurs numériques dans l'infiltration.
En ligne : mross@eng.usf.edu [article] Time-Step Dependency of Infiltration Errors in the HSPF Model = Dépendance d'Etape de Temps des Erreurs d'Infiltration dans le Modèle de HSPF [texte imprimé] / Geurink, Jeffrey S., Auteur ; Ross, Mark, Auteur . - 296-305 p.
Hydrologie
Langues : Anglais (eng)
in Journal of hydrologic engineering > Vol. 11 N°4 (Juillet/août 2006) . - 296-305 p.
Mots-clés : Errors Hydrologic models Infiltration Sensitivity analysis Surface waters Runoff Algorithms Erreurs Modèles hydrologiques Analyse de sensibilité Eaux de surface Ecoulement Algorithmes Index. décimale : 621.3 Ingénierie électrique Résumé : Hydrologic simulation (runoff) models incorporate numerical algorithms, which are individually subject to computational errors due to spatial and temporal discretization. Infiltration errors can greatly affect parameter calibration for runoff, groundwater recharge, and evapotranspiration, and can diminish the predictive capability of a model. Errors in infiltration attributed to temporal discretization were quantified for the Hydrological Simulation Program—FORTRAN (HSPF), a widely used hydrologic model. Analysis is provided to quantify the maximum rate and cumulative volume errors that result from time-step selection. Maximum errors occur at initial surface saturation and immediately thereafter. Maximum rate and cumulative volume errors for HSPF are found to be unacceptably high for some combinations of infiltration parameter values and time-step length. For example, the maximum rate and volume errors are 158 and 74%, respectively, for a 5 cm/h storm event using a 1-h model time step. Equations are provided to estimate infiltration errors for varying combinations of model parameter values and time-step lengths. Recommendations for time-step selections are provided for shallow depth-to-water-table conditions, which can have implications for spatial discretization. For sandy soils with 1—3 m depths-to-water table, the results suggest that a time-step length of less than 15 min may be necessary to manage numerical errors in infiltration.
Les modèles hydrologiques de simulation (écoulement) incorporent les algorithmes numériques, qui sont sujets individuellement à des erreurs informatiques dues à la discrétisation spatiale et temporelle. Les erreurs d'infiltration peuvent considérablement affecter le calibrage de paramètre pour l'écoulement, la recharge d'eaux souterraines, et l'evapotranspiration, et peuvent diminuer les possibilités prédictives d'un modèle. Des erreurs dans l'infiltration attribuée à la discrétisation temporelle ont été mesurées pour le Fortran hydrologique de programme de simulation (HSPF), un modèle hydrologique largement répandu. L'analyse est fournie pour mesurer le taux maximum et les erreurs cumulatives de volume qui résultent du choix d'étape de temps. Les erreurs maximum se produisent à la saturation extérieure initiale et immédiatement après. Le taux maximum et les erreurs cumulatives de volume pour HSPF s'avèrent inadmissiblement hauts pour quelques combinaisons des valeurs de paramètre d'infiltration et de longueur d'étape de temps. Par exemple, le taux maximum et les erreurs de volume sont 158 et 74%, respectivement, pour des 5 cm/h donnent l' assaut à l'événement en utilisant une 1 étape modèle de temps de h. Des équations sont fournies aux erreurs d'infiltration d'évaluation pour des combinaisons variables des valeurs de paramètre et des longueurs modèles d'étape de temps. Des recommandations pour des choix d'étape de temps sont données pour la profondeur faible aux états de table de l'eau, qui peuvent avoir des implications pour la discrétisation spatiale. Pour les sols arénacés avec des profondeurs de 1-3 m pour arroser la table, les résultats suggèrent qu'une durée d'étape de temps moins de 15 minutes puisse être nécessaire pour contrôler des erreurs numériques dans l'infiltration.
En ligne : mross@eng.usf.edu Numerical Model of Saltwater Transport Toward a Pumping Well / Shalabey, M. E. E. in Journal of hydrologic engineering, Vol. 11 N°4 (Juillet/août 2006)
[article]
in Journal of hydrologic engineering > Vol. 11 N°4 (Juillet/août 2006) . - 306-318 p.
Titre : Numerical Model of Saltwater Transport Toward a Pumping Well Titre original : Modèle Numérique de Transport d'Eau de Mer vers un Puits de Pompage Type de document : texte imprimé Auteurs : Shalabey, M. E. E., Auteur ; Kashyap, Deepak, Auteur ; Sharma, Anupma Article en page(s) : 306-318 p. Note générale : Hydrologie Langues : Anglais (eng) Mots-clés : Aquifers Numerical models Salt water Pompes Couches aquifères Modèles numériques Eau salée Index. décimale : 621.3 Ingénierie électrique Résumé : The proposed numerical model for estimation of advective and dispersive saltwater transport below a partially penetrating pumping well, incorporates a solution of the coupled flow and transport equations. The advective transport is computed by a varied form of the method of characteristics wherein each moving point is assigned a volume rather than the concentration. Subsequently, the dispersive component is accounted for by solving the transport equation by finite-difference technique treating the precomputed advective transport as a source/sink term. The model permits estimation of the time and space variant salt concentration in soil water and the time variant salt concentration in pumped water. The model has been validated against two analytical solutions and a set of published field data.
Le modèle numérique proposé pour l'évaluation du transport advective et dispersif d'eau de mer au-dessous d'un pompage partiellement pénétrant bien, incorpore une solution des équations couplées d'écoulement et de transport. Le transport advective est calculé par une forme diverse de la méthode de caractéristiques où chaque point mobile est assigné un volume plutôt que la concentration. Plus tard, le composant dispersif est expliqué par résoudre l'équation de transport par le traitement de technique de différence-finie precomputed le transport advective comme une limite de source/sink. Le modèle permet l'évaluation de la concentration variable en sel de temps et d'espace dans l'eau de sol et de la concentration variable en sel de temps dans l'eau pompée. Le modèle a été validé contre deux solutions analytiques et un ensemble de données éditées de champ.
En ligne : dkashfce@iitr.ernet.in [article] Numerical Model of Saltwater Transport Toward a Pumping Well = Modèle Numérique de Transport d'Eau de Mer vers un Puits de Pompage [texte imprimé] / Shalabey, M. E. E., Auteur ; Kashyap, Deepak, Auteur ; Sharma, Anupma . - 306-318 p.
Hydrologie
Langues : Anglais (eng)
in Journal of hydrologic engineering > Vol. 11 N°4 (Juillet/août 2006) . - 306-318 p.
Mots-clés : Aquifers Numerical models Salt water Pompes Couches aquifères Modèles numériques Eau salée Index. décimale : 621.3 Ingénierie électrique Résumé : The proposed numerical model for estimation of advective and dispersive saltwater transport below a partially penetrating pumping well, incorporates a solution of the coupled flow and transport equations. The advective transport is computed by a varied form of the method of characteristics wherein each moving point is assigned a volume rather than the concentration. Subsequently, the dispersive component is accounted for by solving the transport equation by finite-difference technique treating the precomputed advective transport as a source/sink term. The model permits estimation of the time and space variant salt concentration in soil water and the time variant salt concentration in pumped water. The model has been validated against two analytical solutions and a set of published field data.
Le modèle numérique proposé pour l'évaluation du transport advective et dispersif d'eau de mer au-dessous d'un pompage partiellement pénétrant bien, incorpore une solution des équations couplées d'écoulement et de transport. Le transport advective est calculé par une forme diverse de la méthode de caractéristiques où chaque point mobile est assigné un volume plutôt que la concentration. Plus tard, le composant dispersif est expliqué par résoudre l'équation de transport par le traitement de technique de différence-finie precomputed le transport advective comme une limite de source/sink. Le modèle permet l'évaluation de la concentration variable en sel de temps et d'espace dans l'eau de sol et de la concentration variable en sel de temps dans l'eau pompée. Le modèle a été validé contre deux solutions analytiques et un ensemble de données éditées de champ.
En ligne : dkashfce@iitr.ernet.in Numerical Modeling and Analysis of Solute Velocity and Macrodispersion for Linearly and Non linearly Sorbing Solutes in a Single Fracture with Matrix Diffusion / Sekhar, M. in Journal of hydrologic engineering, Vol. 11 N°4 (Juillet/août 2006)
[article]
in Journal of hydrologic engineering > Vol. 11 N°4 (Juillet/août 2006)
Titre : Numerical Modeling and Analysis of Solute Velocity and Macrodispersion for Linearly and Non linearly Sorbing Solutes in a Single Fracture with Matrix Diffusion Titre original : Modèle et Analyse Numériques de Dispersion de Vitesse et de Macro de Corps Dissous pour Corps Dissous Linéairement et non Linéairement d'Absorption dans une Rupture Simple avec la Diffusion de Matrix Type de document : texte imprimé Auteurs : Sekhar, M., Auteur ; Kumar, Suresh G., Auteur ; Misra, D. Note générale : Hydrologie Langues : Anglais (eng) Mots-clés : Solutes Fractures Diffusion Sorption Numerical models Parameters Corps dissous Ruptures Modèles numériques Paramètres Index. décimale : 621.3 Ingénierie électrique Résumé : The behavior of the solute velocity and effective macrodispersivity of solute front in the fracture for the transport in a single fracture in the presence of rock matrix diffusion is analyzed using numerical modeling. The study is limited to a constant continuous solute source boundary condition in a single fracture with constant aperture. Analysis is made for linear and nonlinear sorption cases. Expressions are provided for solute velocity and effective macrodispersivity of the solute fronts during asymptotic and preasymptotic stages using spatial moment analyses. The effective retardation factor and dispersivity of solutes in the fracture are found to follow an exponential function with an exponent related to fracture-matrix parameters.
Le comportement de la vitesse de corps dissous et du macro dispersivity efficace de l'avant de corps dissous dans la rupture pour le transport dans une rupture simple en présence de diffusion de matrice de roche est analysé en utilisant modeler numérique. L'étude est limitée à un état de frontière continu constant de source de corps dissous dans une rupture simple avec l'ouverture constante. L'analyse est faite pour des cas linéaires et non-linéaires de sorption. Des expressions sont données pour la vitesse de corps dissous et le macro dispersivity efficace des avants de corps dissous pendant les étapes asymptotiques et preasymptotic en utilisant des analyses spatiales de moment. Le facteur de retardement et le dispersivity efficaces des corps dissous dans la rupture s'avèrent pour suivre une fonction exponentielle avec un exposant lié aux paramètres de matrice de rupture.
En ligne : suresh@ce.queensu.ca, ffdm1@uaf.edu, muddu@civil.iisc.ernet.in [article] Numerical Modeling and Analysis of Solute Velocity and Macrodispersion for Linearly and Non linearly Sorbing Solutes in a Single Fracture with Matrix Diffusion = Modèle et Analyse Numériques de Dispersion de Vitesse et de Macro de Corps Dissous pour Corps Dissous Linéairement et non Linéairement d'Absorption dans une Rupture Simple avec la Diffusion de Matrix [texte imprimé] / Sekhar, M., Auteur ; Kumar, Suresh G., Auteur ; Misra, D..
Hydrologie
Langues : Anglais (eng)
in Journal of hydrologic engineering > Vol. 11 N°4 (Juillet/août 2006)
Mots-clés : Solutes Fractures Diffusion Sorption Numerical models Parameters Corps dissous Ruptures Modèles numériques Paramètres Index. décimale : 621.3 Ingénierie électrique Résumé : The behavior of the solute velocity and effective macrodispersivity of solute front in the fracture for the transport in a single fracture in the presence of rock matrix diffusion is analyzed using numerical modeling. The study is limited to a constant continuous solute source boundary condition in a single fracture with constant aperture. Analysis is made for linear and nonlinear sorption cases. Expressions are provided for solute velocity and effective macrodispersivity of the solute fronts during asymptotic and preasymptotic stages using spatial moment analyses. The effective retardation factor and dispersivity of solutes in the fracture are found to follow an exponential function with an exponent related to fracture-matrix parameters.
Le comportement de la vitesse de corps dissous et du macro dispersivity efficace de l'avant de corps dissous dans la rupture pour le transport dans une rupture simple en présence de diffusion de matrice de roche est analysé en utilisant modeler numérique. L'étude est limitée à un état de frontière continu constant de source de corps dissous dans une rupture simple avec l'ouverture constante. L'analyse est faite pour des cas linéaires et non-linéaires de sorption. Des expressions sont données pour la vitesse de corps dissous et le macro dispersivity efficace des avants de corps dissous pendant les étapes asymptotiques et preasymptotic en utilisant des analyses spatiales de moment. Le facteur de retardement et le dispersivity efficaces des corps dissous dans la rupture s'avèrent pour suivre une fonction exponentielle avec un exposant lié aux paramètres de matrice de rupture.
En ligne : suresh@ce.queensu.ca, ffdm1@uaf.edu, muddu@civil.iisc.ernet.in Behavior of Unsaturated Layered Soil Columns During Infiltration / Yang, H. in Journal of hydrologic engineering, Vol. 11 N°4 (Juillet/août 2006)
[article]
in Journal of hydrologic engineering > Vol. 11 N°4 (Juillet/août 2006) . - 329-337 p.
Titre : Behavior of Unsaturated Layered Soil Columns During Infiltration Titre original : Comportement des Colonnes Posées Insaturées de Sol Pendant l'Infiltration Type de document : texte imprimé Auteurs : Yang, H., Auteur ; Rahardjo, H., Auteur ; Leong, E. C. Article en page(s) : 329-337 p. Note générale : Hydrologie Langues : Anglais (eng) Mots-clés : Infiltration Layered soils Pore water pressure Water content Rainfall Hysteresis Unsaturated soils Laboratory tests Sols posés Pression d'eau interstitielle Teneur en eau Précipitations Hystérésis Sols insaturés Essais en laboratoire Index. décimale : 621.3 Ingénierie électrique Résumé : This paper presents the laboratory test results of vertical infiltration on two soil columns of finer over coarser soils subject to simulated rainfalls under conditions of no-ponding at the surface and constant head at the bottom. The main objectives were to evaluate the effect of rainfall intensity and duration; and to provide experimental evidence for soil water redistribution and hysteresis. The results show that rainfall intensity had a major effect on infiltration in the finer layer but had limited effect in the coarser layer due to the large difference of saturated permeability between the two layers. A relatively short rainfall duration resulted in a delayed response of pore pressure and water content to the rainfall after its cessation, while a relatively long duration did not result in such a delayed response. The delayed response indicated the redistribution of soil water in infiltration. Different paths of water content versus matric suction were followed during the tests indicating the apparent hysteretic behavior of soil water. In addition, the coarser layer restricted the increase of pore pressure in the finer layer. A minor variation of saturated soil permeability had minimal effect on infiltration.
Cet article présente les résultats d'essai en laboratoire de l'infiltration verticale sur deux colonnes de sol des sols plus bruts d'excédent plus fin sujet aux précipitations simulées dans des conditions de l'aucun-accumulation à la tête extérieure et constante au fond. Les objectifs principaux étaient d'évaluer l'effet de l'intensité et de la durée de précipitations ; et pour fournir l'évidence expérimentale pour la redistribution et l'hystérésis de l'eau de sol. Les résultats prouvent que l'intensité de précipitations a eu un effet principal sur l'infiltration dans la couche plus fine mais avaient limité l'effet en couche plus brute due à la grande différence de la perméabilité saturée entre les deux couches. Une durée relativement courte de précipitations a eu comme conséquence une réponse retardée de pression de pore et de teneur en eau aux précipitations après son cessation, alors qu'une durée relativement longue n'avait pas comme conséquence une réponse si retardée. La réponse retardée a indiqué la redistribution de l'eau de sol dans l'infiltration. Différents chemins de teneur en eau contre l'aspiration matricielle ont été suivis pendant les essais indiquant le comportement par hystérésis apparent de l'eau de sol. En outre, la couche plus brute a limité l'augmentation de la pression de pore de la couche plus fine. Une variation mineure de perméabilité saturée à sol a eu l'effet minimal sur l'infiltration.
En ligne : yanghong@pmail.ntu.edu.sg, chrahardjo@ntu.edu.sg, cecleong@ntu.edu.sg [article] Behavior of Unsaturated Layered Soil Columns During Infiltration = Comportement des Colonnes Posées Insaturées de Sol Pendant l'Infiltration [texte imprimé] / Yang, H., Auteur ; Rahardjo, H., Auteur ; Leong, E. C. . - 329-337 p.
Hydrologie
Langues : Anglais (eng)
in Journal of hydrologic engineering > Vol. 11 N°4 (Juillet/août 2006) . - 329-337 p.
Mots-clés : Infiltration Layered soils Pore water pressure Water content Rainfall Hysteresis Unsaturated soils Laboratory tests Sols posés Pression d'eau interstitielle Teneur en eau Précipitations Hystérésis Sols insaturés Essais en laboratoire Index. décimale : 621.3 Ingénierie électrique Résumé : This paper presents the laboratory test results of vertical infiltration on two soil columns of finer over coarser soils subject to simulated rainfalls under conditions of no-ponding at the surface and constant head at the bottom. The main objectives were to evaluate the effect of rainfall intensity and duration; and to provide experimental evidence for soil water redistribution and hysteresis. The results show that rainfall intensity had a major effect on infiltration in the finer layer but had limited effect in the coarser layer due to the large difference of saturated permeability between the two layers. A relatively short rainfall duration resulted in a delayed response of pore pressure and water content to the rainfall after its cessation, while a relatively long duration did not result in such a delayed response. The delayed response indicated the redistribution of soil water in infiltration. Different paths of water content versus matric suction were followed during the tests indicating the apparent hysteretic behavior of soil water. In addition, the coarser layer restricted the increase of pore pressure in the finer layer. A minor variation of saturated soil permeability had minimal effect on infiltration.
Cet article présente les résultats d'essai en laboratoire de l'infiltration verticale sur deux colonnes de sol des sols plus bruts d'excédent plus fin sujet aux précipitations simulées dans des conditions de l'aucun-accumulation à la tête extérieure et constante au fond. Les objectifs principaux étaient d'évaluer l'effet de l'intensité et de la durée de précipitations ; et pour fournir l'évidence expérimentale pour la redistribution et l'hystérésis de l'eau de sol. Les résultats prouvent que l'intensité de précipitations a eu un effet principal sur l'infiltration dans la couche plus fine mais avaient limité l'effet en couche plus brute due à la grande différence de la perméabilité saturée entre les deux couches. Une durée relativement courte de précipitations a eu comme conséquence une réponse retardée de pression de pore et de teneur en eau aux précipitations après son cessation, alors qu'une durée relativement longue n'avait pas comme conséquence une réponse si retardée. La réponse retardée a indiqué la redistribution de l'eau de sol dans l'infiltration. Différents chemins de teneur en eau contre l'aspiration matricielle ont été suivis pendant les essais indiquant le comportement par hystérésis apparent de l'eau de sol. En outre, la couche plus brute a limité l'augmentation de la pression de pore de la couche plus fine. Une variation mineure de perméabilité saturée à sol a eu l'effet minimal sur l'infiltration.
En ligne : yanghong@pmail.ntu.edu.sg, chrahardjo@ntu.edu.sg, cecleong@ntu.edu.sg Spatial Moment Analysis for One-Dimensional Nonisothermal Quartz Transport and Dissolution/Precipitation in Fracture-Matrix System / Kumar, Suresh G. in Journal of hydrologic engineering, Vol. 11 N°4 (Juillet/août 2006)
[article]
in Journal of hydrologic engineering > Vol. 11 N°4 (Juillet/août 2006) . - 338-346 p.
Titre : Spatial Moment Analysis for One-Dimensional Nonisothermal Quartz Transport and Dissolution/Precipitation in Fracture-Matrix System Titre original : Analyse Spatiale de Moment pour un Transport Dimensionnel de Quartz de Non Isothermal et Dissolution/Precipitation dans le Système de Matrix de Rupture Type de document : texte imprimé Auteurs : Kumar, Suresh G., Auteur ; Ghassemi, Ahmed, Auteur Article en page(s) : 338-346 p. Note générale : Hydrologie Langues : Anglais (eng) Mots-clés : Solutes Fractures Porosity Temperature Injection well Corps dissous Ruptures Porosité Puits injecteur Index. décimale : 621.3 Ingénierie électrique Résumé :
This paper presents a spatial-moment analysis of nonisothermal solute transport with simplified dissolution/precipitation of quartz in a single fracture-matrix system using a dual porosity framework. For this purpose, a one-dimensional coupled thermal and solute transport between an injection and a production well is modeled numerically to obtain spatial distribution of temperature and concentration profiles along the fracture. Subsequently, concentration based on first and second spatial moments is evaluated. The effective macrodispersion coefficient is analyzed to study its influence on water velocity, fracture aperture, reservoir diffusion coefficient, reservoir thermal conductivity, reservoir porosity, quartz fraction of the reservoir, and the initial reservoir temperature. The results suggest a non-Fickian behavior that approaches a Fickian behavior due to the effect of coupled matrix diffusion. The mixing characteristics near the injection well are highly sensitive to the above-mentioned parameters at early times, but this mixing effect is subsequently suppressed away from the injection well.
Cet article présente une analyse spatiale de moment de transport nonisothermal de corps dissous avec dissolution/precipitation simplifié de quartz dans un système simple de rupture-matrice en utilisant un cadre duel de porosité. À cette fin, transport couplé un un dimensionnel d'courant ascendant et de corps dissous entre une injection et un puits de production est modelé numériquement pour obtenir la distribution spatiale des profils de la température et de concentration le long de la rupture. Plus tard, la concentration basée dessus des moments d'abord et en second lieu spatiaux est évaluée. Le coefficient efficace de macrodispersion est analysé pour étudier son influence sur la vitesse de l'eau, l'ouverture de rupture, le coefficient de diffusion de réservoir, la conductivité thermique de réservoir, la porosité de réservoir, la fraction de quartz du réservoir, et la température initiale de réservoir. Les résultats suggèrent non un comportement de Fickian qui approche un comportement de Fickian dû à l'effet de la diffusion couplée de matrice. Les caractéristiques de mélange près du puits injecteur sont extrêmement sensibles aux paramètres mentionnés ci-dessus aux heures tôt, mais cet effet de mélange est plus tard supprimé loin du puits injecteur.
En ligne : sureshkumargovindarajan@yahoo.com, ahmad.ghassemi@mail.und.nodak.edu [article] Spatial Moment Analysis for One-Dimensional Nonisothermal Quartz Transport and Dissolution/Precipitation in Fracture-Matrix System = Analyse Spatiale de Moment pour un Transport Dimensionnel de Quartz de Non Isothermal et Dissolution/Precipitation dans le Système de Matrix de Rupture [texte imprimé] / Kumar, Suresh G., Auteur ; Ghassemi, Ahmed, Auteur . - 338-346 p.
Hydrologie
Langues : Anglais (eng)
in Journal of hydrologic engineering > Vol. 11 N°4 (Juillet/août 2006) . - 338-346 p.
Mots-clés : Solutes Fractures Porosity Temperature Injection well Corps dissous Ruptures Porosité Puits injecteur Index. décimale : 621.3 Ingénierie électrique Résumé :
This paper presents a spatial-moment analysis of nonisothermal solute transport with simplified dissolution/precipitation of quartz in a single fracture-matrix system using a dual porosity framework. For this purpose, a one-dimensional coupled thermal and solute transport between an injection and a production well is modeled numerically to obtain spatial distribution of temperature and concentration profiles along the fracture. Subsequently, concentration based on first and second spatial moments is evaluated. The effective macrodispersion coefficient is analyzed to study its influence on water velocity, fracture aperture, reservoir diffusion coefficient, reservoir thermal conductivity, reservoir porosity, quartz fraction of the reservoir, and the initial reservoir temperature. The results suggest a non-Fickian behavior that approaches a Fickian behavior due to the effect of coupled matrix diffusion. The mixing characteristics near the injection well are highly sensitive to the above-mentioned parameters at early times, but this mixing effect is subsequently suppressed away from the injection well.
Cet article présente une analyse spatiale de moment de transport nonisothermal de corps dissous avec dissolution/precipitation simplifié de quartz dans un système simple de rupture-matrice en utilisant un cadre duel de porosité. À cette fin, transport couplé un un dimensionnel d'courant ascendant et de corps dissous entre une injection et un puits de production est modelé numériquement pour obtenir la distribution spatiale des profils de la température et de concentration le long de la rupture. Plus tard, la concentration basée dessus des moments d'abord et en second lieu spatiaux est évaluée. Le coefficient efficace de macrodispersion est analysé pour étudier son influence sur la vitesse de l'eau, l'ouverture de rupture, le coefficient de diffusion de réservoir, la conductivité thermique de réservoir, la porosité de réservoir, la fraction de quartz du réservoir, et la température initiale de réservoir. Les résultats suggèrent non un comportement de Fickian qui approche un comportement de Fickian dû à l'effet de la diffusion couplée de matrice. Les caractéristiques de mélange près du puits injecteur sont extrêmement sensibles aux paramètres mentionnés ci-dessus aux heures tôt, mais cet effet de mélange est plus tard supprimé loin du puits injecteur.
En ligne : sureshkumargovindarajan@yahoo.com, ahmad.ghassemi@mail.und.nodak.edu Development and Verification of an Analytical Solution for Forecasting Nonlinear Kinematic Flood Waves / Serrano, Sergio E. in Journal of hydrologic engineering, Vol. 11 N°4 (Juillet/août 2006)
[article]
in Journal of hydrologic engineering > Vol. 11 N°4 (Juillet/août 2006) . - 347-353 p.
Titre : Development and Verification of an Analytical Solution for Forecasting Nonlinear Kinematic Flood Waves Titre original : Développement et Vérification d'une Solution Analytique pour les Vagues Cinématiques Non-Linéaires d'Inondation de Prévisions Type de document : texte imprimé Auteurs : Serrano, Sergio E., Auteur Article en page(s) : 347-353 p. Note générale : Hydrologie Langues : Anglais (eng) Mots-clés : Forecasting Floods Waves Kinematics Prévisions Inondation Vague Cinématique Index. décimale : 621.3 Ingénierie électrique Résumé : A new approximate analytical solution to the nonlinear kinematic wave equation is proposed. The solution has been derived by combining an implicit solution obtained with the method of characteristics with analytical decomposition and successive approximation. The new solution was verified favorably with a finite-difference approximation. A field verification via a comparison with observed storm hydrographs from the Schuylkill River near Philadelphia indicated that with constant lateral flow the nonlinear model reasonably predicted the observed flow rates, except during periods of intense rainfall. An improved nonlinear model that accounts for variable lateral flow due to changing effective precipitation is proposed. Numerical measures of accuracy indicated that the new variable-rate nonlinear model performs better than the constant lateral flow and the linear kinematic wave model. The linear kinematic wave model produced poor forecasts, especially in the flow time and flood-peak time. The new solution is simple to apply and permits the efficient forecast of nonlinear kinematic flood waves without the usual stability restrictions of numerical models. The new formula also permits the analysis of the effect of nonlinear parameters in the area-discharge relationship on hydrograph characteristics. The hydrograph peak time appears to be very sensitive to the magnitude of the nonlinear exponent β. For values of β<1, the peak flow occurs at a time earlier than that predicted by a linear hydrograph (β=1). For values of β>1, the peak flow occurs at a time later than that predicted by a linear hydrograph.
On propose une nouvelle solution analytique approximative à l'équation d'ondes cinématique non-linéaire. La solution a été dérivée en combinant une solution implicite obtenue avec la méthode de caractéristiques avec la décomposition analytique et l'approximation successive. La nouvelle solution a été vérifiée favorablement avec une approximation de différence-finie. Une vérification de champ par l'intermédiaire d'une comparaison avec observé donnent l' assaut à des hydrogrammes du fleuve de Schuylkill près de Philadelphie a indiqué que cela avec l'écoulement latéral constant le modèle non-linéaire a raisonnablement prévu les débits observés, excepté pendant des périodes des précipitations intenses. On propose un modèle non-linéaire amélioré qui explique l'écoulement latéral variable dû à changer la précipitation efficace. Les mesures numériques d'exactitude ont indiqué que le modèle non-linéaire de nouveau variable-taux exécute mieux que l'écoulement latéral constant et le modèle cinématique linéaire de vague. Le modèle cinématique linéaire de vague a produit des prévisions faibles, particulièrement dans le temps d'écoulement et le temps d'inonder-crête. La nouvelle solution est simple pour s'appliquer et permet la prévision efficace des vagues cinématiques non-linéaires d'inondation sans restrictions habituelles de stabilité des modèles numériques. La nouvelle formule permet également l'analyse de l'effet des paramètres non-linéaires dans secteur-déchargent le rapport sur des caractéristiques d'hydrogramme. Le temps de crête d'hydrogramme semble être très sensible à l'importance de l'exposant non-linéaire β. Pour des valeurs de β< 1. le débit de pointe se produit à la fois plus tard que cela prévu par un hydrogramme linéaire.
En ligne : sserrano@temple.edu [article] Development and Verification of an Analytical Solution for Forecasting Nonlinear Kinematic Flood Waves = Développement et Vérification d'une Solution Analytique pour les Vagues Cinématiques Non-Linéaires d'Inondation de Prévisions [texte imprimé] / Serrano, Sergio E., Auteur . - 347-353 p.
Hydrologie
Langues : Anglais (eng)
in Journal of hydrologic engineering > Vol. 11 N°4 (Juillet/août 2006) . - 347-353 p.
Mots-clés : Forecasting Floods Waves Kinematics Prévisions Inondation Vague Cinématique Index. décimale : 621.3 Ingénierie électrique Résumé : A new approximate analytical solution to the nonlinear kinematic wave equation is proposed. The solution has been derived by combining an implicit solution obtained with the method of characteristics with analytical decomposition and successive approximation. The new solution was verified favorably with a finite-difference approximation. A field verification via a comparison with observed storm hydrographs from the Schuylkill River near Philadelphia indicated that with constant lateral flow the nonlinear model reasonably predicted the observed flow rates, except during periods of intense rainfall. An improved nonlinear model that accounts for variable lateral flow due to changing effective precipitation is proposed. Numerical measures of accuracy indicated that the new variable-rate nonlinear model performs better than the constant lateral flow and the linear kinematic wave model. The linear kinematic wave model produced poor forecasts, especially in the flow time and flood-peak time. The new solution is simple to apply and permits the efficient forecast of nonlinear kinematic flood waves without the usual stability restrictions of numerical models. The new formula also permits the analysis of the effect of nonlinear parameters in the area-discharge relationship on hydrograph characteristics. The hydrograph peak time appears to be very sensitive to the magnitude of the nonlinear exponent β. For values of β<1, the peak flow occurs at a time earlier than that predicted by a linear hydrograph (β=1). For values of β>1, the peak flow occurs at a time later than that predicted by a linear hydrograph.
On propose une nouvelle solution analytique approximative à l'équation d'ondes cinématique non-linéaire. La solution a été dérivée en combinant une solution implicite obtenue avec la méthode de caractéristiques avec la décomposition analytique et l'approximation successive. La nouvelle solution a été vérifiée favorablement avec une approximation de différence-finie. Une vérification de champ par l'intermédiaire d'une comparaison avec observé donnent l' assaut à des hydrogrammes du fleuve de Schuylkill près de Philadelphie a indiqué que cela avec l'écoulement latéral constant le modèle non-linéaire a raisonnablement prévu les débits observés, excepté pendant des périodes des précipitations intenses. On propose un modèle non-linéaire amélioré qui explique l'écoulement latéral variable dû à changer la précipitation efficace. Les mesures numériques d'exactitude ont indiqué que le modèle non-linéaire de nouveau variable-taux exécute mieux que l'écoulement latéral constant et le modèle cinématique linéaire de vague. Le modèle cinématique linéaire de vague a produit des prévisions faibles, particulièrement dans le temps d'écoulement et le temps d'inonder-crête. La nouvelle solution est simple pour s'appliquer et permet la prévision efficace des vagues cinématiques non-linéaires d'inondation sans restrictions habituelles de stabilité des modèles numériques. La nouvelle formule permet également l'analyse de l'effet des paramètres non-linéaires dans secteur-déchargent le rapport sur des caractéristiques d'hydrogramme. Le temps de crête d'hydrogramme semble être très sensible à l'importance de l'exposant non-linéaire β. Pour des valeurs de β< 1. le débit de pointe se produit à la fois plus tard que cela prévu par un hydrogramme linéaire.
En ligne : sserrano@temple.edu Predictability of Annual Sediment Loads Based on Flood Events / Markus, Momcilo in Journal of hydrologic engineering, Vol. 11 N°4 (Juillet/août 2006)
[article]
in Journal of hydrologic engineering > Vol. 11 N°4 (Juillet/août 2006) . - 354-361 p.
Titre : Predictability of Annual Sediment Loads Based on Flood Events Titre original : Prévisibilité des Charges Annuelles de Sédiment Basées sur des Evénements d'Inondation Type de document : texte imprimé Auteurs : Markus, Momcilo, Auteur ; Demissie, Misganaw, Auteur Article en page(s) : 354-361 p. Note générale : Hydrologie Langues : Anglais (eng) Mots-clés : Sediment Monitoring Predictions Floods Sédiment Surveillance Contrôle Inondation Index. décimale : 621.3 Ingénierie électrique Résumé : Water resources managers always are searching for cost-effective monitoring programs that provide maximum information for minimum cost. Monitoring of sediment discharges from streams and rivers is one of the expensive efforts that is always reduced or cut when financial resources are limited. This has resulted in a very limited number of long-term sediment monitoring sites in the United States. Instead of long-term continuous monitoring programs, alternative monitoring approaches could potentially provide reliable estimates of sediment loads at reduced cost. One of those approaches is monitoring sediment loads during flood events and then using that information to estimate annual sediment loads. To test this approach, annual suspended sediment loads calculated based on continuous sediment monitoring were compared with the loads calculated based on monitoring the major floods only. Streams transport large percentages of the annual sediment loads from a watershed during a small number of floods that occur over relatively short time periods in a year. It was found that in Illinois, on average, the single highest, two highest, three highest, and four highest floods in a year transport 32, 49, 61, and 68% of the annual load, respectively. Consequently, the annual sediment loads were correlated highly with sediment transported during the highest floods. Thus, annual sediment loads can be predicted based on the sediment data during the highest floods. The predictions were tested on 27 small and medium streams in Illinois, for the period 1977–2000. The median error for predicting the annual load ranged from 42% for the single highest flood to 16% for the four highest floods. When resources are limited and the main purpose of the monitoring is estimation of annual sediment loads, a monitoring program based on flood events represents a more economical option.
Les directeurs de ressources de l'eau toujours recherchent les programmes de contrôle rentables qui fournissent des informations maximum pour le coût minimum. La surveillance des décharges de sédiment des jets et des fleuves est l'un des efforts chers qui est toujours réduit ou coupe quand les ressources financières sont limitées. Ceci a eu comme conséquence un nombre très limité de sédiment à long terme surveillant des emplacements aux Etats-Unis. Au lieu des programmes à long terme de contrôle continu, l'alternative surveillant des approches a pu potentiellement fournir des évaluations fiables des charges de sédiment au coût réduit. Un de ceux s'approche surveille des charges de sédiment pendant les événements d'inondation et puis emploie cette information pour estimer les charges annuelles de sédiment. Pour examiner cette approche, les charges suspendues annuelles de sédiment ont calculé basé sur la surveillance continue de sédiment ont été comparées aux charges calculées basées sur surveiller les inondations principales seulement. Les jets transportent de grands pourcentages des charges annuelles de sédiment d'une ligne de partage pendant un nombre restreint d'inondations qui se produisent des périodes de temps relativement courtes d'excédent en année. On l'a constaté qu'en Illinois, en moyenne, les plus hauts simples, deux plus hauts, trois plus hauts, et quatre plus hautes inondations en année transportent 32, 49, 61, et 68% de la charge annuelle, respectivement. En conséquence, les charges annuelles de sédiment ont été corrélées fortement avec le sédiment transporté pendant les plus hautes inondations. Ainsi, des charges annuelles de sédiment peuvent être prévues ont basé sur les données de sédiment pendant les plus hautes inondations. Les prévisions ont été examinées sur 27 petits et jets moyens en Illinois, pour la période 1977-2000. L'erreur médiane pour prévoir la charge annuelle s'est étendue de 42% pour la plus haute inondation simple à 16% pour les quatre plus hautes inondations. Quand les ressources sont limitées et le but principal de la surveillance est évaluation des charges annuelles de sédiment, un programme de contrôle basé sur des événements d'inondation représente une option plus économique.
En ligne : demissie@sws.uiuc.edu, momcilo@sws.uiuc.edu [article] Predictability of Annual Sediment Loads Based on Flood Events = Prévisibilité des Charges Annuelles de Sédiment Basées sur des Evénements d'Inondation [texte imprimé] / Markus, Momcilo, Auteur ; Demissie, Misganaw, Auteur . - 354-361 p.
Hydrologie
Langues : Anglais (eng)
in Journal of hydrologic engineering > Vol. 11 N°4 (Juillet/août 2006) . - 354-361 p.
Mots-clés : Sediment Monitoring Predictions Floods Sédiment Surveillance Contrôle Inondation Index. décimale : 621.3 Ingénierie électrique Résumé : Water resources managers always are searching for cost-effective monitoring programs that provide maximum information for minimum cost. Monitoring of sediment discharges from streams and rivers is one of the expensive efforts that is always reduced or cut when financial resources are limited. This has resulted in a very limited number of long-term sediment monitoring sites in the United States. Instead of long-term continuous monitoring programs, alternative monitoring approaches could potentially provide reliable estimates of sediment loads at reduced cost. One of those approaches is monitoring sediment loads during flood events and then using that information to estimate annual sediment loads. To test this approach, annual suspended sediment loads calculated based on continuous sediment monitoring were compared with the loads calculated based on monitoring the major floods only. Streams transport large percentages of the annual sediment loads from a watershed during a small number of floods that occur over relatively short time periods in a year. It was found that in Illinois, on average, the single highest, two highest, three highest, and four highest floods in a year transport 32, 49, 61, and 68% of the annual load, respectively. Consequently, the annual sediment loads were correlated highly with sediment transported during the highest floods. Thus, annual sediment loads can be predicted based on the sediment data during the highest floods. The predictions were tested on 27 small and medium streams in Illinois, for the period 1977–2000. The median error for predicting the annual load ranged from 42% for the single highest flood to 16% for the four highest floods. When resources are limited and the main purpose of the monitoring is estimation of annual sediment loads, a monitoring program based on flood events represents a more economical option.
Les directeurs de ressources de l'eau toujours recherchent les programmes de contrôle rentables qui fournissent des informations maximum pour le coût minimum. La surveillance des décharges de sédiment des jets et des fleuves est l'un des efforts chers qui est toujours réduit ou coupe quand les ressources financières sont limitées. Ceci a eu comme conséquence un nombre très limité de sédiment à long terme surveillant des emplacements aux Etats-Unis. Au lieu des programmes à long terme de contrôle continu, l'alternative surveillant des approches a pu potentiellement fournir des évaluations fiables des charges de sédiment au coût réduit. Un de ceux s'approche surveille des charges de sédiment pendant les événements d'inondation et puis emploie cette information pour estimer les charges annuelles de sédiment. Pour examiner cette approche, les charges suspendues annuelles de sédiment ont calculé basé sur la surveillance continue de sédiment ont été comparées aux charges calculées basées sur surveiller les inondations principales seulement. Les jets transportent de grands pourcentages des charges annuelles de sédiment d'une ligne de partage pendant un nombre restreint d'inondations qui se produisent des périodes de temps relativement courtes d'excédent en année. On l'a constaté qu'en Illinois, en moyenne, les plus hauts simples, deux plus hauts, trois plus hauts, et quatre plus hautes inondations en année transportent 32, 49, 61, et 68% de la charge annuelle, respectivement. En conséquence, les charges annuelles de sédiment ont été corrélées fortement avec le sédiment transporté pendant les plus hautes inondations. Ainsi, des charges annuelles de sédiment peuvent être prévues ont basé sur les données de sédiment pendant les plus hautes inondations. Les prévisions ont été examinées sur 27 petits et jets moyens en Illinois, pour la période 1977-2000. L'erreur médiane pour prévoir la charge annuelle s'est étendue de 42% pour la plus haute inondation simple à 16% pour les quatre plus hautes inondations. Quand les ressources sont limitées et le but principal de la surveillance est évaluation des charges annuelles de sédiment, un programme de contrôle basé sur des événements d'inondation représente une option plus économique.
En ligne : demissie@sws.uiuc.edu, momcilo@sws.uiuc.edu Quantitative Estimation of Reservoir Sedimentation from Three Typhoon Events / Lee, Hong-Yuang in Journal of hydrologic engineering, Vol. 11 N°4 (Juillet/août 2006)
[article]
in Journal of hydrologic engineering > Vol. 11 N°4 (Juillet/août 2006) . - 362-370 p.
Titre : Quantitative Estimation of Reservoir Sedimentation from Three Typhoon Events Titre original : Evaluation Quantitative de Sédimentation de Réservoir à Partir de Trois Evénements d'Ouragan Type de document : texte imprimé Auteurs : Lee, Hong-Yuang, Auteur ; Chiu, Yu-Jia ; Lin, Ying-Tien, Auteur Article en page(s) : 362-370 p. Note générale : Hydrologie Langues : Anglais (eng) Mots-clés : Sediment yield Field investigations Hydrologic models Sediment concentration Estimation Reservoirs Typhoons Rendement de sédiment Investigations de champ Modèles hydrologiques Concentration en sédiment Réservoirs Ouragans Index. décimale : 621.3 Ingénierie électrique Résumé : Study of soil erosion in the reservoir watershed, the main source of reservoir sedimentation that affects the reservoir’s lifespan and capacity, is of vital importance for watershed management. Due mainly to the lack of data, empirical formulas are commonly used to estimate reservoir sedimentation. However, these estimations are far from accurate. Field measurements data of discharge and suspended sediment were collected during three typhoon events in Shihmen Reservoir watershed, Taiwan. Temporal variations of water surface elevation, discharge, and concentration of suspended sediment were measured. A numerical model, Hydrological Simulation Program Fortran (HSPF), developed by the USEPA was adopted to simulate the sediment yield. However, as calibration and verification data are not always available and the parameter-calibration process is complicated and tedious for novice users of the model, an artificial neural network (ANN) model was proposed. Significant amount of the synthetic data from the calibrated HSPF model were first generated to train the ANN model, which in turn was used to estimate the sediment yield. Comparisons of the sediment yield using both the HSPF and ANN model give correlation coefficients of 0.96 for training and 0.93 for validation. Without the complicated parameter calibration process, the ANN model was faster and easier to use than the HSPF model.
L'étude de l'érosion de sol dans la ligne de partage de réservoir, la source principale de sédimentation de réservoir qui affecte la durée de vie et la capacité du réservoir, est d'importance essentielle pour la gestion de ligne de partage. Le dû principalement au manque de données, des formules empiriques sont généralement employés pour estimer la sédimentation de réservoir. Cependant, ces évaluations sont loin de précis. Des données de mesures sur le terrain de la décharge et du sédiment suspendu ont été rassemblées pendant trois événements d'ouragan dans la ligne de partage de réservoir de Shihmen, Taiwan. Des variations temporelles de l'altitude, de la décharge, et de la concentration de surface de l'eau du sédiment suspendu ont été mesurées. Un modèle numérique, Fortran hydrologique de programme de simulation (HSPF), développé par l'USEPA a été adopté pour simuler le rendement de sédiment. Cependant, car les données de calibrage et de vérification ne sont pas toujours disponibles et le procédé de paramètre-calibrage est compliqué et pénible pour des utilisateurs de débutant du modèle, on a proposé un modèle artificiel de réseau neurologique (ANN). La quantité significative des données synthétiques du modèle calibré de HSPF ont été produites la première fois pour former le modèle d'ANN, qui alternativement a été employé pour estimer le rendement de sédiment. Les comparaisons du sédiment rapportent des coefficients de corrélation d'élasticité en utilisant de HSPF et d'ANN modèle de 0.96 pour la formation et de 0.93 pour la validation. Sans procédé compliqué de calibrage de paramètre, le modèle d'ANN était plus rapide et plus facile à employer que le modèle de HSPF.
[article] Quantitative Estimation of Reservoir Sedimentation from Three Typhoon Events = Evaluation Quantitative de Sédimentation de Réservoir à Partir de Trois Evénements d'Ouragan [texte imprimé] / Lee, Hong-Yuang, Auteur ; Chiu, Yu-Jia ; Lin, Ying-Tien, Auteur . - 362-370 p.
Hydrologie
Langues : Anglais (eng)
in Journal of hydrologic engineering > Vol. 11 N°4 (Juillet/août 2006) . - 362-370 p.
Mots-clés : Sediment yield Field investigations Hydrologic models Sediment concentration Estimation Reservoirs Typhoons Rendement de sédiment Investigations de champ Modèles hydrologiques Concentration en sédiment Réservoirs Ouragans Index. décimale : 621.3 Ingénierie électrique Résumé : Study of soil erosion in the reservoir watershed, the main source of reservoir sedimentation that affects the reservoir’s lifespan and capacity, is of vital importance for watershed management. Due mainly to the lack of data, empirical formulas are commonly used to estimate reservoir sedimentation. However, these estimations are far from accurate. Field measurements data of discharge and suspended sediment were collected during three typhoon events in Shihmen Reservoir watershed, Taiwan. Temporal variations of water surface elevation, discharge, and concentration of suspended sediment were measured. A numerical model, Hydrological Simulation Program Fortran (HSPF), developed by the USEPA was adopted to simulate the sediment yield. However, as calibration and verification data are not always available and the parameter-calibration process is complicated and tedious for novice users of the model, an artificial neural network (ANN) model was proposed. Significant amount of the synthetic data from the calibrated HSPF model were first generated to train the ANN model, which in turn was used to estimate the sediment yield. Comparisons of the sediment yield using both the HSPF and ANN model give correlation coefficients of 0.96 for training and 0.93 for validation. Without the complicated parameter calibration process, the ANN model was faster and easier to use than the HSPF model.
L'étude de l'érosion de sol dans la ligne de partage de réservoir, la source principale de sédimentation de réservoir qui affecte la durée de vie et la capacité du réservoir, est d'importance essentielle pour la gestion de ligne de partage. Le dû principalement au manque de données, des formules empiriques sont généralement employés pour estimer la sédimentation de réservoir. Cependant, ces évaluations sont loin de précis. Des données de mesures sur le terrain de la décharge et du sédiment suspendu ont été rassemblées pendant trois événements d'ouragan dans la ligne de partage de réservoir de Shihmen, Taiwan. Des variations temporelles de l'altitude, de la décharge, et de la concentration de surface de l'eau du sédiment suspendu ont été mesurées. Un modèle numérique, Fortran hydrologique de programme de simulation (HSPF), développé par l'USEPA a été adopté pour simuler le rendement de sédiment. Cependant, car les données de calibrage et de vérification ne sont pas toujours disponibles et le procédé de paramètre-calibrage est compliqué et pénible pour des utilisateurs de débutant du modèle, on a proposé un modèle artificiel de réseau neurologique (ANN). La quantité significative des données synthétiques du modèle calibré de HSPF ont été produites la première fois pour former le modèle d'ANN, qui alternativement a été employé pour estimer le rendement de sédiment. Les comparaisons du sédiment rapportent des coefficients de corrélation d'élasticité en utilisant de HSPF et d'ANN modèle de 0.96 pour la formation et de 0.93 pour la validation. Sans procédé compliqué de calibrage de paramètre, le modèle d'ANN était plus rapide et plus facile à employer que le modèle de HSPF.
Modified K-NN Model for Stochastic Stream Flow Simulation / Prairie, James R. in Journal of hydrologic engineering, Vol. 11 N°4 (Juillet/août 2006)
[article]
in Journal of hydrologic engineering > Vol. 11 N°4 (Juillet/août 2006) . - 371-378 p.
Titre : Modified K-NN Model for Stochastic Stream Flow Simulation Titre original : Modèle Modifié de K-NN pour la Simulation Stochastique d'Ecoulement de Jet Type de document : texte imprimé Auteurs : Prairie, James R., Auteur ; Rajagopalan, Balaji, Auteur ; Fulp, Terry J. ; Zagona, Edith A. Article en page(s) : 371-378 p. Note générale : Hydrologie Langues : Anglais (eng) Mots-clés : Colorado River Nonlinear systems Simulation Stream flow Fleuve du Colorado Systèmes non-linéaires Ecoulement de jet Index. décimale : 621.3 Ingénierie électrique Résumé : This paper presents a lag-1 modified K-nearest neighbor (K-NN) approach for stochastic streamflow simulation. The simulation at any time t given the value at the time t—1 involves two steps: (1) obtaining the conditional mean from a local polynomial fitted to the historical values of time t and t=1, and (2) then resampling (i.e., bootstrapping) a residual at one of the historical observations and adding it to the conditional mean. The residuals are resampled using a probability metric that gives more weight to the nearest neighbor and less to the farthest. The “residual resampling” step is the modification to the traditional K-NN time-series bootstrap approach, which enables the generation of values not seen in the historical record. This model is applied to monthly streamflow at the Lees Ferry stream gauge on the Colorado River and is compared to both a parametric periodic autoregressive and a nonparametric index sequential method for streamflow generation, each widely used in practice. The modified K-NN approach is found to exhibit better performance in terms of capturing the features present in the data.
Cet article présente une approche (K-NN) voisine K-proche modifiée par lag-1 pour la simulation stochastique d'écoulement de jet. La simulation à tout moment t donnée la valeur lorsque le T-1 implique deux étapes : (1) obtenant le moyen conditionnel d'un polynôme local adapté aux valeurs historiques du temps t et t=1, et (2) alors resampling (c.-à-d., amorçant) un résiduel à une des observations historiques et l'ajoutant au moyen conditionnel. Les résiduels sont resampled en utilisant une probabilité métrique qui donne plus de poids au voisin le plus proche et moins au plus lointain. L'étape resampling de "résiduel" est la modification à l'approche traditionnelle de circuit fermé de série chronologique de K-NN, qui permet la génération des valeurs non vues dans le disque historique. Ce modèle est appliqué à l'écoulement mensuel de jet à la mesure de jet de bac de lie sur le fleuve du Colorado et est comparé à une méthode séquentielle automatique périodique paramétrique d'index régressif et non paramétrique pour la génération de streamflow, chacune largement répandue dans la pratique. L'approche modifiée de K-NN s'avère pour montrer une meilleure exécution en termes de capturer les dispositifs actuels dans les données.
En ligne : prairie@colorado.edu, rajagopalan.balajir@colorado.edu, tfulp@lc.usbr.gov, zagon [...] [article] Modified K-NN Model for Stochastic Stream Flow Simulation = Modèle Modifié de K-NN pour la Simulation Stochastique d'Ecoulement de Jet [texte imprimé] / Prairie, James R., Auteur ; Rajagopalan, Balaji, Auteur ; Fulp, Terry J. ; Zagona, Edith A. . - 371-378 p.
Hydrologie
Langues : Anglais (eng)
in Journal of hydrologic engineering > Vol. 11 N°4 (Juillet/août 2006) . - 371-378 p.
Mots-clés : Colorado River Nonlinear systems Simulation Stream flow Fleuve du Colorado Systèmes non-linéaires Ecoulement de jet Index. décimale : 621.3 Ingénierie électrique Résumé : This paper presents a lag-1 modified K-nearest neighbor (K-NN) approach for stochastic streamflow simulation. The simulation at any time t given the value at the time t—1 involves two steps: (1) obtaining the conditional mean from a local polynomial fitted to the historical values of time t and t=1, and (2) then resampling (i.e., bootstrapping) a residual at one of the historical observations and adding it to the conditional mean. The residuals are resampled using a probability metric that gives more weight to the nearest neighbor and less to the farthest. The “residual resampling” step is the modification to the traditional K-NN time-series bootstrap approach, which enables the generation of values not seen in the historical record. This model is applied to monthly streamflow at the Lees Ferry stream gauge on the Colorado River and is compared to both a parametric periodic autoregressive and a nonparametric index sequential method for streamflow generation, each widely used in practice. The modified K-NN approach is found to exhibit better performance in terms of capturing the features present in the data.
Cet article présente une approche (K-NN) voisine K-proche modifiée par lag-1 pour la simulation stochastique d'écoulement de jet. La simulation à tout moment t donnée la valeur lorsque le T-1 implique deux étapes : (1) obtenant le moyen conditionnel d'un polynôme local adapté aux valeurs historiques du temps t et t=1, et (2) alors resampling (c.-à-d., amorçant) un résiduel à une des observations historiques et l'ajoutant au moyen conditionnel. Les résiduels sont resampled en utilisant une probabilité métrique qui donne plus de poids au voisin le plus proche et moins au plus lointain. L'étape resampling de "résiduel" est la modification à l'approche traditionnelle de circuit fermé de série chronologique de K-NN, qui permet la génération des valeurs non vues dans le disque historique. Ce modèle est appliqué à l'écoulement mensuel de jet à la mesure de jet de bac de lie sur le fleuve du Colorado et est comparé à une méthode séquentielle automatique périodique paramétrique d'index régressif et non paramétrique pour la génération de streamflow, chacune largement répandue dans la pratique. L'approche modifiée de K-NN s'avère pour montrer une meilleure exécution en termes de capturer les dispositifs actuels dans les données.
En ligne : prairie@colorado.edu, rajagopalan.balajir@colorado.edu, tfulp@lc.usbr.gov, zagon [...]
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