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Geomorphologic and Soil Hydraulic Parameters for Watershed Environmental Hydrology (WEHY) Model / Z. Q. Chen in Journal of hydrologic engineering, Vol. 9, N° 6 (Novembre/Decembre 2004)

Public ISBD [article]  in Journal of hydrologic engineering > Vol. 9, N° 6 (Novembre/Decembre 2004) . - 465-479 p. Titre : Geomorphologic and Soil Hydraulic Parameters for Watershed Environmental Hydrology (WEHY) Model Titre original : Paramètres Hydrauliques Géomorphologiques et de Sol pour le Modèle Environnemental de l'Hydrologie de Ligne de Partage (WEHY) Type de document : texte imprimé Auteurs : Z. Q. Chen, Auteur ; Kavvas, M. Levent, Auteur ; Yoon, J. Y., Auteur ; Dogrul, E. C. ; Fukami, K. ; Yoshitani, Junichi ; Matsura, T. Article en page(s) : 465-479 p. Note générale : Hydrologie Langues : Anglais (eng) Mots-clés : Parameters  Watersheds  Hydrologic  models  Conservation  Heterogeneity  Estimation  Paramètres  Ligne  de  partage  Modèles  hydrologiques  Hétérogénéité Index. décimale : 551.4 Résumé : The Up scaled hydrologic conservation equations in the Watershed Environmental Hydrology (WEHY) model are capable of taking into account the effect of heterogeneity within natural watersheds. Model parameters that are capable of describing the heterogeneity of the flow domains also need to be estimated. The Parameters of the WEHY model are related to the physical properties of the watershed, and they can be estimated from readily available information on topography, soils, and vegetation land cover conditions. The Fundamental assumption of the parameter estimation methodology in this study is that the heterogeneities of land characteristics over a model computational unit (MCU), representing an individual hillslope, are spatially stationary. Consequently, the parameters of the WEHY model that represent the statistical moments of point location parameter values (such as the variance of log saturated hydraulic conductivity) do not vary over different transects of an MCU. The Geomorphologic parameters that describe the rilled surface geometry of MCUs are derived directly from the digital elevation model map of the watershed by using ArcView. The Soil hydraulic parameters of the WEHY model require a soil texture classification database and or field investigations. In this paper, a detailed methodology on the estimation of the geomorphologic and soil hydraulic parameters of the WEHY model is described. Applications of the methodology to the Upper Cosumnes River watershed in California and the Shiobara Dam watershed in Japan are also presented in order to illustrate how to utilize the available geographic information system database and field survey data for the estimation of the parameters of the WEHY model. Les équations hydrologiques mesurées hautes de conservation dans le modèle environnemental de l'hydrologie de ligne de partage (WEHY) sont capables de tenir compte de l'effet de l'hétérogénéité dans des lignes de partage normales. Des paramètres modèles qui sont capables de décrire l'hétérogénéité des domaines d'écoulement également doivent être estimés. Les paramètres du modèle de WEHY sont liés aux propriétés physiques de la ligne de partage, et ils peuvent être estimés à partir de l'information aisément disponible sur la topographie, les sols, et les états de couverture de terre de végétation. L'acceptation fondamentale de la méthodologie d'évaluation de paramètre dans cette étude est que les heterogeneities des caractéristiques de terre au-dessus d'une unité informatique modèle (MCU), représentant un hillslope individuel, sont dans l'espace stationnaires. En conséquence, les paramètres du modèle de WEHY qui représente les moments statistiques des valeurs de paramètre d'endroit de point (telles que le désaccord de la conductivité hydraulique saturée par notation) ne changent pas différents transects finis d'un MCU. Les paramètres géomorphologiques qui décrivent rilled la géométrie extérieure de MCUs sont dérivés directement de la carte numérique de modèle d'altitude de la ligne de partage en employant ArcView. Les paramètres hydrauliques de sol du modèle de WEHY exigent une base de données de classification de texture de sol et ou des investigations de champ. En cet article, une méthodologie détaillée sur l'évaluation des paramètres hydrauliques géomorphologiques et de sol du modèle de WEHY est décrite. Des applications de la méthodologie à la ligne de partage supérieure de fleuve de Cosumnes en Californie et à la ligne de partage de barrage de Shiobara au Japon sont également présentées afin d'illustrer comment utiliser la base de données géographique disponible de système d'information et les données d'enquête de champ pour l'évaluation des paramètres du modèle WEHY. [article] Geomorphologic and Soil Hydraulic Parameters for Watershed Environmental Hydrology (WEHY) Model = Paramètres Hydrauliques Géomorphologiques et de Sol pour le Modèle Environnemental de l'Hydrologie de Ligne de Partage (WEHY) [texte imprimé] / Z. Q. Chen, Auteur ; Kavvas, M. Levent, Auteur ; Yoon, J. Y., Auteur ; Dogrul, E. C. ; Fukami, K. ; Yoshitani, Junichi ; Matsura, T. . - 465-479 p. Hydrologie Langues : Anglais (eng) in Journal of hydrologic engineering > Vol. 9, N° 6 (Novembre/Decembre 2004) . - 465-479 p. Mots-clés : Parameters  Watersheds  Hydrologic  models  Conservation  Heterogeneity  Estimation  Paramètres  Ligne  de  partage  Modèles  hydrologiques  Hétérogénéité Index. décimale : 551.4 Résumé : The Up scaled hydrologic conservation equations in the Watershed Environmental Hydrology (WEHY) model are capable of taking into account the effect of heterogeneity within natural watersheds. Model parameters that are capable of describing the heterogeneity of the flow domains also need to be estimated. The Parameters of the WEHY model are related to the physical properties of the watershed, and they can be estimated from readily available information on topography, soils, and vegetation land cover conditions. The Fundamental assumption of the parameter estimation methodology in this study is that the heterogeneities of land characteristics over a model computational unit (MCU), representing an individual hillslope, are spatially stationary. Consequently, the parameters of the WEHY model that represent the statistical moments of point location parameter values (such as the variance of log saturated hydraulic conductivity) do not vary over different transects of an MCU. The Geomorphologic parameters that describe the rilled surface geometry of MCUs are derived directly from the digital elevation model map of the watershed by using ArcView. The Soil hydraulic parameters of the WEHY model require a soil texture classification database and or field investigations. In this paper, a detailed methodology on the estimation of the geomorphologic and soil hydraulic parameters of the WEHY model is described. Applications of the methodology to the Upper Cosumnes River watershed in California and the Shiobara Dam watershed in Japan are also presented in order to illustrate how to utilize the available geographic information system database and field survey data for the estimation of the parameters of the WEHY model. Les équations hydrologiques mesurées hautes de conservation dans le modèle environnemental de l'hydrologie de ligne de partage (WEHY) sont capables de tenir compte de l'effet de l'hétérogénéité dans des lignes de partage normales. Des paramètres modèles qui sont capables de décrire l'hétérogénéité des domaines d'écoulement également doivent être estimés. Les paramètres du modèle de WEHY sont liés aux propriétés physiques de la ligne de partage, et ils peuvent être estimés à partir de l'information aisément disponible sur la topographie, les sols, et les états de couverture de terre de végétation. L'acceptation fondamentale de la méthodologie d'évaluation de paramètre dans cette étude est que les heterogeneities des caractéristiques de terre au-dessus d'une unité informatique modèle (MCU), représentant un hillslope individuel, sont dans l'espace stationnaires. En conséquence, les paramètres du modèle de WEHY qui représente les moments statistiques des valeurs de paramètre d'endroit de point (telles que le désaccord de la conductivité hydraulique saturée par notation) ne changent pas différents transects finis d'un MCU. Les paramètres géomorphologiques qui décrivent rilled la géométrie extérieure de MCUs sont dérivés directement de la carte numérique de modèle d'altitude de la ligne de partage en employant ArcView. Les paramètres hydrauliques de sol du modèle de WEHY exigent une base de données de classification de texture de sol et ou des investigations de champ. En cet article, une méthodologie détaillée sur l'évaluation des paramètres hydrauliques géomorphologiques et de sol du modèle de WEHY est décrite. Des applications de la méthodologie à la ligne de partage supérieure de fleuve de Cosumnes en Californie et à la ligne de partage de barrage de Shiobara au Japon sont également présentées afin d'illustrer comment utiliser la base de données géographique disponible de système d'information et les données d'enquête de champ pour l'évaluation des paramètres du modèle WEHY.

Watershed Environmental Hydrology Model: Environmental Module and its Application to a California Watershed / Kavvas, M. Levent in Journal of hydrologic engineering, Vol. 11 N°3 (Mai/Juin 2006)

Public ISBD [article]  in Journal of hydrologic engineering > Vol. 11 N°3 (Mai/Juin 2006) . - 261-272 p. Titre : Watershed Environmental Hydrology Model: Environmental Module and its Application to a California Watershed Titre original : Modèle Environnemental d'Hydrologie de Ligne de Partage : Module Environnemental et son Application à une Ligne de Partage de la Californie Type de document : texte imprimé Auteurs : Kavvas, M. Levent, Auteur ; Reuter, J. ; Anderson, M. L. ; Aksoy, H. ; Ohara, N. ; Dogrul, E. C. ; Liang, L. ; Z. Q. Chen ; Yoon, J. Y., Auteur ; Hackley, S. Article en page(s) : 261-272 p. Note générale : Hydrologie Langues : Anglais (eng) Mots-clés : Nonpoint  pollution  Sediment  transport  Lakes  Hydrology  Watershed  management  California  Pollution  de  nonpoint  Transport  de  sédiment  Lacs  Hydrologie  Gestion  de  ligne  de  partage  Californie Index. décimale : 551.4 Résumé : A newly developed watershed environmental hydrology (WEHY) model is presented as a state-of-the-art nonpoint source (NPS) model. The model consists of hydrologic and environmental modules, and describes environmentally relevant hydrologic processes based upon physically based governing equations to model the fate of pollutants such as sediment and phosphorus in the watershed. Unlike other physically based NPS models, the WEHY model is unique in its upscaling approach to the governing equations of hydrologic and environmental processes, which results in the governing equations that are compatible with the computational grid resolution while accounting for subgrid heterogeneities through upscaled model parameters. Upscaling was performed by means of a technique called ensemble averaging. The model was tested at the Ward Creek Watershed in Lake Tahoe Basin for its performance in a subalpine watershed setting. Comparisons of predicted and observed values were in good agreement and showed good promise of the approach used in the development of the model. Because of the physical basis of the WEHY model and its use of upscaled conservation equations, the model has the advantage of being applicable to ungauged basins and to large watersheds. Un modèle environnemental nouvellement développé de l'hydrologie de ligne de partage (WEHY) est présenté pendant qu'un modèle du dernier cri de la source de nonpoint (NPS). Le modèle se compose des modules hydrologiques et environnementaux, et décrit ambiant des processus hydrologiques appropriés basés sur des équations régissantes physiquement basées pour modeler le destin des polluants tels que le sédiment et le phosphore dans la ligne de partage. À la différence d'autres modèles physiquement basés de NPS, le modèle de WEHY est unique dans son approche upscaling aux équations régissantes des processus hydrologiques et environnementaux, qui a comme conséquence les équations régissantes qui sont compatibles avec la résolution informatique de grille tandis que la comptabilité pour des heterogeneities de subgrid upscaled à travers les paramètres modèles. Upscaling a été exécuté au moyen d'une technique appelée faire la moyenne d'ensemble. Le modèle a été examiné à la ligne de partage de crique de salle en bassin de Tahoe de lac pour son exécution dans un arrangement de ligne de partage de subalpine. Les comparaisons des valeurs prévues et observées étaient en bon accord et la bonne promesse montrée de l'approche utilisée dans le développement du modèle. En raison de la base physique du modèle de WEHY et de son utilisation de upscaled des équations de conservation, le modèle a l'avantage d'être applicable à ungauged des bassins et à de grandes lignes de partage. [article] Watershed Environmental Hydrology Model: Environmental Module and its Application to a California Watershed = Modèle Environnemental d'Hydrologie de Ligne de Partage : Module Environnemental et son Application à une Ligne de Partage de la Californie [texte imprimé] / Kavvas, M. Levent, Auteur ; Reuter, J. ; Anderson, M. L. ; Aksoy, H. ; Ohara, N. ; Dogrul, E. C. ; Liang, L. ; Z. Q. Chen ; Yoon, J. Y., Auteur ; Hackley, S. . - 261-272 p. Hydrologie Langues : Anglais (eng) in Journal of hydrologic engineering > Vol. 11 N°3 (Mai/Juin 2006) . - 261-272 p. Mots-clés : Nonpoint  pollution  Sediment  transport  Lakes  Hydrology  Watershed  management  California  Pollution  de  nonpoint  Transport  de  sédiment  Lacs  Hydrologie  Gestion  de  ligne  de  partage  Californie Index. décimale : 551.4 Résumé : A newly developed watershed environmental hydrology (WEHY) model is presented as a state-of-the-art nonpoint source (NPS) model. The model consists of hydrologic and environmental modules, and describes environmentally relevant hydrologic processes based upon physically based governing equations to model the fate of pollutants such as sediment and phosphorus in the watershed. Unlike other physically based NPS models, the WEHY model is unique in its upscaling approach to the governing equations of hydrologic and environmental processes, which results in the governing equations that are compatible with the computational grid resolution while accounting for subgrid heterogeneities through upscaled model parameters. Upscaling was performed by means of a technique called ensemble averaging. The model was tested at the Ward Creek Watershed in Lake Tahoe Basin for its performance in a subalpine watershed setting. Comparisons of predicted and observed values were in good agreement and showed good promise of the approach used in the development of the model. Because of the physical basis of the WEHY model and its use of upscaled conservation equations, the model has the advantage of being applicable to ungauged basins and to large watersheds. Un modèle environnemental nouvellement développé de l'hydrologie de ligne de partage (WEHY) est présenté pendant qu'un modèle du dernier cri de la source de nonpoint (NPS). Le modèle se compose des modules hydrologiques et environnementaux, et décrit ambiant des processus hydrologiques appropriés basés sur des équations régissantes physiquement basées pour modeler le destin des polluants tels que le sédiment et le phosphore dans la ligne de partage. À la différence d'autres modèles physiquement basés de NPS, le modèle de WEHY est unique dans son approche upscaling aux équations régissantes des processus hydrologiques et environnementaux, qui a comme conséquence les équations régissantes qui sont compatibles avec la résolution informatique de grille tandis que la comptabilité pour des heterogeneities de subgrid upscaled à travers les paramètres modèles. Upscaling a été exécuté au moyen d'une technique appelée faire la moyenne d'ensemble. Le modèle a été examiné à la ligne de partage de crique de salle en bassin de Tahoe de lac pour son exécution dans un arrangement de ligne de partage de subalpine. Les comparaisons des valeurs prévues et observées étaient en bon accord et la bonne promesse montrée de l'approche utilisée dans le développement du modèle. En raison de la base physique du modèle de WEHY et de son utilisation de upscaled des équations de conservation, le modèle a l'avantage d'être applicable à ungauged des bassins et à de grandes lignes de partage.

Watershed environmental Hydrology (WEHY) Model Based on Upscaled Conservation Equations: Hydrology Module / Kavvas, M. Levent in Journal of hydrologic engineering, Vol. 9, N° 6 (Novembre/Decembre 2004)

Public ISBD [article]  in Journal of hydrologic engineering > Vol. 9, N° 6 (Novembre/Decembre 2004) . - 450-464 p. Titre : Watershed environmental Hydrology (WEHY) Model Based on Upscaled Conservation Equations: Hydrology Module Titre original : Modèle Environnemental de l'Hydrologie de Ligne de Partage (WEHY) Basé sur des Equations Mesurées Hautes de Conservation : Module d'Hydrologie Type de document : texte imprimé Auteurs : Kavvas, M. Levent, Auteur ; Z. Q. Chen, Auteur ; Anderson, M. L. ; Fukami, K. ; Yoshitani, Junichi ; Aksoy, H. ; Liang, L. ; Ohara, N. ; Yoon, J. Y. ; Dogrul, C., Auteur ; Matsura, T. Article en page(s) : 450-464 p. Note générale : Hydrologie Langues : Anglais (eng) Mots-clés : Watersheds  Hydrologic  models  Heterogeneity  Parameters  Grid  systems  Lignes  de  partage  Modèles  hydrologiques  Hétérogénéité  Paramètres  Grille Index. décimale : 551.4 Résumé : The Watershed Environmental Hydrology model presents a new approach to the modeling of hydrologic processes in order to account for the effect of heterogeneity within natural watersheds. Toward this purpose, the point location scale conservation equations for various hydrologic processes were up sclaed in order to obtain their ensemble averaged forms at the scale of the computational grid areas. Over hillslopes these grid areas correspond to areas along a complete transect of a hillslope. The Resulting up scaled conservation equations, although they are fundamentally one dimensional, have the lateral source/sink terms that link them dynamically to other hydrologic component processes. In this manner, these up sclaed equations possess the dynamic interaction feature of the standard point location scale two dimensional hydrologic conservation equations. A significant computational economy is achieved by the capability of the up scaled equations to compute hydrologic flows over large transactional grid areas versus the necessity of computing hydrologic flows over small grid areas by point location scale equations in order to account for the effect of environmental heterogeneity on flows. The Emerging parameters in the up scaled hydrologic conservation equations are areal averages and areal variances convariances of the original point scale parameters, thereby quantifying the spatial variation of the original point scale parameters over a computational grid area, and thus, the effect of land heterogeneity on hydrologic flows. Also, by requiring only the areal average and areal variance of parameter values over large grid areas, it is possible to achieve a very significant economy in parameter estimation. Le modèle environnemental d'hydrologie de ligne de partage présente une nouvelle approche à modeler des processus hydrologiques afin d'expliquer l'effet de l'hétérogénéité dans des lignes de partage normales. Vers ce but, les équations de conservation de balance d'endroit de point pour différents processus hydrologiques étaient sclaed en hausse afin d'obtenir leurs formes ramenées à une moyenne par ensemble à la balance des secteurs informatiques de grille. Les hillslopes finis ces secteurs de grille correspondent aux secteurs le long d'un transect complet d'un hillslope. Résulter vers le haut des équations mesurées de conservation, bien qu'ils soient fondamentalement un dimensionnel, ont les limites latérales de source/sink qui les lient dynamiquement à d'autres processus composants hydrologiques. De cette manière, ceux-ci sclaed vers le haut des équations possèdent le dispositif dynamique d'interaction des équations hydrologiques bidimensionnelles de conservation de point de balance standard d'endroit. Une économie de calcul significative est réalisée par les possibilités des équations mesurées hautes pour calculer l'excédent hydrologique d'écoulements de grands secteurs transactionnels de grille contre la nécessité de calculer l'excédent hydrologique d'écoulements de petits secteurs de grille par des équations de balance d'endroit de point afin d'expliquer l'effet de l'hétérogénéité environnementale sur des écoulements. Les paramètres naissants dans les équations hydrologiques mesurées hautes de conservation sont des moyennes régionales et des convariances régionaux de désaccords des paramètres originaux d'échelle de notation, mesurant de ce fait la variation spatiale des paramètres originaux d'échelle de notation au-dessus d'un secteur informatique de grille, et ainsi, l'effet de l'hétérogénéité de terre sur des écoulements hydrologiques. En outre, en exigeant seulement le désaccord moyen et régional régional de l'excédent de valeurs de paramètre de grands secteurs de grille, il est possible de réaliser une économie très significative dans l'évaluation de paramètre. [article] Watershed environmental Hydrology (WEHY) Model Based on Upscaled Conservation Equations: Hydrology Module = Modèle Environnemental de l'Hydrologie de Ligne de Partage (WEHY) Basé sur des Equations Mesurées Hautes de Conservation : Module d'Hydrologie [texte imprimé] / Kavvas, M. Levent, Auteur ; Z. Q. Chen, Auteur ; Anderson, M. L. ; Fukami, K. ; Yoshitani, Junichi ; Aksoy, H. ; Liang, L. ; Ohara, N. ; Yoon, J. Y. ; Dogrul, C., Auteur ; Matsura, T. . - 450-464 p. Hydrologie Langues : Anglais (eng) in Journal of hydrologic engineering > Vol. 9, N° 6 (Novembre/Decembre 2004) . - 450-464 p. Mots-clés : Watersheds  Hydrologic  models  Heterogeneity  Parameters  Grid  systems  Lignes  de  partage  Modèles  hydrologiques  Hétérogénéité  Paramètres  Grille Index. décimale : 551.4 Résumé : The Watershed Environmental Hydrology model presents a new approach to the modeling of hydrologic processes in order to account for the effect of heterogeneity within natural watersheds. Toward this purpose, the point location scale conservation equations for various hydrologic processes were up sclaed in order to obtain their ensemble averaged forms at the scale of the computational grid areas. Over hillslopes these grid areas correspond to areas along a complete transect of a hillslope. The Resulting up scaled conservation equations, although they are fundamentally one dimensional, have the lateral source/sink terms that link them dynamically to other hydrologic component processes. In this manner, these up sclaed equations possess the dynamic interaction feature of the standard point location scale two dimensional hydrologic conservation equations. A significant computational economy is achieved by the capability of the up scaled equations to compute hydrologic flows over large transactional grid areas versus the necessity of computing hydrologic flows over small grid areas by point location scale equations in order to account for the effect of environmental heterogeneity on flows. The Emerging parameters in the up scaled hydrologic conservation equations are areal averages and areal variances convariances of the original point scale parameters, thereby quantifying the spatial variation of the original point scale parameters over a computational grid area, and thus, the effect of land heterogeneity on hydrologic flows. Also, by requiring only the areal average and areal variance of parameter values over large grid areas, it is possible to achieve a very significant economy in parameter estimation. Le modèle environnemental d'hydrologie de ligne de partage présente une nouvelle approche à modeler des processus hydrologiques afin d'expliquer l'effet de l'hétérogénéité dans des lignes de partage normales. Vers ce but, les équations de conservation de balance d'endroit de point pour différents processus hydrologiques étaient sclaed en hausse afin d'obtenir leurs formes ramenées à une moyenne par ensemble à la balance des secteurs informatiques de grille. Les hillslopes finis ces secteurs de grille correspondent aux secteurs le long d'un transect complet d'un hillslope. Résulter vers le haut des équations mesurées de conservation, bien qu'ils soient fondamentalement un dimensionnel, ont les limites latérales de source/sink qui les lient dynamiquement à d'autres processus composants hydrologiques. De cette manière, ceux-ci sclaed vers le haut des équations possèdent le dispositif dynamique d'interaction des équations hydrologiques bidimensionnelles de conservation de point de balance standard d'endroit. Une économie de calcul significative est réalisée par les possibilités des équations mesurées hautes pour calculer l'excédent hydrologique d'écoulements de grands secteurs transactionnels de grille contre la nécessité de calculer l'excédent hydrologique d'écoulements de petits secteurs de grille par des équations de balance d'endroit de point afin d'expliquer l'effet de l'hétérogénéité environnementale sur des écoulements. Les paramètres naissants dans les équations hydrologiques mesurées hautes de conservation sont des moyennes régionales et des convariances régionaux de désaccords des paramètres originaux d'échelle de notation, mesurant de ce fait la variation spatiale des paramètres originaux d'échelle de notation au-dessus d'un secteur informatique de grille, et ainsi, l'effet de l'hétérogénéité de terre sur des écoulements hydrologiques. En outre, en exigeant seulement le désaccord moyen et régional régional de l'excédent de valeurs de paramètre de grands secteurs de grille, il est possible de réaliser une économie très significative dans l'évaluation de paramètre.