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Generalized Fick's Law and Fractional ADE for POllution Transport in a River: Detailed Derivation / Kavvas, M. Levent in Journal of hydrologic engineering, Vol. 11, N°1 (Janvier/Fevrier 2006) 

Public ISBD [article]  in Journal of hydrologic engineering > Vol. 11, N°1 (Janvier/Fevrier 2006) . - 80-83 p. Titre : Generalized Fick's Law and Fractional ADE for POllution Transport in a River: Detailed Derivation Titre original : La Loi et l'ADE Partiel de Fick Généralisé pour le Transport de Pollution dans un Fleuve : Dérivation Détaillée Type de document : texte imprimé Auteurs : Kavvas, M. Levent, Auteur ; Kim, Sangdan, Auteur Article en page(s) : 80-83 p. Note générale : Hydrologie Langues : Anglais (eng) Mots-clés : Water  quality  Water  pollution  Rivers  Fractals  Dispersion  Finite  differences  Qualité  de  l'eau  Pollution  de  l'eau  Fleuves  Fractales  Différences  finies Index. décimale : 551.4 Résumé : The Fractional advection-dispersion equation (ADE) is a generalization of the classical ADE in which the second-order derivative is replaced with a fractional-order derivative. While the fractional ADE is analyzed as a stochastic process in the Fourier and Laplace space so far, in this study a fractional ADE for describing solute transport in rivers is derived in details with a finite difference scheme in the real space. In contrast to the classical ADE, the fractional ADE is expected to be able to provide solutions that resemble the highly skewed and heavy-tailed time-concentration distribution curves of water pollutants observed in rivers. L'équation partielle d'advection-dispersion (ADE) est une généralisation de l'ADE classique dans lequel le dérivé de second ordre est remplacé avec un dérivé d'partiel-ordre. Tandis que l'ADE partiel est analysé comme processus stochastique dans l'espace de Fourier et de Laplace jusqu'ici, dans cette étude un ADE partiel pour décrire le transport de corps dissous dans les fleuves est dérivé dans les détails avec un arrangement fini de différence dans le vrai espace. Contrairement à l'ADE classique, on s'attend à ce que l'ADE partiel puisse fournir les solutions qui ressemblent aux courbes fortement de travers et lourd-coupées la queue de distribution de temps-concentration des polluants de l'eau observés dans les fleuves. En ligne : skim@pknu.ac.kr, mlkavvas@ucdavis.edu [article] Generalized Fick's Law and Fractional ADE for POllution Transport in a River: Detailed Derivation = La Loi et l'ADE Partiel de Fick Généralisé pour le Transport de Pollution dans un Fleuve : Dérivation Détaillée [texte imprimé] / Kavvas, M. Levent, Auteur ; Kim, Sangdan, Auteur . - 80-83 p. Hydrologie Langues : Anglais (eng) in Journal of hydrologic engineering > Vol. 11, N°1 (Janvier/Fevrier 2006) . - 80-83 p. Mots-clés : Water  quality  Water  pollution  Rivers  Fractals  Dispersion  Finite  differences  Qualité  de  l'eau  Pollution  de  l'eau  Fleuves  Fractales  Différences  finies Index. décimale : 551.4 Résumé : The Fractional advection-dispersion equation (ADE) is a generalization of the classical ADE in which the second-order derivative is replaced with a fractional-order derivative. While the fractional ADE is analyzed as a stochastic process in the Fourier and Laplace space so far, in this study a fractional ADE for describing solute transport in rivers is derived in details with a finite difference scheme in the real space. In contrast to the classical ADE, the fractional ADE is expected to be able to provide solutions that resemble the highly skewed and heavy-tailed time-concentration distribution curves of water pollutants observed in rivers. L'équation partielle d'advection-dispersion (ADE) est une généralisation de l'ADE classique dans lequel le dérivé de second ordre est remplacé avec un dérivé d'partiel-ordre. Tandis que l'ADE partiel est analysé comme processus stochastique dans l'espace de Fourier et de Laplace jusqu'ici, dans cette étude un ADE partiel pour décrire le transport de corps dissous dans les fleuves est dérivé dans les détails avec un arrangement fini de différence dans le vrai espace. Contrairement à l'ADE classique, on s'attend à ce que l'ADE partiel puisse fournir les solutions qui ressemblent aux courbes fortement de travers et lourd-coupées la queue de distribution de temps-concentration des polluants de l'eau observés dans les fleuves. En ligne : skim@pknu.ac.kr, mlkavvas@ucdavis.edu

Root-Water Uptake Model at Heterogeneous Soil Fields / Kavvas, M. Levent in Journal of hydrologic engineering, Vol. 10, N°2 (Mars/Avril 2005) 

Public ISBD [article]  in Journal of hydrologic engineering > Vol. 10, N°2 (Mars/Avril 2005) . - 160-167 p. Titre : Root-Water Uptake Model at Heterogeneous Soil Fields Titre original : Modèle Haut de Prise de l'Eau de Racine aux Champs Hétérogènes de Sol Type de document : texte imprimé Auteurs : Kavvas, M. Levent, Auteur ; Kim, Sangdan, Auteur ; Z. Q. Chen Article en page(s) : 160-167 p. Note générale : Hydrologie Langues : Anglais (eng) Mots-clés : Stochastic  models  Moisture  uptake  Hydraulic  conductivity  Soil  water  Modèles  stochastiques  Prise  d'humidité  Conductivité  hydraulique  Eau  de  sol Index. décimale : 551.4 Résumé : A new stochastic model for one dimensional root water up take is developed with main emphasis on its probabilistic structure from random variations in saturated hydrauli conductivity. The Resulting model has the form of a two dimensional Fokker Plank equation, and its applicability as a model for the probabilistic evolution of the nonlinear stochastic root water up take process is explored with the saturated hydraulic conductivity taken as stochastic random field. In order to perform this exploration, the generalization of a one dimensional numerical scheme for the numerical solution of a two dimensional Fokker Plank equation is attempted. The Proposed model has the advantage of providing a probabilistic solution to soil water flow under root water up take, from which one can obtain the ensemble average behavior of the soil water system at the scale of a heterogeneous field soil. Un nouveau modèle stochastique pour une prise haute de l'eau dimensionnelle de racine est développé avec l'emphase principale sur sa structure probabiliste des variations aléatoires de la conductivité saturée de hydrauli. Le modèle résultant a la forme d'une équation bidimensionnelle de planche de Fokker, et son applicabilité comme modèle pour l'évolution probabiliste du processus haut de prise de l'eau stochastique non-linéaire de racine est explorée avec la conductivité hydraulique saturée prise en tant que champ aléatoire stochastique. Afin d'effectuer cette exploration, la généralisation d'un arrangement numérique un dimensionnel pour la solution numérique d'une équation bidimensionnelle de planche de Fokker est essayée. Le modèle proposé a l'avantage de fournir une solution probabiliste à l'écoulement de l'eau de sol sous la prise haute de l'eau de racine, à partir de laquelle on peut obtenir le comportement moyen d'ensemble du système de l'eau de sol à la balance d'un sol hétérogène de champ. En ligne : mioksd@hanmail.net, mlkavvas@ucdavis.edu, zqchen@ucdavis.edu [article] Root-Water Uptake Model at Heterogeneous Soil Fields = Modèle Haut de Prise de l'Eau de Racine aux Champs Hétérogènes de Sol [texte imprimé] / Kavvas, M. Levent, Auteur ; Kim, Sangdan, Auteur ; Z. Q. Chen . - 160-167 p. Hydrologie Langues : Anglais (eng) in Journal of hydrologic engineering > Vol. 10, N°2 (Mars/Avril 2005) . - 160-167 p. Mots-clés : Stochastic  models  Moisture  uptake  Hydraulic  conductivity  Soil  water  Modèles  stochastiques  Prise  d'humidité  Conductivité  hydraulique  Eau  de  sol Index. décimale : 551.4 Résumé : A new stochastic model for one dimensional root water up take is developed with main emphasis on its probabilistic structure from random variations in saturated hydrauli conductivity. The Resulting model has the form of a two dimensional Fokker Plank equation, and its applicability as a model for the probabilistic evolution of the nonlinear stochastic root water up take process is explored with the saturated hydraulic conductivity taken as stochastic random field. In order to perform this exploration, the generalization of a one dimensional numerical scheme for the numerical solution of a two dimensional Fokker Plank equation is attempted. The Proposed model has the advantage of providing a probabilistic solution to soil water flow under root water up take, from which one can obtain the ensemble average behavior of the soil water system at the scale of a heterogeneous field soil. Un nouveau modèle stochastique pour une prise haute de l'eau dimensionnelle de racine est développé avec l'emphase principale sur sa structure probabiliste des variations aléatoires de la conductivité saturée de hydrauli. Le modèle résultant a la forme d'une équation bidimensionnelle de planche de Fokker, et son applicabilité comme modèle pour l'évolution probabiliste du processus haut de prise de l'eau stochastique non-linéaire de racine est explorée avec la conductivité hydraulique saturée prise en tant que champ aléatoire stochastique. Afin d'effectuer cette exploration, la généralisation d'un arrangement numérique un dimensionnel pour la solution numérique d'une équation bidimensionnelle de planche de Fokker est essayée. Le modèle proposé a l'avantage de fournir une solution probabiliste à l'écoulement de l'eau de sol sous la prise haute de l'eau de racine, à partir de laquelle on peut obtenir le comportement moyen d'ensemble du système de l'eau de sol à la balance d'un sol hétérogène de champ. En ligne : mioksd@hanmail.net, mlkavvas@ucdavis.edu, zqchen@ucdavis.edu

Stochastic Point Rainfall Modeling for Correlated Rain Cell Intensity and Duration / Kavvas, M. Levent in Journal of hydrologic engineering, Vol. 11, N°1 (Janvier/Fevrier 2006) 

Public ISBD [article]  in Journal of hydrologic engineering > Vol. 11, N°1 (Janvier/Fevrier 2006) . - 29-36 p. Titre : Stochastic Point Rainfall Modeling for Correlated Rain Cell Intensity and Duration Titre original : Précipitations Stochastiques de Point Modelant pour l'Intensité et la Durée Corrélées de Cellules de Pluie Type de document : texte imprimé Auteurs : Kavvas, M. Levent, Auteur ; Kim, Sangdan, Auteur Article en page(s) : 29-36 p. Note générale : Hydrologie Langues : Anglais (eng) Mots-clés : Correlation  Rainfall  duration  Rainfall  density  Stochastic  models  Durée  de  précipitations  Densité  de  précipitations  Modèles  stochastiques Index. décimale : 551.4 Résumé : A new stochastic point rainfall model which considers the correlation structure between rain cell intensity and duration is developed. In order to consider the positive and negative correlations simultaneously. The Gumbel's Type-II bivariate distribution is applied. For cluster characteristics of rainfall events, the Neyman-Scott cluster point process is applied. The Application is performed using the rainfall station of Jeonju situated on the southwest part of the Korean peninsula. Results from generating long time rainfall events show that the proposed model reproduces well the statistical characteristics of the historical rainfall time series and the model-generated data are robust with different parameter sets when the correlation parameter is appropriately taken. Un nouveau modèle stochastique de précipitations de point qui considère la structure de corrélation entre l'intensité de cellules de pluie et la durée est développé. Afin de considérer les corrélations positives et négatives simultanément. Le Type-II distribution bivariate du Gumbel est appliqué. Pour des caractéristiques de faisceau des événements de précipitations, le processus de point de faisceau de Neyman-Scott est appliqué. L'application est exécutée en utilisant la station de précipitations de Jeonju située sur la pièce de sud-ouest de la péninsule coréenne. Les résultats de produire de longs événements de précipitations de temps prouvent que le modèle proposé reproduit bien les caractéristiques statistiques de la série chronologique historique de précipitations et les données modèle-produites sont robustes avec différents ensembles de paramètre quand le paramètre de corrélation est convenablement pris. En ligne : skim@pknu.ac.kr, mlkavvas@ucdavis.edu [article] Stochastic Point Rainfall Modeling for Correlated Rain Cell Intensity and Duration = Précipitations Stochastiques de Point Modelant pour l'Intensité et la Durée Corrélées de Cellules de Pluie [texte imprimé] / Kavvas, M. Levent, Auteur ; Kim, Sangdan, Auteur . - 29-36 p. Hydrologie Langues : Anglais (eng) in Journal of hydrologic engineering > Vol. 11, N°1 (Janvier/Fevrier 2006) . - 29-36 p. Mots-clés : Correlation  Rainfall  duration  Rainfall  density  Stochastic  models  Durée  de  précipitations  Densité  de  précipitations  Modèles  stochastiques Index. décimale : 551.4 Résumé : A new stochastic point rainfall model which considers the correlation structure between rain cell intensity and duration is developed. In order to consider the positive and negative correlations simultaneously. The Gumbel's Type-II bivariate distribution is applied. For cluster characteristics of rainfall events, the Neyman-Scott cluster point process is applied. The Application is performed using the rainfall station of Jeonju situated on the southwest part of the Korean peninsula. Results from generating long time rainfall events show that the proposed model reproduces well the statistical characteristics of the historical rainfall time series and the model-generated data are robust with different parameter sets when the correlation parameter is appropriately taken. Un nouveau modèle stochastique de précipitations de point qui considère la structure de corrélation entre l'intensité de cellules de pluie et la durée est développé. Afin de considérer les corrélations positives et négatives simultanément. Le Type-II distribution bivariate du Gumbel est appliqué. Pour des caractéristiques de faisceau des événements de précipitations, le processus de point de faisceau de Neyman-Scott est appliqué. L'application est exécutée en utilisant la station de précipitations de Jeonju située sur la pièce de sud-ouest de la péninsule coréenne. Les résultats de produire de longs événements de précipitations de temps prouvent que le modèle proposé reproduit bien les caractéristiques statistiques de la série chronologique historique de précipitations et les données modèle-produites sont robustes avec différents ensembles de paramètre quand le paramètre de corrélation est convenablement pris. En ligne : skim@pknu.ac.kr, mlkavvas@ucdavis.edu

Upscaling of Vertical Unsaturated Flow Model under Infiltration Condition / Kavvas, M. Levent in Journal of hydrologic engineering, Vol. 10, N°2 (Mars/Avril 2005) 

Public ISBD [article]  in Journal of hydrologic engineering > Vol. 10, N°2 (Mars/Avril 2005) . - 151-159 p. Titre : Upscaling of Vertical Unsaturated Flow Model under Infiltration Condition Titre original : Vers le Haut de la Graduation du Modèle Insaturé Vertical d'Ecoulement dans la Condition d'Infiltration Type de document : texte imprimé Auteurs : Kavvas, M. Levent, Auteur ; Kim, Sangdan, Auteur ; Yoon, Jaeyoung Article en page(s) : 151-159 p. Note générale : Hydrologie Langues : Anglais (eng) Mots-clés : Infiltration  Unsteady  flow  Hydrologic  models  Hydraulic  conductivity  Ecoulement  instable  Modèles  hydrologiques  Conductivité  hydraulique Index. décimale : 551.4 Résumé : A new stochastic model for one dimensional unsaturated water flow is proposed with focus on its probabilistic structure resulting from random variatiobns in saturated hydraulic conductivity. The newly developed model has the form of a Fokker Plank equation, and its validity is investigated under different stochastic saturated hydraulic conductivity fields. The Point scale Richards equation for soil water flow, which is a parabolic nonlinear partial differential equation (PDE), is first converted into a linear PDE using the stochastic Liouville equation. Finally, the up scale conservation equation is obtained using the cumulant expansion method. When compared with Monte Carlo simulations, this model yields good agreements. In particular, this up scale model can reproduce the vertical profile of mean soil water content very well. Besides, the results from model application show that the proposed model can explain the role change between rainfall intensity (system input) and variability in saturated hydraulic conductivity (system parameter) in affecting the spatial variability of soil water field as infiltration proceeds. On propose un nouveau modèle stochastique pour un écoulement insaturé dimensionnel de l'eau avec le foyer sur sa structure probabiliste résultant des variatiobns aléatoires dans la conductivité hydraulique saturée. Le modèle nouvellement développé a la forme d'une équation de planche de Fokker, et sa validité est étudiée sous différents champs hydrauliques saturés stochastiques de conductivité. L'équation de Richards d'échelle de notation pour l'écoulement de l'eau de sol, qui est une équation partielle non-linéaire parabolique (PDE), est d'abord convertie en PDE linéaire en utilisant l'équation stochastique de Liouville. En conclusion, l'équation haute de conservation de balance est obtenue en utilisant la méthode cumulant d'expansion. En comparaison avec des simulations de Monte Carlo, ce modèle rapporte de bonnes concordances. En particulier, ceci modèle haut de balance peut reproduire le profil vertical de la teneur en eau moyenne de sol très bien. En outre, les résultats de l'application modèle prouvent que le modèle proposé peut expliquer le changement de rôle entre l'intensité de précipitations (système entré) et la variabilité dans la conductivité hydraulique saturée (paramètre de système) en affectant la variabilité spatiale du gisement de l'eau de sol pendant que l'infiltration procède. En ligne : miksd@hanmail.net, jyyoon@korea.ac.kr [article] Upscaling of Vertical Unsaturated Flow Model under Infiltration Condition = Vers le Haut de la Graduation du Modèle Insaturé Vertical d'Ecoulement dans la Condition d'Infiltration [texte imprimé] / Kavvas, M. Levent, Auteur ; Kim, Sangdan, Auteur ; Yoon, Jaeyoung . - 151-159 p. Hydrologie Langues : Anglais (eng) in Journal of hydrologic engineering > Vol. 10, N°2 (Mars/Avril 2005) . - 151-159 p. Mots-clés : Infiltration  Unsteady  flow  Hydrologic  models  Hydraulic  conductivity  Ecoulement  instable  Modèles  hydrologiques  Conductivité  hydraulique Index. décimale : 551.4 Résumé : A new stochastic model for one dimensional unsaturated water flow is proposed with focus on its probabilistic structure resulting from random variatiobns in saturated hydraulic conductivity. The newly developed model has the form of a Fokker Plank equation, and its validity is investigated under different stochastic saturated hydraulic conductivity fields. The Point scale Richards equation for soil water flow, which is a parabolic nonlinear partial differential equation (PDE), is first converted into a linear PDE using the stochastic Liouville equation. Finally, the up scale conservation equation is obtained using the cumulant expansion method. When compared with Monte Carlo simulations, this model yields good agreements. In particular, this up scale model can reproduce the vertical profile of mean soil water content very well. Besides, the results from model application show that the proposed model can explain the role change between rainfall intensity (system input) and variability in saturated hydraulic conductivity (system parameter) in affecting the spatial variability of soil water field as infiltration proceeds. On propose un nouveau modèle stochastique pour un écoulement insaturé dimensionnel de l'eau avec le foyer sur sa structure probabiliste résultant des variatiobns aléatoires dans la conductivité hydraulique saturée. Le modèle nouvellement développé a la forme d'une équation de planche de Fokker, et sa validité est étudiée sous différents champs hydrauliques saturés stochastiques de conductivité. L'équation de Richards d'échelle de notation pour l'écoulement de l'eau de sol, qui est une équation partielle non-linéaire parabolique (PDE), est d'abord convertie en PDE linéaire en utilisant l'équation stochastique de Liouville. En conclusion, l'équation haute de conservation de balance est obtenue en utilisant la méthode cumulant d'expansion. En comparaison avec des simulations de Monte Carlo, ce modèle rapporte de bonnes concordances. En particulier, ceci modèle haut de balance peut reproduire le profil vertical de la teneur en eau moyenne de sol très bien. En outre, les résultats de l'application modèle prouvent que le modèle proposé peut expliquer le changement de rôle entre l'intensité de précipitations (système entré) et la variabilité dans la conductivité hydraulique saturée (paramètre de système) en affectant la variabilité spatiale du gisement de l'eau de sol pendant que l'infiltration procède. En ligne : miksd@hanmail.net, jyyoon@korea.ac.kr