[article]
Titre : |
Hydrologic Modeling of an Eastern Pennsylvania Watershed with NEXRAD and Rain Gauge Data |
Titre original : |
Modélisation Hydrologique d'une Ligne de Partage Orientale de la Pennsylvanie avec NEXRAD et Données de Mesure de Pluie |
Type de document : |
texte imprimé |
Auteurs : |
Kalin, Latif, Auteur ; Hantush, Mohamed M., Auteur |
Année de publication : |
2006 |
Article en page(s) : |
555-569 p. |
Note générale : |
Hydrologie |
Langues : |
Anglais (eng) |
Mots-clés : |
Watershed management Radar Rain gages Hydrologic models Calibration Spatial distribution Pennsylvania Gestion de ligne partage Mesures pluie Modèles hydrologiques Distribution spatiale |
Index. décimale : |
551 Géologie générale. Géodynamique. Géomorphologie. |
Résumé : |
This paper applies the Soil Water Assessment Tool (SWAT) to model the hydrology in the Pocono Creek watershed located in Monroe County, Pa. The calibrated model will be used in a subsequent study to examine the impact of population growth and rapid urbanization in the watershed on the base flow and peak runoff. Of particular interest in this paper is the exploration of potential use of Next Generation Weather Radar (NEXRAD) technology as an alternative source of precipitation data to the conventional surface rain gauges. NEXRAD estimated areal average precipitations are shown to compare well with the gauge measured ones at two climate stations in the study area. Investigation of the spatially distributed NEXRAD precipitation estimates revealed that average annual precipitation can vary spatially as much as 12% in the Pocono Creek watershed. The SWAT model is calibrated and validated for monthly stream flow, base flow, and surface runoff. Hydrographs generated from both gauge and NEXRAD driven model simulations compared well with observed flow hydrographs. Although little effort is spent on daily calibration, model simulations and observed flows were in good agreement at the daily scale as well. Almost similar model efficiency statistics, i.e., mass balance error (MBE), coefficient of determination (R²), and Nash-Sutcliffe efficiency (ENS), were obtained during the calibration period in the gauge and NEXRAD driven simulations. In the validation period, NEXRAD simulations generated higher model efficiencies at the monthly scale. On the other hand, simulations with gauge precipitations resulted in slightly better model efficiencies at the daily time scale. The spatial representation of precipitation did not contribute much to model performance when stream flow at the watershed outlet was the required output. However, the use of NEXRAD technology appears to offer a promising source of precipitation data in addition to currently existing surface gauge measurements. Discussions on new directions in radar-rainfall technology are provided.
Cet Article applique l'outil d'évaluation de l'eau de sol (COUP) pour modeler l'hydrologie dans la ligne de partage de crique de Pocono située dans le comté de Monroe, PA. Le modèle calibré sera employé dans une étude suivante pour examiner l'impact de la croissance de population et de l'urbanisation rapide dans la ligne de partage sur l'écoulement bas d'écoulement et de crête. D'intérêt particulier pour cet article est l'exploration d'une utilité potentielle de prochaine génération Survivent à à la technologie du radar (NEXRAD) comme source alternative de données de précipitation aux mesures extérieures conventionnelles de pluie. NEXRAD a estimé des precipitations moyens régionaux est montré pour rivaliser bien avec la mesure a mesuré ceux à deux stations de climat dans le secteur d'étude. La recherche sur les évaluations dans l'espace distribuées de précipitation de NEXRAD a indiqué que la précipitation annuelle de moyenne peut changer dans l'espace pas moins de 12% dans la ligne de partage de crique de Pocono. Le modèle de COUP est calibré et validé pour l'écoulement mensuel de jet, l'écoulement de base, et les eaux de surface . Les hydrogrammes produits de la mesure et des simulations modèles conduites par NEXRAD ont bien rivalisé avec des hydrogrammes observés d'écoulement. Bien que peu d'effort soit dépensé sur le calibrage quotidien, les simulations modèles et les écoulements observés étaient en bon accord à la balance quotidienne aussi bien. Les statistiques modèles presque semblables d'efficacité, c.-à-d., l'erreur de bilan de matière (MBE), le coefficient de détermination (R²), et d'efficacité de Nash-Sutcliffe (ENS), ont été obtenues pendant la période de calibrage dans la mesure et les simulations conduites par NEXRAD. Dans la période de validation, les simulations de NEXRAD ont produit des efficacités modèles plus élevées à la balance mensuelle. D'autre part, les simulations avec des precipitations de mesure ont eu comme conséquence des efficacités modèles légèrement meilleures à l'échelle de temps quotidienne. La représentation spatiale de la précipitation n'a pas contribué beaucoup à l'exécution modèle quand l'écoulement de jet à la sortie de ligne de partage était le rendement exigé. Cependant, l'utilisation de la technologie de NEXRAD semble offrir une source prometteuse de données de précipitation en plus des mesures extérieures actuellement existantes de mesure. Des discussions sur de nouvelles directions en technologie de précipitations de radar sont fournies.
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En ligne : |
latif@auburn.edu, hantush.mohamed@epa.gov |
in Journal of hydrologic engineering > Vol. 11 N°6 (Novembre/Decembre 2006) . - 555-569 p.
[article] Hydrologic Modeling of an Eastern Pennsylvania Watershed with NEXRAD and Rain Gauge Data = Modélisation Hydrologique d'une Ligne de Partage Orientale de la Pennsylvanie avec NEXRAD et Données de Mesure de Pluie [texte imprimé] / Kalin, Latif, Auteur ; Hantush, Mohamed M., Auteur . - 2006 . - 555-569 p. Hydrologie Langues : Anglais ( eng) in Journal of hydrologic engineering > Vol. 11 N°6 (Novembre/Decembre 2006) . - 555-569 p.
Mots-clés : |
Watershed management Radar Rain gages Hydrologic models Calibration Spatial distribution Pennsylvania Gestion de ligne partage Mesures pluie Modèles hydrologiques Distribution spatiale |
Index. décimale : |
551 Géologie générale. Géodynamique. Géomorphologie. |
Résumé : |
This paper applies the Soil Water Assessment Tool (SWAT) to model the hydrology in the Pocono Creek watershed located in Monroe County, Pa. The calibrated model will be used in a subsequent study to examine the impact of population growth and rapid urbanization in the watershed on the base flow and peak runoff. Of particular interest in this paper is the exploration of potential use of Next Generation Weather Radar (NEXRAD) technology as an alternative source of precipitation data to the conventional surface rain gauges. NEXRAD estimated areal average precipitations are shown to compare well with the gauge measured ones at two climate stations in the study area. Investigation of the spatially distributed NEXRAD precipitation estimates revealed that average annual precipitation can vary spatially as much as 12% in the Pocono Creek watershed. The SWAT model is calibrated and validated for monthly stream flow, base flow, and surface runoff. Hydrographs generated from both gauge and NEXRAD driven model simulations compared well with observed flow hydrographs. Although little effort is spent on daily calibration, model simulations and observed flows were in good agreement at the daily scale as well. Almost similar model efficiency statistics, i.e., mass balance error (MBE), coefficient of determination (R²), and Nash-Sutcliffe efficiency (ENS), were obtained during the calibration period in the gauge and NEXRAD driven simulations. In the validation period, NEXRAD simulations generated higher model efficiencies at the monthly scale. On the other hand, simulations with gauge precipitations resulted in slightly better model efficiencies at the daily time scale. The spatial representation of precipitation did not contribute much to model performance when stream flow at the watershed outlet was the required output. However, the use of NEXRAD technology appears to offer a promising source of precipitation data in addition to currently existing surface gauge measurements. Discussions on new directions in radar-rainfall technology are provided.
Cet Article applique l'outil d'évaluation de l'eau de sol (COUP) pour modeler l'hydrologie dans la ligne de partage de crique de Pocono située dans le comté de Monroe, PA. Le modèle calibré sera employé dans une étude suivante pour examiner l'impact de la croissance de population et de l'urbanisation rapide dans la ligne de partage sur l'écoulement bas d'écoulement et de crête. D'intérêt particulier pour cet article est l'exploration d'une utilité potentielle de prochaine génération Survivent à à la technologie du radar (NEXRAD) comme source alternative de données de précipitation aux mesures extérieures conventionnelles de pluie. NEXRAD a estimé des precipitations moyens régionaux est montré pour rivaliser bien avec la mesure a mesuré ceux à deux stations de climat dans le secteur d'étude. La recherche sur les évaluations dans l'espace distribuées de précipitation de NEXRAD a indiqué que la précipitation annuelle de moyenne peut changer dans l'espace pas moins de 12% dans la ligne de partage de crique de Pocono. Le modèle de COUP est calibré et validé pour l'écoulement mensuel de jet, l'écoulement de base, et les eaux de surface . Les hydrogrammes produits de la mesure et des simulations modèles conduites par NEXRAD ont bien rivalisé avec des hydrogrammes observés d'écoulement. Bien que peu d'effort soit dépensé sur le calibrage quotidien, les simulations modèles et les écoulements observés étaient en bon accord à la balance quotidienne aussi bien. Les statistiques modèles presque semblables d'efficacité, c.-à-d., l'erreur de bilan de matière (MBE), le coefficient de détermination (R²), et d'efficacité de Nash-Sutcliffe (ENS), ont été obtenues pendant la période de calibrage dans la mesure et les simulations conduites par NEXRAD. Dans la période de validation, les simulations de NEXRAD ont produit des efficacités modèles plus élevées à la balance mensuelle. D'autre part, les simulations avec des precipitations de mesure ont eu comme conséquence des efficacités modèles légèrement meilleures à l'échelle de temps quotidienne. La représentation spatiale de la précipitation n'a pas contribué beaucoup à l'exécution modèle quand l'écoulement de jet à la sortie de ligne de partage était le rendement exigé. Cependant, l'utilisation de la technologie de NEXRAD semble offrir une source prometteuse de données de précipitation en plus des mesures extérieures actuellement existantes de mesure. Des discussions sur de nouvelles directions en technologie de précipitations de radar sont fournies.
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En ligne : |
latif@auburn.edu, hantush.mohamed@epa.gov |
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