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Time-Step Dependency of Infiltration Errors in the HSPF Model / Geurink, Jeffrey S. in Journal of hydrologic engineering, Vol. 11 N°4 (Juillet/août 2006) 

Public ISBD [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