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Snowpack disrupts relationship between young water fraction and isotope amplitude ratio; approximately one fifth of mountain streamflow less than one year old
Hydrological Processes ( IF 2.8 ) Pub Date : 2020-09-20 , DOI: 10.1002/hyp.13914 Éowyn M.S. Campbell 1 , Igor Pavlovskii 1 , M. Cathryn Ryan 1
Hydrological Processes ( IF 2.8 ) Pub Date : 2020-09-20 , DOI: 10.1002/hyp.13914 Éowyn M.S. Campbell 1 , Igor Pavlovskii 1 , M. Cathryn Ryan 1
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Previous “fraction of young water” (Fyw) estimates based on relative annual isotopic amplitudes in precipitation (Ap) and streamflow (As) produced low Fyw values in mountain catchments, which is contrary to extensive research that reports rapid water transmission in mountains. This study investigated this discrepancy by testing the effect of snow accumulation on the model that underpins the Fyw method. A Monte‐Carlo analysis of simulations for 20,000 randomly‐generated catchment model configurations used 10 years of precipitation inputs for the Upper Elbow River catchment in the Rocky Mountains (Alberta, Canada) to model discharge with and without snowpack storage of winter precipitation. Neither direct nor modified precipitation input produced a 1:1 relationship between As/Ap and Fyw, undermining the applicability of the original Fyw method in mountain watersheds with large seasonal snow accumulation. With snowpack‐modified input a given As/Ap ratio corresponds to a range of Fyw values, which can still provide semi‐quantitative information. In the small (435 km2) Elbow River catchment a Fyw range of 7–23% supports previous findings of rapid transmission in mountain catchments. Further analysis showed that the improved discharge prediction (Nash–Sutcliffe efficiency > 0.9) correlates with higher Fyw values and demonstrated that the interannual shifts in δ18O can be used to estimate of new water (<1 year) fraction in winter streamflow, and the estimate of 20% for the Elbow River further supports rapid transmission in mountain catchments.
中文翻译：
积雪破坏了幼水分数与同位素振幅比之间的关系；不到一年的山间溪流的大约五分之一
上一页（“年轻的水分数” ˚F YW）估计基于相对年度同位素幅度降水（一p）和径流（一小号生产）低˚F YW山区流域的价值观，这是违背了广泛的研究认为报告快速输水在山上。这项研究通过测试积雪对支持F yw的模型的影响来调查这种差异方法。蒙特卡洛对20,000个随机生成的流域模型配置的模拟的蒙特卡洛分析使用落基山脉（加拿大艾伯塔省）上肘河流域的十年降水输入，以模拟有无积雪储存冬季降水的流量。既不直接也不改性沉淀输入产生的1：1之间关系甲小号/甲p和˚F YW，破坏原始的适用性˚F YW在山方法与大季节性积雪流域。使用雪堆修改的输入时，给定的A s / A p比对应于F的范围yw值，仍可以提供半定量信息。在肘河小流域（435 km 2），F yw范围为7–23％，这支持了先前在山区流域快速传播的发现。进一步的分析表明，改进的放电预测（纳什-萨克利夫效率> 0.9）相关因素具有较高˚F YW值，并表明在δ际偏移18 O可以被用于在冬季水流来估计的新的水（<1岁）级分，肘河的20％估算值进一步支持了山区流域的快速输送。
更新日期：2020-09-20
中文翻译：
积雪破坏了幼水分数与同位素振幅比之间的关系；不到一年的山间溪流的大约五分之一
上一页（“年轻的水分数” ˚F YW）估计基于相对年度同位素幅度降水（一p）和径流（一小号生产）低˚F YW山区流域的价值观，这是违背了广泛的研究认为报告快速输水在山上。这项研究通过测试积雪对支持F yw的模型的影响来调查这种差异方法。蒙特卡洛对20,000个随机生成的流域模型配置的模拟的蒙特卡洛分析使用落基山脉（加拿大艾伯塔省）上肘河流域的十年降水输入，以模拟有无积雪储存冬季降水的流量。既不直接也不改性沉淀输入产生的1：1之间关系甲小号/甲p和˚F YW，破坏原始的适用性˚F YW在山方法与大季节性积雪流域。使用雪堆修改的输入时，给定的A s / A p比对应于F的范围yw值，仍可以提供半定量信息。在肘河小流域（435 km 2），F yw范围为7–23％，这支持了先前在山区流域快速传播的发现。进一步的分析表明，改进的放电预测（纳什-萨克利夫效率> 0.9）相关因素具有较高˚F YW值，并表明在δ际偏移18 O可以被用于在冬季水流来估计的新的水（<1岁）级分，肘河的20％估算值进一步支持了山区流域的快速输送。
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