Abstract The Prairie landscape consists of numerous pothole depressions which produce complex fill-and-spill runoff generation processes that result in intermittent hydrologic connectivity and dynamic contributing areas (DCA). We investigated the effect of including DCA in the modified version of the Soil and Water Assessment Tool (SWAT) model and its implication on future streamflow projection for the pothole dominated Assiniboine River Basin (ARB). The fill-and-spill processes that lead to DCA were captured using a physically-based approach, with a volumetric threshold to reduce the computational demand. Despite the challenges in accurately simulating prairie pothole hydrology, both in terms of timing and volume of runoff, the modified approach improved streamflow modelling performance, and reduced model uncertainty. Further, we evaluated the effects of representing DCA on projecting future streamflow by using eight statistically downscaled CMIP5 GCMs, forced with the RCP4.5 and RCP8.5 scenarios. End of century projections indicate increases in annual precipitation and temperature across the ARB, with decreasing summer precipitation relative to the 1976–2005 baseline period. Compared to the standard SWAT setup that does not allow for DCA, the modified model was found to be more responsive to climatic change with relatively larger projected increases in seasonal and annual flows at the majority of evaluated stations. This advance in DCA modelling will facilitate longer-term large basin-scale simulations that are more representative for the Prairie region.

中文翻译：

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动态贡献区在模拟阿西尼博因河流域对气候变化的水文响应中的应用

摘要 草原景观由许多坑洼洼地组成，这些洼地会产生复杂的填充和溢出径流生成过程，从而导致间歇性水文连通性和动态贡献区 (DCA)。我们调查了在土壤和水评估工具 (SWAT) 模型的修改版本中包含 DCA 的影响及其对坑洼主导的阿西尼博因河流域 (ARB) 未来流量预测的影响。使用基于物理的方法捕获导致 DCA 的填充和溢出过程，并使用体积阈值来减少计算需求。尽管在准确模拟草原坑洼水文方面存在挑战，无论是在径流的时间还是数量方面，修改后的方法都提高了水流建模性能，并降低了模型的不确定性。更多，我们通过使用 8 个统计缩小的 CMIP5 GCM，在 RCP4.5 和 RCP8.5 场景下，评估了代表 DCA 对预测未来水流的影响。世纪末的预测表明整个 ARB 的年降水量和温度增加，相对于 1976-2005 年基线期，夏季降水量减少。与不允许 DCA 的标准 SWAT 设置相比，发现修改后的模型对气候变化更敏感，大多数评估站的季节性和年度流量预计增加相对较大。DCA 建模方面的这一进步将促进对草原地区更具代表性的长期大型流域尺度模拟。强制使用 RCP4.5 和 RCP8.5 方案。世纪末的预测表明整个 ARB 的年降水量和温度增加，相对于 1976-2005 年基线期，夏季降水量减少。与不允许 DCA 的标准 SWAT 设置相比，发现修改后的模型对气候变化更敏感，大多数评估站的季节性和年度流量预计增加相对较大。DCA 建模方面的这一进步将促进对草原地区更具代表性的长期大型流域尺度模拟。强制使用 RCP4.5 和 RCP8.5 方案。世纪末的预测表明整个 ARB 的年降水量和温度增加，相对于 1976-2005 年基线期，夏季降水量减少。与不允许 DCA 的标准 SWAT 设置相比，发现修改后的模型对气候变化更敏感，大多数评估站的季节性和年度流量预计增加相对较大。DCA 建模方面的这一进步将促进对草原地区更具代表性的长期大型流域尺度模拟。与不允许 DCA 的标准 SWAT 设置相比，发现修改后的模型对气候变化更敏感，大多数评估站的季节性和年度流量预计增加相对较大。DCA 建模方面的这一进步将促进对草原地区更具代表性的长期大型流域尺度模拟。与不允许 DCA 的标准 SWAT 设置相比，发现修改后的模型对气候变化更敏感，大多数评估站的季节性和年度流量预计增加相对较大。DCA 建模方面的这一进步将促进对草原地区更具代表性的长期大型流域尺度模拟。