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A Practical, Objective, and Robust Technique to Directly Estimate Catchment Response Time
Water Resources Research ( IF 5.4 ) Pub Date : 2020-12-20 , DOI: 10.1029/2020wr028201
G. Giani 1 , M. A. Rico‐Ramirez 1 , R. A. Woods 1
Affiliation  

Methodologies to estimate the response time of a catchment to new rainfall inputs based on rainfall and streamflow observations require the analyst to make a number of uncertain and subjective steps. Moreover, these methods make the assumption that the water producing the discharge peak fell in the last rainfall event, which does not necessary apply to all the environments and conditions. Hence, here we present a practical, objective, and robust method to estimate catchment response time (Tr) based on hourly rainfall and streamflow time series only, which removes most of the sources of uncertainties arising from current methodologies by restating the conceptual hypothesis and minimizing the user’s choices. The proposed method, used originally in the field of economics to assess the temporal correlation between two variables, has been adapted to be used for the first time in the field of hydrology. The method does not make any assumption about the rainfall‐runoff transformation (no hydrograph separation needed), does not require event selection or parameter estimation, and it is easily reproducible. The above features make the proposed method a useful tool even under different hypothesis regarding the hydrograph water age. The method agrees well with the traditionally used method to estimate Tr from observed hyetographs and hydrographs (Spearman rank correlation r = 0.82). The proposed method gives robust results for relatively short records, and works in presence of noise and bias in the time series.

中文翻译:

一种实用,客观且可靠的技术来直接估算集水区响应时间

根据降雨和水流观测值估算集水区对新降雨输入的响应时间的方法要求分析人员采取一些不确定和主观的步骤。此外,这些方法假设在最后一次降雨事件中产生排放峰值的水下降了,但这并不一定适用于所有环境和条件。因此,在这里,我们提出一种实用,客观且可靠的方法,仅根据每小时降雨和水流时间序列估算集水区响应时间(Tr),通过重新提出概念假设并最小化,从而消除了当前方法学产生的大部分不确定性来源用户的选择。所提出的方法最初用于经济学领域,用于评估两个变量之间的时间相关性,已被修改为在水文学领域中首次使用。该方法无需对降雨-径流转换进行任何假设(不需要水位图分离),不需要事件选择或参数估计,并且易于重现。上述特征使得所提出的方法即使在关于水位线水龄的不同假设下也成为有用的工具。该方法与传统上使用的从观测的水文图和水文图估算Tr的方法非常吻合(Spearman等级相关系数r = 0.82)。所提出的方法对于较短的记录给出了可靠的结果,并且在时间序列中存在噪声和偏差的情况下也可以工作。不需要事件选择或参数估计,并且很容易重现。上述特征使得所提出的方法即使在关于水位线水龄的不同假设下也成为有用的工具。该方法与传统上使用的从观测的水文图和水文图估算Tr的方法非常吻合(Spearman等级相关系数r = 0.82)。所提出的方法对于较短的记录给出了可靠的结果,并且在时间序列中存在噪声和偏差的情况下也可以工作。不需要事件选择或参数估计,并且很容易重现。上述特征使得所提出的方法即使在关于水位线水龄的不同假设下也成为有用的工具。该方法与传统上使用的从观测的水文图和水文图估算Tr的方法非常吻合(Spearman等级相关系数r = 0.82)。所提出的方法对于较短的记录给出了可靠的结果,并且在时间序列中存在噪声和偏差的情况下也可以工作。82)。所提出的方法对于较短的记录给出了可靠的结果,并且在时间序列中存在噪声和偏差的情况下也可以工作。82)。所提出的方法对于较短的记录给出了可靠的结果,并且在时间序列中存在噪声和偏差的情况下也可以工作。
更新日期:2021-02-08
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