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Three different models to evaluate water discharge: An application to a river section at Vinh Tuy location in the Lo river basin, Vietnam
Journal of Hydro-environment Research ( IF 2.4 ) Pub Date : 2021-12-14 , DOI: 10.1016/j.jher.2021.12.002
Chien Pham Van 1 , Giang Nguyen–Van 1
Affiliation  

This study presents three different models, namely power-law rating curve, one-dimensional lateral distribution method (1D–LDM), and gated recurrent network (GRU) model that can be applied to evaluate water discharge from water surface elevation time-series in a river cross-section for a long time period. A river section at Vinh Tuy location on the Lo river basin (Vietnam) is used to demonstrate the models. Appropriate values of modelling parameters are carefully determined using (i) the daily observed discharge values collected in the period from 2012 to 2018 and (ii) five error estimates for quantitatively assessing the agreement between estimated and observed water discharges. The results showed that all three models reproduced very well the observed discharge values, with root mean square error and mean absolute error, as well as mean error of discharge, are only about 5.5% of the maximum value of discharge monitoring in the studied cross-section, while Nash–Sutcliffe efficiency and Pearson’s correlation coefficient are greater than 0.89. The models are then applied to evaluate discharge values in the studied cross-section for the period from 1972 to 2011, revealing that statistical indicators, i.e. mean value, standard derivation, and covariance of estimated water discharge, are consistent with those obtained from the observations. Among three investigated models, the GRU model was finally proved to be the best one, providing even better results than the 1D-LDM and power-law rating curve.



中文翻译:

评估排水量的三种不同模型:在越南罗河流域 Vinh Tuy 河段的应用

本研究提出了三种不同的模型,即幂律评级曲线、一维横向分布方法 (1D-LDM) 和门控循环网络 (GRU) 模型,可用于评估水面高程时间序列中的排水量。很长一段时间的河流横截面。使用位于 Lo 河流域(越南)Vinh Tuy 的河段来演示模型。建模参数的适当值是使用 (i) 2012 年至 2018 年期间收集的每日观测排放值和 (ii) 五个误差估计值仔细确定的,用于定量评估估计和观察到的排水量之间的一致性。结果表明,所有三个模型都很好地再现了观察到的流量值,均方根误差和平均绝对误差,以及流量的平均误差,仅为研究断面流量监测最大值的5.5%左右,而Nash-Sutcliffe效率和Pearson相关系数均大于0.89。然后应用模型对1972年至2011年期间研究断面的排放值进行评估,揭示统计指标,即估计出水量的平均值、标准导数和协方差,与观察所得的数据一致。 . 在三个被调查的模型中,GRU 模型最终被证明是最好的模型,提供了比 1D-LDM 和幂律评级曲线更好的结果。而 Nash-Sutcliffe 效率和 Pearson 相关系数均大于 0.89。然后应用模型对1972年至2011年期间研究断面的排放值进行评估,揭示统计指标,即估计出水量的平均值、标准导数和协方差,与观察所得的数据一致。 . 在三个被调查的模型中,GRU 模型最终被证明是最好的模型,提供了比 1D-LDM 和幂律评级曲线更好的结果。而 Nash-Sutcliffe 效率和 Pearson 相关系数均大于 0.89。然后应用模型对1972年至2011年期间研究断面的排放值进行评估,揭示统计指标,即估计出水量的平均值、标准导数和协方差,与观察所得的数据一致。 . 在三个被调查的模型中,GRU 模型最终被证明是最好的模型,提供了比 1D-LDM 和幂律评级曲线更好的结果。与观察所得的结果一致。在三个被调查的模型中,GRU 模型最终被证明是最好的模型,提供了比 1D-LDM 和幂律评级曲线更好的结果。与观察所得的结果一致。在三个被调查的模型中,GRU 模型最终被证明是最好的模型,提供了比 1D-LDM 和幂律评级曲线更好的结果。

更新日期:2021-12-16
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