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Catchment response to intense rainfall: Evaluating modelling hypotheses
Hydrological Processes ( IF 2.8 ) Pub Date : 2022-08-09 , DOI: 10.1002/hyp.14676 Paul Astagneau 1 , François Bourgin 1 , Vazken Andréassian 1 , Charles Perrin 1
Hydrological Processes ( IF 2.8 ) Pub Date : 2022-08-09 , DOI: 10.1002/hyp.14676 Paul Astagneau 1 , François Bourgin 1 , Vazken Andréassian 1 , Charles Perrin 1
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Floods resulting from high-intensity rainfall events are known to be difficult to simulate. The catchment response to such events is very heterogeneous due to complex combinations of hydrological processes at fine temporal and spatial scales. The goal of this study is to find a way to inform the structure of a hydrological model on the variability in catchment response to rainfall events. To that end, rainfall intensity was used as a proxy for the activation of fast heterogeneous runoff processes. We developed three hypotheses that increase the versatility of a hydrological model by modifying the volume and temporal distribution of effective rainfall when high-intensity rainfall events occur. These modifications were implemented within the GR5H lumped rainfall–runoff model. The different model versions were run on 229 French catchments where 10 652 flood events were selected. Model performance was assessed considering five groups of catchments, and model performance was also evaluated based on three event characteristics. Results showed that introducing a dynamic dependency of fluxes to rainfall intensities at the hourly time step helps to improve the simulation of floods, especially on Mediterranean catchment areas. Generic values of the additional parameters are proposed to limit the increase in calibration complexity.
中文翻译：
集水区对强降雨的响应：评估建模假设
众所周知，高强度降雨事件导致的洪水难以模拟。由于在精细的时间和空间尺度上水文过程的复杂组合，流域对此类事件的响应非常不均匀。本研究的目的是找到一种方法，让水文模型的结构了解集水区对降雨事件的响应的可变性。为此，降雨强度被用作激活快速异质径流过程的代表。我们提出了三个假设，通过在高强度降雨事件发生时修改有效降雨量和时间分布来增加水文模型的多功能性。这些修改是在 GR5H 集中降雨径流模型中实施的。不同的模型版本在 229 个法国集水区运行，其中选择了 10 652 次洪水事件。模型性能评估考虑了五组流域，模型性能也基于三个事件特征进行了评估。结果表明，在每小时时间步长引入通量对降雨强度的动态依赖性有助于改进洪水模拟，尤其是在地中海集水区。建议使用附加参数的通用值来限制校准复杂性的增加。结果表明，在每小时时间步长引入通量对降雨强度的动态依赖性有助于改进洪水模拟，尤其是在地中海集水区。建议使用附加参数的通用值来限制校准复杂性的增加。结果表明，在每小时时间步长引入通量对降雨强度的动态依赖性有助于改进洪水模拟，尤其是在地中海集水区。建议使用附加参数的通用值来限制校准复杂性的增加。
更新日期：2022-08-09
中文翻译：
集水区对强降雨的响应：评估建模假设
众所周知，高强度降雨事件导致的洪水难以模拟。由于在精细的时间和空间尺度上水文过程的复杂组合，流域对此类事件的响应非常不均匀。本研究的目的是找到一种方法，让水文模型的结构了解集水区对降雨事件的响应的可变性。为此，降雨强度被用作激活快速异质径流过程的代表。我们提出了三个假设，通过在高强度降雨事件发生时修改有效降雨量和时间分布来增加水文模型的多功能性。这些修改是在 GR5H 集中降雨径流模型中实施的。不同的模型版本在 229 个法国集水区运行，其中选择了 10 652 次洪水事件。模型性能评估考虑了五组流域，模型性能也基于三个事件特征进行了评估。结果表明，在每小时时间步长引入通量对降雨强度的动态依赖性有助于改进洪水模拟，尤其是在地中海集水区。建议使用附加参数的通用值来限制校准复杂性的增加。结果表明，在每小时时间步长引入通量对降雨强度的动态依赖性有助于改进洪水模拟，尤其是在地中海集水区。建议使用附加参数的通用值来限制校准复杂性的增加。结果表明，在每小时时间步长引入通量对降雨强度的动态依赖性有助于改进洪水模拟，尤其是在地中海集水区。建议使用附加参数的通用值来限制校准复杂性的增加。
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