Vliv deskriptorů povodí na simulační účinnost modelu na nepozorovaných povodích

Bc. Adéla Uhrová

Master's thesis

The influence of catchment descriptors on model simulation efficiency on ungauged catchments

Abstract:

Cílem této práce byla analýza vlivu výběru deskriptorů povodí na regionalizační proces využívající fyzikální podobnosti povodí. To zahrnovalo výběr souboru povodí a sestavení souboru jejich deskriptorů, výběr modelu a hodnotících kritérií simulační účinnosti kalibrace a validace modelu, provedení regionalizační studie využívající přístup fyzikální podobnosti povodí a posouzení vlivu použitých hodnotících kritérií na výběr optimálních deskriptorů povodí. Pro naplnění cíle práce byl použit datový soubor MOPEX (Model Parameter Estimation Experiment) pro 176 nepozorovaných povodí u USA. Byl vybrán konceptuální model GR4J (Mode'le du Ge´nie Rural a' 4 parame'tres Journalier) s optimalizačním algoritmem fitByDE založeným na diferenciální evoluci a byla stanovena tři následující hodnotící kritéria: koeficient účinnosti Nash Sutcliffe a dvě jeho modifikace, jedna využívá druhých odmocnin měřených a simulovaných odtoků pro výpočet kritéria (NSsqr) a druhá logaritmů měřených a simulovaných odtoků pro výpočet kritéria (NSlog). Hydrologická regionalizace byla provedena pomocí přístupu založeného na fyzikální podobnosti povodí. K vyhledávání deskriptorově nejpodobnějších povodí byla použita metoda RAS (Rank-accumulated similarity method). Z vybraného souboru deskriptorů poskytovaly nejlepší výsledky průměrná nadmořská výška a souřadnice těžiště povodí. Hodnotící kritérium nemá na výběr deskriptorů velký vliv, protože výsledky byly velmi podobné pro všechna použitá hodnotící kritéria.

Abstract:

The main goal of this thesis was to analyze of the catchment descriptors selection on the regionalization process using catchment physical similarity. That required a selection of catchments and creating a collection of their deskriptors, a choice of a model and evaluating simulation standards of the calibration efficiency and the model validation, execution of a regionalization study using an approach that was based on the catchment physical similarity and assessing influence of the validation standards which were used to choose optimal descriptors of catschments. To meet the goal of this thesis was picked a data file MOPEX (Model Parameter Estimation Experiment) for 176 catchments in the U.S.A.. As a conceptual model was chosen GR4J (Mode'le du Ge´nie Rural a' 4 parame'tres Journalier) with optimisation algorithm fitByDE based on differential evolution and following criteria were made: Nash-Sutcliffe efficiency coefficient and its two modifications, one using square roots measured and simulated discharges for calculation the NSsqr and the second one is using logarithms of measured and simulated discharges for calculation the Nslog. Hydrological regionalization was executed using an approach based on physical similarities of catchments. To find the most similar catchment the RAS (Rank-accumulated similarity method) method was used. From the selection of descriptors provide the best results average altitude and coordinates of the centre of gravity of the catchment. The evaluation criteria has a great influence on the choice of descriptors, because the results were very similar for all the evaluation criteria.

Keywords

nepozorované povodí, deskriptor povodí, konceptuální model

Keywords

ungauged catchment, catchment descriptor, conceptual model

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 19. 4. 2016

Thesis defence

• Supervisor: Ing. Martin Heřmanovský, Ph.D.

Czech University of Life Sciences Prague

Faculty of Environmental Sciences

Master programme / field:
Landscape Engineering / Water in the Landscape