Porovnání vybraných kalibračních strategií z hlediska simulační účinnosti modelu GR4J

Jana Liščáková

Bachelor's thesis

Comparison of selected calibration strategies in terms of simulation efficiency of the GR4J model

Abstract:

Kvalita simulace hydrologického modelu se odvíjí od kvality dat, které byly použity pro jeho kalibraci. Jako vstupní data pro kalibraci se používají časové řady pozorovaného odtoku, které nemusí být vždy dostupné nebo dostatečné z hlediska jejich délky a kvality. Pokud tato situace nastane, řešením může být provedení kalibrace modelu na základě odvozených hydrologických charakteristik. Cílem této bakalářské práce je porovnat kalibrační strategii založenou na pozorovaných datech a kalibraci na odvozených hydrologických charakteristikách. Jako vstupní data bylo vybráno 20 povodí z projektu MOPEX situovaných v USA. Byli vybráni zástupci jak aridních povodí, tak humidních povodí. Použit byl čtyřparametrový francouzský srážko-odtokový model GR4J, který počítá celkový odtok v denním časovém kroku. Přestože hydrologické charakteristiky byly odvozeny z poměrně krátké časové řady dat, účinnost simulací na humidních povodích modelem kalibrovaným na hydrologické charakteristiky se blížila účinnosti simulací modelu kalibrovaném na pozorovaná data. Kvalita simulací na aridních povodích potom prokázala mírný pokles simulační účinnosti modelu při kalibraci na pozorovaná data a velmi výrazný pokles při kalibraci na hydrologické charakteristiky ve všech případech.

Abstract:

The quality of the simulation of the hydrological model depends on the quality of the data that were used for its calibration. Time series of the observed runoff are used as input data for the calibration, which may not always be available or sufficient in terms of their length and quality. If this situation occurs, the solution may be to calibrate the model based on the derived hydrological characteristics. The aim of this bachelor thesis is to compare a calibration strategy based on observed data and calibration on derived hydrological characteristics. As input data, 20 river basins from MOPEX river basins located in the USA were selected. Representatives of both arid and humid basins were selected. A four-parameter French precipitation-runoff model GR4J was used, which calculates the total runoff in a daily time step. Although the hydrological characteristics were derived from a relatively short time series of data, the effectiveness of the simulations in humid river basins with a model calibrated for hydrological characteristics was close to the effectiveness of the simulations of a model calibrated for the observed data. The quality of simulations in arid river basins then showed a slight decrease in the simulation efficiency of the model when calibrated to the observed data and a very significant decrease when calibrated to hydrological characteristics in all cases.

Keywords

konceptuální model, kalibrace, m-denní vody

Keywords

conceptual model, calibration, flow duration curves

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 31. 3. 2021

Thesis defence

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

Czech University of Life Sciences Prague

Faculty of Environmental Sciences

Bachelor programme / field:
Landscaping / Landscape Technical and Administration Services