HBV 수문학 모델

HBV hydrology model
풍위강 유역; HBV는 이 배수 분지를 모형화하는 데 사용되어 왔다.

HBV 수문학 모델, 즉 수문학 바이런스 바텐발란사브델링 모델은 하천 방류와 수질 오염을 분석하는 데 사용되는 컴퓨터 시뮬레이션이다. 원래 스칸디나비아에서 사용하기 위해 개발된 [1][2][3]이 수문학적 수송 모델은 또한 대부분의 대륙의 많은 어획물에도 적용되어 왔다.[4][5]

방전 모델링

이것은 HBV의 주요 적용 분야로, 많은 정교함을 거쳤다.[6] 이 절차는 다음과 같은 루틴으로 구성된다.

  • 스노우 루틴
  • 토양 수분 루틴
  • 반응함수
  • 라우팅 루틴

HBV 모델은 모델 매개변수가 상대적으로 적고 강제 입력 요구사항이 최소인 일괄 개념 유역 모델이며, 일반적으로 일일 온도와 일일 강수량이다. 먼저, 눈은 임계 용해 온도(TT 보통 0 °C)와 온도 차이에 대해 등가 녹은 눈을 반사하는 파라미터 CMELT를 정의한 후 계산한다. 그 결과는 표면 유출인 액체 부분과 침투하는 두 번째 부분으로 나뉜다. 둘째, 토양 수분은 초기값과 현장 용량(FC)을 정의한 후 계산한다. 실제 ETPa(Emprootransisation)의 세 번째 계산. 먼저 잠재적 ETP를 찾기 위해 외부 모델(예: Penman)을 사용한 다음 그 결과를 해당 유역의 온도 및 영구적 윌팅 포인트(PWP)에 적합시킨다. 온도 차이(실제 온도 및 월 평균 온도)에 따른 ETP 증가를 반영하는 변수 C. 이 모델은 2개의 저장장치(S1과 S2)가 서로 연결되어 있는 것으로 유역을 고려하여 첫 번째 저장소로 유입되는 것은 침투와 증발량을 계산한 후 초기 침전물로부터 남는 표면 유출량으로 계산된다. 첫 번째 저장장치로부터의 유출은 두 개의 별도 흐름(Q1과 Q2)으로 나뉜다. 여기서 Q1은 사용자가 정의해야 할 특정 임계값 L 이후 촉발되는 빠른 흐름과 Q2 중간 흐름을 나타낸다. 상수 K1은 S1 저장소의 함수로써 유출을 찾는 데 사용된다. Percolation rate를 고려하기 위해 저장소가 S1일 때와 마찬가지로 상수 Kd를 사용한다. 두 번째 저수지에서의 유출은 상수 K2의 지하수 흐름(Q3) 기능과 S2의 저장으로 간주된다. 특정 강우 이벤트에서 생성된 총 흐름은 3개의 흐름의 합이다. 모델의 결과는 나중에 실제 측정된 흐름 값과 비교되며 Nasch 매개변수를 사용하여 다른 매개변수를 변경하여 모델을 교정한다. 모델은 총 9개의 매개변수: TT, Cmelt, FC, C, PWP, L, K1, K2, Kd를 가진다. 모델을 잘 보정하려면 몬테카를로 시뮬레이션 또는 GULT-Method를 사용하여 모델의 매개변수와 불확실성을 적절히 정의하는 것이 좋다. 모델은 상당히 신뢰할 수 있지만, 항상 그렇듯이 좋은 결과를 얻기 위해서는 좋은 입력 데이터의 필요성이 필수적이다. 매개변수 불확실성에 대한 HBV 모델의 민감도는 교정 고유성 및 일부 상태 의존성에 영향을 미치는 중요한 매개변수 상호작용을 밝혀냈다. HBV는 브라질, 중국,[8] 이란,[9] 모잠비크,[10] 스웨덴,[11][12][13] 스위스[14], 짐바브웨를 포함한 전세계 많은 국가에서 배출 모델 제작에 사용되어 왔다.[15] HBV는 지하수 수위와 같은 내부 변수를 시뮬레이션하는 데도 사용되었다.[16] 이 모델은 또한 수문학적 변화 감지 연구와[17] 기후 변화 영향 연구에도 사용되었다.[18][19]

HBV 모델은 여러 버전으로 존재한다. 사용자 친화적인 그래픽 사용자 인터페이스로 교육을 위해 특별히 설계된 한 버전은 HBV 조명이다.[20]

침전물 및 용액 모델링

HBV 모델은 또한 침전물과 용존 고형물의 강물 수송을 시뮬레이션할 수 있다. 리덴은 브라질, 에스토니아, 스웨덴, 짐바브웨에서 질소, 인, 부유 침전물의 수송을 시뮬레이션했다.[21][22]

참고 항목

참조

  1. ^ 1976년 버그스트룀 스칸디나비아 어획물에 대한 개념적 결선 모델 개발 및 적용, SMHI 보고서 RHO 7, Norrköping, 134 pp.
  2. ^ 1995년 버그스트룀 HBV 모델. 인: 싱, V.P. (에드) 유역 수문학의 컴퓨터 모델 수자원 간행물, CO, 하이랜드 랜치, 페이지 443-476.
  3. ^ Bergström, Sten; Lindström, Göran (2015-05-26). "Interpretation of runoff processes in hydrological modelling-experience from the HBV approach". Hydrological Processes. 29 (16): 3535–3545. doi:10.1002/hyp.10510. ISSN 0885-6087.
  4. ^ Oudin, L, Herbieu, F, Michel, C, Perrin, C, Andréassian, V, Anctil, F., Loumagne, 2005. 대량 강우량-유출 모델에 대한 잠재적 증발 입력은? 제2부—강우량-유출 모델링을 위한 단순하고 효율적인 잠재적 증발 모델 제시. 수문학 저널, 303, 290-306[1]
  5. ^ Perrin, C, Michel, C, Andreasian, V. 2001. 많은 수의 매개변수가 모델 성능을 향상시키는가? 429개의 유역에 대한 공통 유역 모델 구조 비교 평가 수문학 저널, 242, 275-301[2]
  6. ^ Lindström, G, Gardelin, M, Johansson, B, Persson, M., Bergström, S. 1997. 분산형 HBV-96 수문학적 모델의 개발 및 시험 수문학 저널 201, 272-288[3]
  7. ^ 아베베, N.A., F.L. Ogden, N. Raj-Pradhan 2010. 개념 HBV 강우량 런오프 모델의 민감도 및 불확실성 분석: 모수 추정에 대한 의미. J. 하이드롤, 389(2010):301-310. [4].
  8. ^ 장, 엑스, 린드스트룀, G. 1996. 스웨덴어와 중국 수문학적 모델의 비교 연구 수자원 게시판, 32, 985-994.[5]
  9. ^ M.D. M.D. Masih, I, Uhlenbrook, S, Ahmad, M.D., Maskey, 2008. 유량 지속 곡선의 유사성에 기초한 개념적 강우유출 모델의 지역화: 이란 카르흐 강 유역의 사례 연구 지구 물리학 연구 개요, SREF-ID: 1607-7962/gra/EGU2008-A-00226.[6]
  10. ^ 앤더슨, L, 헬스트룀, S.S., 켈스트룀, E., 로스 los, K., 루푸카넨, M. 새뮤얼슨, P., 윌크, J. 모델링 보고서: 기후 변화가 풍우 배수 유역의 수자원에 미치는 영향. SMHI 보고서 2006-41, Norrköping, 92 pp.[7][permanent dead link]
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  16. ^ 시버트, J, 2000년 유전자 알고리즘을 사용한 개념적 강우량-유출 모델의 다중 기준 교정. 수문학 및 지구시스템과학, 4(2), 215-224. [11]
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  19. ^ Teutschbein, C.; Sponseller, R. A.; Grabs, T.; Blackburn, M.; Boyer, E. W.; Hytteborn, J. K.; Bishop, K. (November 2017). "Future Riverine Inorganic Nitrogen Load to the Baltic Sea From Sweden: An Ensemble Approach to Assessing Climate Change Effects". Global Biogeochemical Cycles. 31 (11): 1674–1701. doi:10.1002/2016gb005598. ISSN 0886-6236.
  20. ^ Seibert, Jan; Vis, Marc (2012). "Teaching hydrological modelling with a user-friendly catchment-runoff-model software package". Hydrol. Earth Syst. Sci. 16 (9): 3315–3325. doi:10.5194/hess-16-3315-2012.
  21. ^ Lidén, R, 재료 운송 평가를 위한 개념적 유출 모델, 박사 논문, Lund University, Lund, 스웨덴(2000)
  22. ^ Lidén, R, Harlin, J, Karlsson, M. 그리고 Rahmberg, 2001. 짐바브웨 오드지 강에 있는 미세한 퇴적물의 수문학적 모델링. 워터 SA, 27, 303-315[12][permanent dead link]

외부 링크