Probabilistic Approach to Precipitation-Runoff Relation in a Mountain Catchment: A Case Study of the Kłodzka Valley in Poland - Publikacja - MOST Wiedzy

Wyszukiwarka

Probabilistic Approach to Precipitation-Runoff Relation in a Mountain Catchment: A Case Study of the Kłodzka Valley in Poland

Abstrakt

On the basis of daily precipitation and discharges recorded in 1974–2013 relations between precipitation and runoff in the Kłodzka Valley (KV) in south-western Poland were analyzed. The degree of synchronicity between them was determined using the bivariate Archimedean copulas. This study aims at identifying and then describe in a probabilistic way the precipitation and runoff relations in the area playing an important role in the formation of water resources, but also particularly exposed to flooding. It was found that isolines of the synchronous occurrence of precipitation and total runoff in the Nysa Kłodzka catchment controlled by gauge Kłodzko had a zonal distribution, with the synchronicity values decreasing from south-east to north-west of the study area. This proves that its eastern part is more hydrologically active, compared to the western part, and as such it determines the amount of water resources of the study area. The decrease in synchronicity is influenced by the type and spatial distribution of precipitation, the structure of water supply, and the geological structure of the study area. Moreover, probabilistic methods applied in this research differ from those used in previous research on the hydrology of KV, as we propose using the copula functions. The method presented can be used to evaluate the availability of water resources in areas playing a key role in their formation on different scales.

Cytowania

  • 6

    CrossRef

  • 0

    Web of Science

  • 6

    Scopus

Autorzy (3)

  • Zdjęcie użytkownika  Dariusz Wrzesiński

    Dariusz Wrzesiński

  • Zdjęcie użytkownika  Leszek Sobkowiak

    Leszek Sobkowiak

Cytuj jako

Pełna treść

pobierz publikację
pobrano 22 razy
Wersja publikacji
Accepted albo Published Version
Licencja
Creative Commons: CC-BY otwiera się w nowej karcie

Słowa kluczowe

Informacje szczegółowe

Kategoria:
Publikacja w czasopiśmie
Typ:
Publikacja w czasopiśmie
Opublikowano w:
Water nr 13, wydanie 9,
ISSN: 2073-4441
ISSN:
2073-4441
Rok wydania:
2021
DOI:
Cyfrowy identyfikator dokumentu elektronicznego (otwiera się w nowej karcie) 10.3390/w13091229
Bibliografia: test
  1. Sitterson, J.; Knightes, C.; Parmar, R.; Wolfe, K.; Muche, M.; Avant, B. An Overview of Rainfall-Runoff Model Types; U.S. Environ- mental Protection Agency: Washington, DC, USA, 2017. otwiera się w nowej karcie
  2. Moradkhani, H.; Sorooshian, S. General Review of Rainfall-Runoff Modeling: Model Calibration, Data Assimilation, and Uncertainty Analysis. In Hydrological Modelling and the Water Cycle; Sorooshian, S., Hsu, K.L., Coppola, E., Tomassetti, B., Verdecchia, M., Visconti, G., Eds.; Springer: Berlin/Heidelberg, Germany, 2009; pp. 1-24. [CrossRef] otwiera się w nowej karcie
  3. Beven, K.J. Rainfall-Runoff Modelling: The Primer, 2nd ed.; Wiley-Blackwell: Hoboken, NJ, USA, 2012; ISBN 978-0-470-71459-1. otwiera się w nowej karcie
  4. Teng, F.; Huang, W.R.; Cai, Y.; Zheng, C.M.; Zou, S.B. Application of Hydrological Model PRMS to Simulate Daily Rainfall Runoff in Zamask-Yingluoxia Subbasin of the Heihe River Basin. Water 2017, 9, 769. [CrossRef] otwiera się w nowej karcie
  5. Zhang, W.-Y. Application of NRCS-CN Method for Estimation of Watershed Runoff and Disaster Risk. Geomat. Nat. Hazards Risk 2019, 10, 2220-2238. [CrossRef] otwiera się w nowej karcie
  6. Water 2021, 13, 1229 14 of 15 otwiera się w nowej karcie
  7. Młyński, D. Analysis of Problems Related to the Calculation of Flood Frequency Using Rainfall-Runoff Models: A Case Study in Poland. Sustainability 2020, 12, 7187. [CrossRef] otwiera się w nowej karcie
  8. Młyński, D.; Wałęga, A. Identification of the Relationship between Rainfall and the CN Parameter in Western Carpathian Mountain Catchments in Poland. Sustainability 2020, 12, 9317. [CrossRef] otwiera się w nowej karcie
  9. Młyński, D.; Wałęga, A.; Książek, L.; Florek, J.; Petroselli, A. Possibility of Using Selected Rainfall-Runoff Models for Determining the Design Hydrograph in Mountainous Catchments: A Case Study in Poland. Water 2020, 12, 1450. [CrossRef] otwiera się w nowej karcie
  10. Bednorz, E.; Wrzesiński, D.; Tomczyk, A.M.; Jasik, D. Classification of Synoptic Conditions of Summer Floods in Polish Sudeten Mountains. Water 2019, 11, 1450. [CrossRef] otwiera się w nowej karcie
  11. Wrona, B. Meteorological and Morphological Conditions of Extreme Precipitation in the Upper and Middle Odra River Basin; Materiały Badawcze, Seria: Meteorologia 41; IMGW: Warszawa, Poland, 2008. (In Polish)
  12. Szalińska, W.; Urban, G.; Otop, I. Assessment of Precipitation Volumes causing Summer Floods in the Middle Odra River Basin. Infrastrukt. Ekol. Teren. Wiej. 2008, 9, 227-238. (In Polish) otwiera się w nowej karcie
  13. Łach, J. The History of Floods in the Kłodzko Land and their Impact on the Direction of Transformation of the Valley Bottoms of the Nysa Kłodzka and Biała Lądecka Rivers. Nauka Przyr. Technol. 2009, 3, 93. (In Polish)
  14. Łach, J. The Role of Torrential Rains and Floods in Modeling the Relief of the Kłodzka Valley and the Western Mountain Ranges of the Eastern Sudetes; Instytut Geografii i Rozwoju Regionalnego Uniwersytet Wrocławski: Wrocław, Poland, 2012; ISBN 978-83-62673-24-7. (In Polish)
  15. Rutkowska, A.; Willems, P.; Niedzielski, T. Relation between Design Floods based on Daily Maxima and Daily Means: Use of the Peak Over Threshold Approach in the Upper Nysa Kłodzka Basin (SW Poland). Geomat. Nat. Hazards Risk 2016, 8, 585-606. [CrossRef] otwiera się w nowej karcie
  16. Niedzielski, T.; Miziński, B. Real-Time Hydrograph Modelling in the Upper Nysa Kłodzka River Basin (SW Poland): A Two-Model Hydrologic Ensemble Prediction Approach. Stoch. Environ. Res. Risk Assess. 2017, 31, 1555-1576. [CrossRef] otwiera się w nowej karcie
  17. Stodolak, R.; Baran, J.; Knap, E. Influence of the Assumed Time Distributions of Rain Variability on the Results of RainFall-Runoff Modeling. Inż. Ekol. 2018, 19, 87-93. (In Polish) [CrossRef] otwiera się w nowej karcie
  18. Jeziorska, J.; Niedzielski, T. Applicability of TOPMODEL in the Mountainous Catchments in the Upper Nysa Kłodzka River Basin (SW Poland). Acta Geophys. 2018, 66, 203-222. [CrossRef] otwiera się w nowej karcie
  19. Olichwer, T. Long-Term Variability of Water Resources in Mountainous Areas: Case Study-Klodzko Region (SW Poland). otwiera się w nowej karcie
  20. Carpathian J. Earth Environ. Sci. 2018, 14, 29-38. [CrossRef] otwiera się w nowej karcie
  21. Perz, A. Characteristics of the Flow Regime of the Kłodzka Valley Rivers. Badania Fizjograficzne Seria A Geografia Fizyczna 2019, 70, 65-83. (In Polish) [CrossRef] otwiera się w nowej karcie
  22. Xing, Z.Q.; Yan, D.H.; Zhang, C.; Wang, G.; Zhang, D.D. Spatial Characterization and Bivariate Frequency Analysis of Precipitation and Runoff in the Upper Huai River Basin, China. Water Resour. Manag. 2015, 29, 3291-3304. [CrossRef] otwiera się w nowej karcie
  23. Perz, A.; Sobkowiak, L.; Wrzesiński, D. Spatial Differentiation of the Maximum River Runoff Synchronicity in the Warta River Catchment, Poland. Water 2020, 12, 1782. [CrossRef] otwiera się w nowej karcie
  24. Sobkowiak, L.; Perz, A.; Wrzesiński, D.; Faiz, M.A. Estimation of the River Flow Synchronicity in the Upper Indus River Basin Using Copula Functions. Sustainability 2020, 12, 5122. [CrossRef] otwiera się w nowej karcie
  25. Kondracki, J. Regional Geography of Poland; Wydawnictwo Naukowe PWN: Warszawa, Poland, 2013. (In Polish)
  26. Solon, J.; Borzyszkowski, J.; Jodłowski, M.; Kistowski, M.; Kot, R.; Krąż, P.; Lechnio, J.; Macias, A.; Majchrowska, A.; Malinowska, E.; et al. Physico-Geographical Mesoregions of Poland: Verification and Adjustment of Boundaries on the Basis of Contemporary Spatial Data. Geogr. Pol. 2018, 91, 143-170. [CrossRef] otwiera się w nowej karcie
  27. Staffa, M. Dictionary of Tourist Geography of the Sudetes. Vol. 15: The Kłodzko Valley and the Upper Nysa Trench; I-BiS: Wrocław, Poland, 1993; pp. 315-318. (In Polish)
  28. Regional Water Management Authority (RZGW) in Wrocław. Development of the Nysa Kłodzka River Balance Catchment Characteristics. 2013. Available online: https://wroclaw.rzgw.gov.pl/files_mce/Planowanie%20w%20gospodarowaniu%20 wodami/charakterystyka_nysa_klodzka.pdf (accessed on 10 March 2021). (In Polish) otwiera się w nowej karcie
  29. Peel, M.C.; Finlayson, B.L.; McMahon, T.A. Updated World Map of the Köppen-Geiger Climate Classification. Hydrol. Earth Syst. Sci. 2007, 11, 1633-1644. [CrossRef] otwiera się w nowej karcie
  30. Wrzesiński, D. Use of Entropy in the Assessment of Uncertainty of River Runoff Regime in Poland. Acta Geophys. 2016, 64, 1825-1839. [CrossRef] otwiera się w nowej karcie
  31. Wrzesiński, D. Flow Regime Patterns and Their Changes. In Management of Water Resources in Poland; otwiera się w nowej karcie
  32. Zeleňáková, M., Kubiak- Wójcicka, K., Negm, A.M., Eds.; Springer Water: Cham, Switzerland, 2021; pp. 163-180. [CrossRef] otwiera się w nowej karcie
  33. Sklar, A. Fonction de re Partition an Dimensions et Leurs Marges; Publications de L Institute de Statistique de l'Université de Paris: Paris, France, 1959; Volume 8, pp. 229-231.
  34. Fan, L.L.; Wang, H.R.; Wang, C.; Lai, W.L.; Zhao, Y. Exploration of Use of Copulas in Analysing the Relationship between Precipitation and Meteorological Drought in Beijing, China. Adv. Meteorol. 2017, 2017, 1-11. [CrossRef] otwiera się w nowej karcie
  35. Akaike, H. A New Look at the Statistical Model Identification. IEEE Trans. Autom. Control. 1974, 19, 716-723. [CrossRef] otwiera się w nowej karcie
  36. Nelsen, R.B. An Introduction to Copulas; Springer: New York, NY, USA, 1999. otwiera się w nowej karcie
  37. Chen, L.; Guo, S. Copulas and Its Application in Hydrology and Water Resources; Springer: Singapore, 2019. [CrossRef] otwiera się w nowej karcie
  38. Genest, C.; Favre, A.-C. Everything You Always Wanted to Know about Copula Modeling but Were Afraid to Ask. J. Hydrol. Eng. 2007, 12, 347-368. [CrossRef] otwiera się w nowej karcie
  39. Zhang, J.; Ding, Z.; You, J. The Joint Probability Distribution of Runoff and Sediment and its Change Characteristics with Multi-Time Scales. J. Hydrol. Hydromech. 2014, 62, 218-225. [CrossRef] otwiera się w nowej karcie
  40. Gu, H.; Yu, Z.; Li, G.; Ju, Q. Nonstationary Multivariate Hydrological Frequency Analysis in the Upper Zhanghe River Basin, China. Water 2018, 10, 772. [CrossRef] otwiera się w nowej karcie
  41. Wrzesiński, D. Uncertainty of Flow Regime Characteristics of Rivers in Europe. Quaest. Geogr. 2013, 32, 43-53. [CrossRef] otwiera się w nowej karcie
  42. Wrzesiński, D.; Sobkowiak, L. Detection of Changes in Flow Regime of Rivers in Poland. J. Hydrol. Hydromech. 2018, 66, 55-64. [CrossRef] otwiera się w nowej karcie
  43. Zhang, Q.; Wang, B.; Li, H. Analysis of Asynchronism-Synchronism of Regional Precipitation in Inter-Basin Water Transfer Areas. Trans. Tianjin Univ. 2012, 18, 384-392. [CrossRef] otwiera się w nowej karcie
  44. Chen, J.; Gu, S.X.; Zhang, T. Synchronous-Asynchronous Encounter Probability Analysis of High-Low Runoff for Jinsha River, China, using Copulas. MATEC Web Conf. 2018, 246, 01094. [CrossRef] otwiera się w nowej karcie
  45. Zhou, N.Q.; Zhao, L.; Shen, X.P. Copula-based Probability Evaluation of Rich-Poor Runoff and Sediment Encounter in Dongting Lake Basin. Sci. Geogr. Sin. 2014, 34, 242-248. (In Chinese) [CrossRef] otwiera się w nowej karcie
  46. You, Q.; Jiang, H.; Liu, Y.; Liu, Z.; Guan, Z. Probability Analysis and Control of River Runoff-sediment Characteristics based on Pair-Copula Functions: The Case of the Weihe River and Jinghe River. Water 2019, 11, 510. [CrossRef] otwiera się w nowej karcie
  47. Ozga-Zielinski, B.; Ciupak, M.; Adamowski, J.; Khalil, B.; Malard, J. Snow-Melt Flood Frequency Analysis by Means of Copula based 2D Probability Distributions for the Narew River in Poland. J. Hydrol. Reg. Stud. 2016, 6, 26-51. [CrossRef] otwiera się w nowej karcie
  48. Plewa, K.; Perz, A.; Wrzesiński, D.; Sobkowiak, L. Probabilistic Assessment of Correlations of Water Levels in Polish Coastal Lakes with Sea Water Level with the Application of Archimedean Copulas. Water 2019, 11, 1292. [CrossRef] otwiera się w nowej karcie
  49. Zhang, B.; Wang, S.; Wang, Y. Probabilistic Projections of Multidimensional Flood Risks at a Convection-Permitting Scale. Water Resour. Res. 2021, 57, 57. [CrossRef] otwiera się w nowej karcie
  50. Liu, Z.; Zhou, P.; Chen, X.; Guan, Y. A Multivariate Conditional Model for Streamflow Prediction and Spatial Precipitation Refinement. J. Geophys. Res. Atmos. 2015, 120. [CrossRef] otwiera się w nowej karcie
  51. Zhang, B.; Wang, S. Probabilistic Characterization of Extreme Storm Surges Induced by Tropical Cyclones. J. Geophys. Res. Atmos. 2021, 126. [CrossRef] otwiera się w nowej karcie
Weryfikacja:
Brak weryfikacji

wyświetlono 58 razy

Publikacje, które mogą cię zainteresować

Meta Tagi