Abstract
Summary A fully-distributed, multi-physics, multi-scale hydrologic and hydraulic modeling system, WRF-Hydro, is used to assess the potential for skillful flood forecasting based on precipitation inputs derived from the Weather Research and Forecasting (WRF) model and the EUMETSAT Multi-sensor Precipitation Estimates (MPEs). Similar to past studies it was found that WRF model precipitation forecast errors related to model initial conditions are reduced when the three dimensional atmospheric data assimilation (3DVAR) scheme in the WRF model simulations is used. A comparative evaluation of the impact of MPE versus WRF precipitation estimates, both with and without data assimilation, in driving WRF-Hydro simulated streamflow is then made. The ten rainfall–runoff events that occurred in the Black Sea Region were used for testing and evaluation. With the availability of streamflow data across rainfall–runoff events, the calibration is only performed on the Bartin sub-basin using two events and the calibrated parameters are then transferred to other neighboring three ungauged sub-basins in the study area. The rest of the events from all sub-basins are then used to evaluate the performance of the WRF-Hydro system with the calibrated parameters. Following model calibration, the WRF-Hydro system was capable of skillfully reproducing observed flood hydrographs in terms of the volume of the runoff produced and the overall shape of the hydrograph. Streamflow simulation skill was significantly improved for those WRF model simulations where storm precipitation was accurately depicted with respect to timing, location and amount. Accurate streamflow simulations were more evident in WRF model simulations where the 3DVAR scheme was used compared to when it was not used. Because of substantial dry bias feature of MPE, as compared with surface rain gauges, streamflow derived using this precipitation product is in general very poor. Overall, root mean squared errors for runoff were reduced by 22.2% when hydrological model calibration is performed with WRF precipitation. Errors were reduced by 36.9% (above uncalibrated model performance) when both WRF model data assimilation and hydrological model calibration was utilized. Our results also indicated that when assimilated precipitation and model calibration is performed jointly, the calibrated parameters at the gauged sites could be transferred to ungauged neighboring basins where WRF-Hydro reduced mean root mean squared error from 8.31 m3/s to 6.51 m3/s.
Highlights
Şiddetli yağış ve taşkın oluşumu gibi uç hava olaylarının iklimin ısınması ile beraber çok daha sık olacağı öngörülmektedir
Bu sonuçlar da gösteriyor ki, daha şiddetli yağış olayları meydana gelirken taşkın riskide artmaktadır
Hidrolojik tahminler, karar vericiler için yukarıda bahsedilen taşkın zararlarını önleyici tedbirlerin alınmasında hızla artan bir öneme sahiptirler.Yağış ölçümlerini temel alan geleneksel taşkın erken uyarı sistemleri, taşkınların zararlarına karşı alınacak tedbirlerin hazırlanmasında yeterli kalmamaktadırlar
Summary
Bir taşkın tahmin sisteminin değerlendirilmesi:Nümerik hava tahmin modeli, veri asimilasyonu ve uydu yağışlarının kullanımı. SHT ler ile önceden tahmin edilen şiddetli yağışlar bir hidrolojik model içinde kullanılarak taşkın akımları üretilir. Bölgesel SHT modellerinin yağış tahmin performanslarını artırmada model içinde veri asimilasyonu ve yüksek çözünürlüklü kara yüzeyi modeli kullanımı çok önemlidir. Bir taşkın tahmin sisteminin değerlendirilmesi:Nümerik hava tahmin modeli, veri asimilasyonu ve uydu yağışlarının kullanılması yağış değerleride taşkın simülasyonları için hidrolojik modelde kullanılmıştır. Bu çalışma ile kısmen dağlık bir topografik yapıya sahip olan Batı Karadeniz Havzasında gözlemlenen şiddetli yağış olayları ve bu yağışlar sonucu oluşan taşkınların bir hidrometeorolojik model ve uzaktan algılamalı yağış verisi kullanımları ile incelenmesi hedeflenmiştir. Bölgesel orta-ölçekli kara yüzeyi-atmosfer modeli ile elde edilen yüzey ve atmosferik değişkenlerin grid tabanlı ve tam dağılımlı fiziksel bir hidrolojik modelde kullanılması ile yüzey ve nehir akışları şiddetli olaylar için belirlenmiştir. Atmosfer-kara yüzeyi ve hidrolojik süreçlerin birleştirilmesiyle bölgesel boyutta şiddetli hava olaylarından sonuçlanabilecek taşkın olayları incelenmiştir
Talk to us
Join us for a 30 min session where you can share your feedback and ask us any queries you have
Disclaimer: All third-party content on this website/platform is and will remain the property of their respective owners and is provided on "as is" basis without any warranties, express or implied. Use of third-party content does not indicate any affiliation, sponsorship with or endorsement by them. Any references to third-party content is to identify the corresponding services and shall be considered fair use under The CopyrightLaw.