Πλοήγηση

Μοντέλο ομοιοθεσίας υετογραφήματος καταιγίδας

Koutsoyiannis, D., and E. Foufoula-Georgiou, A scaling model of storm hyetograph, Water Resources Research, 29 (7), 2345–2361, 1993.

[Μοντέλο ομοιοθεσίας υετογραφήματος καταιγίδας]

[doc_id=46]

[Αγγλικά]

Η εμπειρική ανάλυση υποδεικνύει ότι οι στατιστικές ιδιότητες των καταιγίδων σε μια θέση μέσα σε μια ομογενή εποχή εξαρτώνται από τη διάρκεια βροχής με ένα σαφή τρόπο. Για την εξήγηση αυτής της εξάρτησης υποτέθηκε ένα μοντέλο απλής ομοιοθεσίας (simple scaling model) για την ένταση βροχής κατά τη διάρκεια μιας καταιγίδας. Το μοντέλο στηρίζεται στη θεωρία των αυτο-όμοιων στοχαστικών ανελίξεων. Αποδεικνύεται τόσο με θεωρητικές όσο και με εμπειρικές μεθόδους ότι μπορεί να εξηγήσει σε ικανοποιητικό βαθμό την παρατηρημένη στατιστική δομή κατά τη διάρκεια των καταιγίδων παρέχοντας έτσι μια αποτελεσματική παραμετροποίηση των καταιγίδων που αντιστοιχούν σε μεταβαλλόμενες ολικές διάρκειες και ολικά ύψη. Αυτό το μοντέλο απλής ομοιοθεσίας είναι συμβιβαστό με την έννοια των αδιαστατοποιημένων αθροιστικών καμπυλών (ήτοι των καμπυλών κανονικοποιημένου αθροιστικού ύψους βροχής συναρτήσει του κανονικοποιημένου χρόνου από την έναρξη της καταιγίδας) οι οποίες χρησιμοποιούνται ευρέως σε μελέτες υδρολογικού σχεδιασμού. Επιπλέον, το μοντέλο προσφέρει μια καλή θεωρητική βάση για την μαθηματική (στοχαστική) περιγραφή και την παραμετροποίηση αυτών των καμπυλών, που ως τώρα ορίζονταν μόνο εμπειρικά. Στην εργασία αποδεικνύεται ότι τα δημοφιλή στάσιμα μοντέλα περιγραφής της έντασης βροχής, σε αντίθεση με το προτεινόμενο μοντέλο, δεν μπορούν να εξηγήσουν την εξάρτηση των στατιστικών χαρακτηριστικών της καταιγίδας από τη διάρκειά της, ούτε είναι συμβιβαστά με την έννοια των αδιαστατοποιημένων αθροιστικών καμπυλών.

Το πλήρες κείμενο διατίθεται μόνο στο δίκτυο του ΕΜΠ λόγω νομικών περιορισμών

Βλέπε επίσης: http://dx.doi.org/10.1029/93WR00395

Εργασίες μας που αναφέρονται σ' αυτή την εργασία:

1. Koutsoyiannis, D., A stochastic disaggregation method for design storm and flood synthesis, Journal of Hydrology, 156, 193–225, 1994.
2. Koutsoyiannis, D., and D. Pachakis, Deterministic chaos versus stochasticity in analysis and modeling of point rainfall series, Journal of Geophysical Research-Atmospheres, 101 (D21), 26441–26451, 1996.
3. Koutsoyiannis, D., A generalized mathematical framework for stochastic simulation and forecast of hydrologic time series, Water Resources Research, 36 (6), 1519–1533, 2000.
4. Koutsoyiannis, D., and N. Mamassis, On the representation of hyetograph characteristics by stochastic rainfall models, Journal of Hydrology, 251, 65–87, 2001.
5. Koutsoyiannis, D., C. Onof, and H. S. Wheater, Multivariate rainfall disaggregation at a fine timescale, Water Resources Research, 39 (7), 1173, doi:10.1029/2002WR001600, 2003.

Άλλες εργασίες που αναφέρονται σ' αυτή την εργασία:

1. #de Michele, C. and R. Rosso, Self-similarity as a physical basis for regionalization of flood probabilities, U.S.- Italy Research Workshop on the Hydrometeorology, Impacts, and Management of Extreme Floods, Perugia, Italy, 1995.
2. Foufoula-Georgiou, E., and W. Krajewski, Recent advances in rainfall modeling, estimation, and forecasting, Reviews of Geophysics, 33(Pt2 SS), 1125-1137, 1995.
3. Burlando, P., and R. Rosso, Scaling and multiscaling models of depth-duration-frequency curves for storm precipitation, Journal of Hydrology, 187(1-2), 45-64, 1996.
4. Krzysztofowicz, R., and T. A. Pomroy, Disaggregative invariance of daily precipitation, Journal of Applied Meteorology, 36(6), 721-734, 1997.
5. Robinson, J.S., and M. Sivapalan, Temporal scales and hydrological regimes: Implications for flood frequency scaling, Water Resources Research, 33(12), 2981-2999, 1997.
6. Verhoest, N., P.A. Troch, and F.P. deTroch, On the applicability of Bartlett-Lewis rectangular pulses models in the modeling of design storms at a point, Journal of Hydrology, 202(1-4), 108-120, 1997.
7. Arnaud, P., and J. Lavabre, Using a stochastic model for generating hourly hyetographs to study extreme rainfalls, Hydrological Sciences Journal, 44(3), 433-446, 1999.
8. Veneziano, D., and P. Villani, Best linear unbiased design hyetograph, Water Resources Research, 35(9), 2725-2738, 1999.
9. Menabde, M., and M. Sivapalan, Modeling of rainfal time series using bounded random cascades and Levy-stable distributions, Water Resources Research, 36(11), 3293-3300, 2000.
10. Heneker, T.H., M.F. Lambert and G. Kuczera, A point rainfall model for risk-based design, Journal of Hydrology, 247, 54-71, 2001.
11. Cheng, K.S., I. Hueter, E.C. Hsu, and H.C. Yeh, A scale-invariant Gauss-Markov model for design storm hyetographs, Journal of the American Water Resources Association, 37(3), 723-736, 2001.
12. de Michele, C., N.T. Kottegoda, and R. Rosso, IDAF (intensity-duration-area frequency) curves of extreme storm rainfall: a scaling approach, Water Science and Technology, 45 (2), 83-90, 2002.
13. Olsson, J., and P. Burlando, Reproduction of temporal scaling by a rectangular pulses rainfall model, Hydrological Processes, 16(3), 611-630, 2002.
14. Frost, A., G. Kuczera, S. Jennings, M. Lambert and M. Thyer, Incorporating Long-term Climate Variability into a Short-timescale Rainfall Model Using a Hidden State Markov Model, Australian Journal of Water Resources, 6(1), 63-70, 2002.
15. de Michele, C., and G. Salvadori, A Generalized Pareto intensity-duration model of storm rainfall exploiting 2-Copulas, J. Geophys. Res.-Atmos., 108 (D2), art. no. 4067, 2003.
16. Asquith, W.H., J.R. Bumgarner, and L.S. Fahlquist, A triangular. model of dimensionless runoff producing rainfall hyetographs in Texas, Journal of the American Water Resources Association, 39(4), 911-921, 2003.
17. #Strauss, P., F. Konecny and S. Zach, RAINGEN 1.0, A system for generating internal rainfall structure of rainfall events, Institute for Land and Water Management, Austria & Institute for Soil Science, Austria, 2003.
18. #Steinhorst, H., C. Simmer and H.D. Schilling, A Statistical-Dynamic Analysis of Precipitation Data with High Temporal Resolution, Dynamics of Multiscale Earth Systems, H.J. Neugebauer and C. Simmer, Springer, 337-350, 2003.
19. #Frost, A.J., R. Srikanthan and P.S.P. Cowpertwait, Stochastic Generation of Point Rainfall Data at Subdaily Timescales: A Comparison of DRIP and NSRP, ISBN 1 920813 14 4, CRC for Catchment Hydrology, 2004.
20. Yu, P.S., T.C. Yang and C.S. Lin, Regional rainfall intensity formulas based on scaling property of rainfall, Journal of Hydrology, 295 (1-4), 108-123, 2004.
21. #Nascimento, N.D.O., D.A.F. Balbi and M. Naghettini, Modeling the time distributions of heavy storms - Design hyetographs, Joint Conference on Water Resource Engineering and Water Resources Planning and Management 2000: Building Partnerships, 104, 2004.
22. D'Odorico, P., S. Fagherazzi and R. Rigon, Potential for landsliding: Dependence on hyetograph characteristics, Journal of Geophysical Research-Earth Surface, 110 (F1): art. no. F01007, 2005.
23. Lin, G.F., L.H. Chen and S.C. Kao, Development of regional design hyetographs, Hydrological Processes, 19(4), 937-946, 2005.
24. Tsubo, M., S. Walker and M. Hensley, Quantifying risk for water harvesting under semi-arid conditions - Part I. Rainfall intensity generation, Agricultural Water Management, 76(2), 77-93, 2005.
25. #Grimaldi, S., F. Serinaldi, F. Napolitano and L. Ubertini, A 3-copula function application for design hyetograph analysis, IAHS-AISH Publication 293, 203-211, 2005.
26. #Blöschl, G., Statistical upscaling and downscaling in hydrology, Encyclopedia of Hydrological Sciences, Ch. 9, Part 1. Theory, Organization and Scale, M. G. Anderson (ed.) 2061–2080, John Wiley and Sons, Chichester, 2005.
27. Grimaldi, S., and F. Serinaldi, Design hyetograph analysis with 3-copula function, Hydrological Sciences Journal, 51 (2), 223-238, 2006.
28. Salvadori, G., and C. de Michele, Statistical characterization of temporal structure of storms, Advances in Water Resources, 29(6), 827-842, 2006.
29. Langousis, A., and D. Veneziano, Intensity-duration-frequency curves from scaling representations of rainfall, Water Resources Research, 43(2), W02422, 2007.
30. Debele, B., R. Srinivasan and J. Yves Parlange, Accuracy evaluation of weather data generation and disaggregation methods at finer timescales, Advances in Water Resources, 30(5), 1286-1300, 2007.
31. Arnaud, P., J.A. Fine and J. Lavabre, An hourly rainfall generation model applicable to all types of climate, Atmospheric Research, 85(2), 230-242, 2007.
32. De Michele, C., and G. Salvadori, On the use of copulas in hydrology: Theory and practice, Journal of Hydrologic Engineering, 12(4), 369-380, 2007.
33. Nhat, L.M., Y. Tachikawa, T. Sayama and K. Takara, Regional rainfall intensity-duration-frequency relationships for ungauged catchments based on scaling properties, Annuals of Disas. Prev. Res. Inst., Kyoto Univ., 50B, 33-43, 2007.
34. Lee, K.T., and J.-Y. Ho, Design hyetograph for typhoon rainstorms in Taiwan, Journal of Hydrologic Engineering, 13(7), 647-651, 2008.
35. Zhang, J., R.R. Murch, M.A. Ross, A.R. Ganguly and M. Nachabe, Evaluation of statistical rainfall disaggregation methods using rain-gauge information for West-Central Florida, Journal of Hydrologic Engineering, 13 (12), 1158-1169, 2008.
36. #Konecny, F., and P. Strauss, Hyetograph simulation of high-intense rainfall events, AGU Hydrology Days 2008, Colorado State University, Fort Collins, Colorado, USA, 43-51, 2008.
37. Bara, M., S. Kohnova, L. Gaal, J. Szolgay and K. Hlavcova, Estimation of IDF curves of extreme rainfall by simple scaling in Slovakia, Contributions to Geophysics and Geodesy, 39 (3), 187–206, 2009.
38. Sarkar, S., N. Goel, and B. Mathur, Development of isopluvial map using L-moment approach for Tehri-Garhwal Himalaya, Stochastic Environmental Research and Risk Assessment, 24 (3), 411-423, 2010.

Κατηγορίες: Μοντέλα βροχής, Ομοιοθεσία, Στοχαστική