Wählen Sie Ihren bevorzugten Ansichtsmodus Wählen Sie aus, ob Sie die MDPI-Seiten mit einer für mobile Anzeigen zugeschnittenen Ansicht anzeigen möchten oder die MDPI-Seiten in der normalen scrollbaren Desktopversion anzeigen möchten. Diese Auswahl wird in Ihren Cookies gespeichert und bei den nächsten Besuchen automatisch verwendet. Sie können auch den Ansichtsstil an einem beliebigen Punkt aus dem Hauptkopf ändern, wenn Sie die Seiten mit Ihrem mobilen Gerät verwenden. Sie haben Javascript deaktiviert. Bitte beachten Sie, dass viele der Seitenfunktionalitäten nicht wie erwartet funktionieren, ohne dass Javascript aktiviert ist. MDPI mdash Hydrologie Journal Menu E-Mail Alert Journal Browser Aktuelle Artikel Aktuelle Bücher Hydrologie Open Access Journal Hydrologie (ISSN 2306-5338) ist eine internationale Open Access Zeitschrift der Hydrologie veröffentlicht vierteljährlich online von MDPI. Open Access - kostenlos für Leser, kostenlose Veröffentlichung für gut vorbereitete Manuskripte im Jahr 2017 eingereicht. Rapid Publikation: Manuskripte werden Peer-Review und eine erste Entscheidung für Autoren etwa 34 Tage nach der Einreichung der Zulassung zur Veröffentlichung erfolgt in 9 Tagen durchgeführt (Medianwerte für Die in dieser Zeitschrift im Jahr 2016 veröffentlicht wurden). Aktuelle Artikel Open Access Artikel Dieses Papier präsentiert Lösungen der fractional partial differential equation (fPDE) für die Analyse der Wasserbewegung in Böden. Die FPDE erläutert Prozesse, die dem Konzept der symmetrischen Bruchteilderivate (SFDs) entsprechen, die zwei Komponenten aufweisen: das vorwärts gebrochene Derivat (FFD) und das rückwärts gebrochene Derivat. Dieses Papier enthält Lösungen der fraktionalen partiellen Differentialgleichung (fPDE) zur Analyse der Wasserbewegung im Boden . Die fPDE erläutert Prozesse, die dem Konzept der symmetrischen Fraktionalderivate (SFDs) entsprechen, die zwei Komponenten haben: das Vorwärts-Fraktional-Derivat (FFD) und das Rückwärts-Fraktional-Derivat (BFD) der Wasserbewegung in Böden, wobei die BFD den mikroskalen Rückwirkungseffekt darstellt poröses Material. Der verteilte Zeitraum fPDE repräsentiert die Wasserbewegung sowohl in quellenden als auch in nichtschwellenden Böden mit beweglichen und unbeweglichen Zonen, wobei der Backwater-Effekt bei zwei Zeitskalen in großen und kleinen Poren arbeitet. Das Konzept der Fluss-Konzentrations-Beziehung wird nun aktualisiert, um den relativen Teilfluss der Wasserbewegung in Böden zu berücksichtigen. Ganzer Artikel Open Access Artikel Auf dem Cougar Creek mit Sitz in Canmore, Alberta, ist eine zerstörerische Trümmerflut zwischen dem 19. und 21. Juni 2013 aufgetreten. Cougar Creek-Fan ist wahrscheinlich der am dichtesten entwickelte Alluvial-Fan in Kanada. Während kein Leben verloren ging, führte das Ereignis in etwa 40 M Eine zerstörerische Trümmerflut trat zwischen 19. und 21. Juni 2013 auf Cougar Creek, in Canmore, Alberta. Cougar Creek-Fan ist wahrscheinlich der am dichtesten entwickelte Alluvial-Fan in Kanada. Während kein Leben verloren ging, führte das Ereignis zu etwa 40 M Schaden und schloss die Trans-Canada Highway (Highway 1) und die Canadian Pacific Railway Linie für einen Zeitraum von mehreren Tagen. Die Schuttflut löste eine umfassende Gefährdungsbeurteilung aus, die im Mittelpunkt dieser Arbeit steht. Debris-Flut-Frequenzen und Größen werden durch die Kombination von mehreren quantitativen Methoden wie Photogrammetrie, Dendrochronologie, radiometrische Datierung, Testgrube Protokollierung, empirische Beziehungen zwischen Niederschlagsvolumen und Sedimentvolumen und Erdrutschdamm Ausbruch Hochwasser-Modellierung bestimmt. Die Datenanalyse deutet darauf hin, dass drei verschiedene Prozesstypen in der Wasserscheide wirken. Das häufigste Verfahren sind normale oder Clearwater-Überschwemmungen. Weniger häufig, aber schädlicher sind Trümmerhochwässer, bei denen übermäßige Beladungsmengen auf dem Ventilator transportiert werden, was typischerweise mit einer schnellen und ausgedehnten Bankerosion und Kanalfüllung und - verbreiterung einhergeht. Der dritte und am meisten zerstörerische Prozess wird interpretiert, um Erdrutschdamm Ausbruch Überschwemmungen sein. Dieser Ereignistyp wird voraussichtlich bei Rückkehrperioden über 300 Jahre auftreten. Unter Verwendung einer kumulativen Amplitudenfrequenztechnik wurden die Daten für konventionelle Schuttfluten bis zu der 100300-Jahres-Rückkehrperiode aufgetragen. Ein Peak-over-Schwellen-Ansatz wurde für Erdrutsch-Ausbruch-Überschwemmungen verwendet, die in Rückführperioden von mehr als 300 Jahren auftreten, da nicht alle derartigen Ereignisse während des Testgrabens identifiziert wurden. Hydrographien für sechs Rücklaufklassen wurden durch Verwendung der geschätzten Spitzenentladungen angenähert und die Form der hydrographischen Form angepasst, um sich an die Schuttflutvolumina zu integrieren, wie aus der Frequenzgrößenbeziehung bestimmt. Das Ventilatorvolumen wurde berechnet und mit der integrierten Frequenzgrößenkurve verglichen, um die Gültigkeit der letzteren zu überprüfen. Ein vernünftiges Match wurde durchgeführt, um die Gesamtbeziehung zu überprüfen. Die Ergebnisse dieser Arbeit wurden später als Eingang zu einer Risikobewertung verwendet, um das Risiko für den Verlust des Lebens und die wirtschaftlichen Verluste zu quantifizieren. Die Risikobewertung bildete dann die Grundlage für die Gestaltung von Schuttschutzgebieten. Vollständiger Artikel Open Access Artikel Wir beurteilen die Fehler, die unter Berücksichtigung der Temperatur als konservativer Tracer in fluviokarst Studien. Eine Wärmeübertragung, die zwischen karstischem Leitungssystem (CS) und poröser zerbrochener Matrix (PFM) auftritt, ist der Grund, warum man darauf achten sollte, diese Annahme ohne Vorsicht vorzunehmen. Wir beurteilen die Fehler unter Berücksichtigung der Temperatur als konservativer Tracer in fluviokarst Studien. Eine Wärmeübertragung, die zwischen karstischem Leitungssystem (CS) und poröser zerbrochener Matrix (PFM) auftritt, ist der Grund, warum man darauf achten sollte, diese Annahme ohne Vorsicht vorzunehmen. Wir betrachten den karstischen Grundwasserleiter als ein offenes thermodynamisches System (OTS), dessen Grenzen für Wärmeenergie und Wasser durchlässig sind. Das erste Prinzip der Thermodynamik erlaubt es, das Enthalpie-Gleichgewicht zwischen den Eingangs - und Ausgangsströmen zu betrachten. Zusammen mit einer Kontinuitätsgleichung führt dies zu einem Zwei-Gleichungssystem mit Strömungen und Temperaturen. Steady-Bedingungen werden während der Rezessionsphase oder während bestimmter Phasen von Pumpversuchsexperimenten angefahren. Nach einer theoretischen Untersuchung des Fehlers, der durch die konservative Annahme im Karst induziert wurde, haben wir die Methode angewandt, um die Daten, die während einer vollständigen Kampagne des Pumpversuchs erhoben wurden, erneut zu untersuchen. Das auf ausgewählte Daten beschränkte Verfahren erlaubt das Abrufen von Werten der Basisströmung, das Mischen der Strömung, das Eindringen von Strömen und die Aquifer-Antwort auf das Absinken. Die Anwendbarkeit des Verfahrens wurde hinsichtlich der Ausbreitung der zeitlichen Schwankungen durch die Lösung, aber auch hinsichtlich der konservativen Annahme selbst, beurteilt. Unsere Ergebnisse erlauben es, die wichtigsten hydrologischen Eigenschaften des Karstes, wie auf dem Feld beobachtet, abzufragen (timed volumetric samplings, geochemical analyses, step pumping test und allogenic intrusion of streams). Diese Konsistenz spricht sich für die Anwendbarkeit der konservativen Temperaturmethode zur Untersuchung von Fluviokarst-Systemen unter kontrollierten Bedingungen aus. Vollständiger Artikel Open Access Artikel Ausgehend von den weit verbreiteten ökologischen Implikationen, die jede signifikante Veränderung des Verdunstungsbedarfs der Atmosphäre begleiten, untersuchte diese Studie die räumliche und zeitliche Variation in mehreren akzeptierten Ausdrücken potenzieller Verdunstung (PE). Die Studie konzentrierte sich auf die Forstgebiete Nordamerikas, mit 1 Angesichts der weit verbreiteten ökologischen Implikationen, die jede signifikante Veränderung des Verdunstungsanspruchs der Atmosphäre begleiten würden, untersuchte diese Studie die räumliche und zeitliche Variation in mehreren akzeptierten Ausdrücken potenzieller Verdunstung (PE). Die Studie konzentrierte sich auf Waldgebiete Nordamerikas mit einer räumlichen Reichweite von 1 km und einem monatlichen Zeitschritt von 19512014. Wir betrachteten Penmans-Modell (E Pen), das PriestleyTaylor-Modell (E PT), Referenzsätze basierend auf dem PenmanMonteith-Modell (E RG) und Referenzraten für Wälder, die mäßig gekoppelt (E RFu) und gut gekoppelt (E RFc) an die Atmosphäre sind. Um den Kontext der Modelle zu erläutern, haben wir auch einen statistischen Fit (E PanFit) für Messungen der Schwammverdampfung (E Pan) betrachtet. Wir dokumentierten, wie jedes Modell im Vergleich zu E Pan. Unterschiede in der Zuordnung von Varianz in PE zu spezifischen treibenden Faktoren, mittlere räumliche Muster und Zeittrends von 19512014. Die Modelle stimmten nicht stark über die Empfindlichkeit zu den zugrunde liegenden Treibern, Zonenschwankungen von PE oder von der Größenordnung von Trends von 19512014 ab Zu Dampfdruckdefizit (D a) unterschieden sich zwischen den Modellen, wobei sie von E PT fehlten und in E RFc am stärksten waren. Zeitliche Tendenzen der Referenzwerte, die aus der PenmanMonteith-Gleichung abgeleitet wurden, waren sehr empfindlich, wie aerodynamische Leitfähigkeit eingestellt wurde. In dem Maße, in dem E PanFit die Empfindlichkeit von PE gegenüber D über Landflächen genau widerspiegelt, können zukünftige Trends in PE, die auf dem PriestleyTaylor-Modell basieren, die zunehmende Verdunstungsnachfrage unterschätzen, während Referenzraten für Wälder, die eine starke Baldachin-Kopplung im PenmanMonteith einnehmen Modell kann die zunehmende Verdunstungsanforderung überschätzen. Die daraus resultierende historische Datenbank, die das Spektrum verschiedener PE-Modelle abdeckt, die in modernen Studien angewendet werden, kann dazu dienen, Biosphären-Hydroclimate-Beziehungen in Nordamerika weiter zu untersuchen. Vollständiger Artikel Open Access Editorial Danksagung an Heterogen der Hydrologie im Jahr 2016 Abstract Die Herausgeber der Hydrologie möchten ihre aufrichtigen Dank aussprechen für folgende Gutachter für die Beurteilung von Manuskripten im Jahr 2016 .. Vollständige Artikel Open Access Artikel Oberfläche Krusten, die durch Regentropfen Auswirkungen, degradieren die Wodurch die Porosität verändert wird. Es wurde ein Versuch mit dem Ziel durchgeführt, den Einfluß der Bildung einer Krustenschicht auf die Porosität (Flächenanteil, Form und Größe) von Oberflächenkrusten, die durch Regentropfeneinwirkung gebildet wurden, zu bewerten und die Bodenoberflächenstruktur zu vermindern, wodurch Änderungen in der Porosität verursacht wurden. Es wurde ein Versuch mit dem Ziel durchgeführt, den Einfluss der Bildung einer Krustenschicht auf die Porosität (Flächenanteil, Form und Größe) eines Haplic Acrisol unter drei Bodenbearbeitungssystemen und simulierten Niederschlägen zu bewerten. Die Bodenbearbeitungssysteme waren: konventionelle Bodenbearbeitung (CT), reduzierte Bodenbearbeitung (RT) und Bodenfreiheit (NT). Jedes Bodenbearbeitungssystem wurde bei einer Intensität von 80 mmh 1 auf verschiedene Ebenen simulierter Niederschläge (0, 27, 54 und 80 mm) gebracht. Ungesicherte Bodenproben wurden gesammelt und zur Bildanalyse in zwei Schichten imprägniert: Schicht 1 (01 cm) Und Schicht 2 (12 cm). Die Bildanalyse wurde verwendet, um den Prozentsatz der Porenfläche, die Porenform und die Größe zu erhalten. Der Abbau der Bodenoberfläche und die Veränderung der Porosität, verursacht durch Niederschläge, traten in den Bodenbearbeitungssystemen unterschiedlich auf. In den CT - und RT-Systemen traten die stärksten durch Regen verursachten Porenveränderungen in Schicht 1 auf, im NT-System traten diese Veränderungen jedoch in Schicht 2 auf. Der Niederschlag führte zu einer Veränderung des Porenflächenanteils in den CT - und RT-Systemen mit Reduktion Der Komplexität und der Zunahme der gerundeten Poren. Das NT-System zeigte ein größeres Auftreten der abgerundeten Poren (Vesikel), hervorgerufen durch Prozesse der Benetzung unterhalb der Rückstandsabdeckung und durch wechselnde Perioden des Benetzens und Trocknens. In dieser Studie wurden die Porositätsänderungen auf zwei Hauptfaktoren zurückgeführt: (1) auf die Wirkung des Regentropfens direkt auf die Bodenoberfläche (für CT - und RT - Bodenbearbeitungssysteme) und (2) Wasserübertragungsprozesse in der Bodenoberfläche NT-Systemen). Ganzer Artikel Open Access Artikel Das Bui Wasserkraftwerk spielt eine wichtige Rolle in der sozio-ökonomischen Entwicklung von Ghana. Dieses Papier versucht, die kombinierten Auswirkungen der Land-Land-Land-Wandel Änderung der Stromerzeugung mit dem (WEAP) - Modell: Wasser-Evaluation und Planung System zu erkunden. Die historische Analyse Die Bui-Wasserkraft-Anlage spielt eine wichtige Rolle in der sozio-ökonomischen Entwicklung von Ghana. Dieses Papier versucht, die kombinierten Auswirkungen der Land-Land-Land-Wandel Änderung der Stromerzeugung mit dem (WEAP) - Modell: Wasser-Evaluation und Planung System zu erkunden. Die historische Analyse der Niederschlagsmenge und der Strömungsflussvariabilität zeigte, dass der jährliche Variationskoeffizient von Niederschlag und Stromfluss 8,6 bzw. 60,85 beträgt. Der Stromfluss variierte stark als der Niederschlag, aufgrund der Landnutzung Bodenbedeckung Veränderungen (LULC). In der Tat zeigte die LULC-Analyse wichtige Veränderungen in vegetativen Bereichen und Gewässern. Die WEAP-Modellbeurteilung zeigte, dass kombinierte Effekte von LULC und Klimawandel die Wasserverfügbarkeit für alle Nachfragesektoren einschließlich der Wasserkrafterzeugung im Bui-Wasserkraftwerk reduzieren. Es wurde jedoch projiziert, dass die Bui-Stromerzeugung unter Nass - und Adaptionsbedingungen um 40,7 bzw. 24,93 zunehmen wird und sich unter trockenen und gegenwärtigen Bedingungen um 46 bzw. 2,5 verringert. Der nasse Zustand ist definiert als ein Anstieg der Niederschläge um 14, die trockenen Bedingungen wie die Abnahme der Niederschläge um 15 Leistungsbilanz geschäftlich wie üblich ist, und die Anpassung ist wie die effiziente Nutzung von Wasser für den Zeitraum 20122040. Vollständige Artikel Open Access Artikel Bewässertes Land macht 70 des globalen Wassernutzens aus und 30 der globalen landwirtschaftlichen Produktion. Vierzig Prozent dieses Wassers stammen aus dem Grundwasser. Ungefähr 20ndash30 der Grundwasserquellen sind salzhaltig und 20ndash50 des globalen Bewässerungswassers versalzen. Salinisierung reduziert Getreide Bewässerter Boden für 70 der globalen Wasserverbrauch und 30 der globalen landwirtschaftlichen Produktion. Vierzig Prozent dieses Wassers stammen aus dem Grundwasser. Etwa 2030 der Grundwasserquellen sind salzhaltig und 2050 des globalen Bewässerungswassers versalzen sich. Die Salinisierung reduziert die Ernteerträge und die Anzahl der Kulturpflanzen, die auf einem Ackerbau angebaut werden können. Strukturierte ZVI (Null-wertiges Eisen, Fe 0 - Pellets entsalzen Wasser, indem die entfernten Ionen als Halit (NaCl) in ihrer Porosität gelagert werden. Dies ermöglicht eine Aquifer-Behandlungszone innerhalb eines Aquifers (durchdrungen von einer Anzahl von Vertiefungen (die ZVI-Pellets enthalten) Ein modellierter, umkonfigurierter Aquifer, der eine kontinuierliche Strömung (z. B. 20 m 3 Tage, 7300 m 3 a) teilweise entsalztes Bewässerungswasser erzeugt, wird zur Veranschaulichung des Einflusses von Kohlendioxid eingesetzt Wasserdurchlässigkeit, Aquifer-Heterogenität, Abstraktionsrate, Aquifer-Behandlungszonengröße, Wasserdampfdicke, optionale Rückstoßung, Leckage - und Durchfluss-Bypass auf den Salzgehalt des Produktwassers Dieser Entsalzungsansatz hat keine Betriebskosten (außer Abstraktionskosten (und ZVI-Regeneration) ) Und kann potenziell in der Lage sein, einen kontinuierlichen Fluss von teilweise entsalztem Wasser (3080 NaCl-Reduktion) für 0,050.5m 3. Vollständiger Artikel Open Access Artikel Nokoueacute Lake ist ein komplexes Ökosystem, dessen Verständnis von der Kontrolle der physikalischen Prozesse, die aufgetreten erfordert . Hierzu wurde das hydrodynamische Modell des Oberflächenwassermodellierungssystems (SMS) auf den Wassertiefenmessungen kalibriert und validiert. Die Ergebnisse dieser Simulationen zeigen, dass Nokou Lake ein komplexes Ökosystem ist, dessen Verständnis die Kontrolle der aufgetretenen physikalischen Prozesse erfordert. Hierzu wurde das hydrodynamische Modell des Oberflächenwassermodellierungssystems (SMS) auf den Wassertiefenmessungen kalibriert und validiert. Die Ergebnisse dieser Simulationen zeigen eine gute Übereinstimmung zwischen den simulierten und beobachteten Daten für die Bodenrauhigkeit und den turbulenten Austauschkoeffizienten von 0,02 m 13 s bzw. 20 m 2 s. Sobald die Fähigkeit des Modells, die Hydrodynamik des Sees zu simulieren, bezeugt wird, wird das Modell verwendet, um Wasseroberflächenerhöhung, ausgetauschte Strömungen und Geschwindigkeiten zu simulieren. Die Simulation zeigt, dass die Tidalamplitude am Eingang des Kanals maximal ist und allmählich vom Einlass zum Lagunenhauptkörper abnimmt. Die Ausbreitung der Flutwelle ist durch die Dephasierung und die Abflachung der Amplitudenflut charakterisiert, die zunimmt, wenn wir uns von dem Kanal entfernen. Diese Dephasierung ist durch eine hohe und niedrige Gezeitenverzögerung von etwa 1 oder 4 h gekennzeichnet und hängt auch von der Flutamplitude und - lage ab. Die Geschwindigkeiten innerhalb des Sees sind sehr gering und überschreiten nicht 0,03 ms. Die höchsten erhält man am Eingang des Kanals. In einer Überschwemmungsperiode, im Gegensatz zu der Tiefwasserperiode, sind die ankommenden Ströme höher als die Abflüsse, verstärkt durch die Amplitude der Flut. Eine durchschnittliche Erneuerungszeit des Sees wurde geschätzt und entspricht während einer Flutperiode bis 30 Tage für eine durchschnittliche Amplitudenflut und 26,3 Tage bei einer starken Flut. In einem Tiefwasser Zeitraum ist es 40,2 Tage für eine durchschnittliche Amplitude Flut und 30 Tage für eine hohe Amplitude Flut. Aus den erzielten Ergebnissen sind für die rationelle Bewirtschaftung der Wasserressourcen des Sees mehrere Maßnahmen zu berücksichtigen. Dazu gehören eine Damm-Bau am Ufer des Sees, um die Flüsse zu kontrollieren, und die Ausbaggerung des Kanals, um den Austausch mit dem Meer zu erleichtern. Vollständiger Artikel Open Access Artikel Diese Studie analysiert, auf lokaler und regionaler Ebene, die Niederschlagsvariabilität über die Agneby Wasserscheide an der Agboville Steckdose im Zeitraum 1950ndash2013. Es werden tägliche Niederschlagsdaten von 14 Regenmessern verwendet. Die verwendeten Methoden beruhen zum einen auf dem Niederschlagsindex, der auf der lokalen und regionalen Skala die Niederschlagsvariabilität über die Agneby Wasserscheide an der Agboville Steckdose während des Zeitraums 19502013 analysiert. Tägliche Niederschlagsdaten von 14 Regenmessgeräten werden verwendet. Die verwendeten Methoden beruhen zum einen auf dem Niederschlagsindex, der die jahreszeitliche und dekadische Variabilität des Niederschlags charakterisieren soll, und zum anderen auf dem gleitenden Durchschnitt, um die Dynamik des mittleren Jahreszyklus der Niederschläge zu bestimmen. Darüber hinaus werden der Pettitt-Test und die Hubert-Segmentierung angewandt, um den Änderungspunkt in der Niederschlagsreihe zu erfassen. In der Bassin-Skala hat die Analyse von Niederschlagssignalkompositen gezeigt, dass das Niederschlagsdefizit nach dem Sprung des Monsuns stärker ausgeprägt war. Trockene Jahre zeichneten sich durch einen frühen Monsunabbau aus, der nach 1968 bemerkenswert ist. Darüber hinaus führten die Jahre nach 1969 eine Verschiebung der Niederschlagsspitzen für etwa 12 Tage. Diese Peaks wurden frühzeitig erreicht. Das Niederschlagssignal zeigte, dass das Niederschlagsdefizit für die Zeit nach 1968, bezogen auf den Zeitraum vor, 10 im Juni gegen 36 im Oktober für den durchschnittlichen Niederschlag im Agneby-Becken war. Im lokalen Maßstab hängt das Defizit der Peaks von der Lage ab. Diese Niederschlagsdefizite waren 23 gegenüber 36.3 im Juni für die Agboville - und Bongouanou-Regenmesser, beziehungsweise. Ganzer Artikel Open Access Artikel In Westafrika ist der Hochwasserschaden in den letzten zwei Jahrzehnten deutlich gestiegen. Die armen Gemeinden sind aufgrund der Anfälligkeit ihrer Existenz besonders gefährdet, vor allem in ländlichen Gebieten, in denen der Zugang zu Dienstleistungen und Infrastrukturen begrenzt ist. Das Ziel dieser Arbeit Der Hochwasserschaden in Westafrika hat in den letzten zwei Jahrzehnten merklich zugenommen. Die armen Gemeinden sind aufgrund der Anfälligkeit ihrer Existenz besonders gefährdet, vor allem in ländlichen Gebieten, in denen der Zugang zu Dienstleistungen und Infrastrukturen begrenzt ist. Das Ziel dieser Arbeit ist es, die wichtigsten Faktoren zu identifizieren, die zum Hochwasserrisiko der ländlichen Gemeinden im Oti-Flussgebiet Togo beitragen. Es wird ein gemeindebasiertes Katastrophenrisiko-Indexmodell angewendet. Die Analysen verwenden die durch Fragebögen erhobenen Primärdaten während der Feldarbeit, die Methode der analytischen Hierarchie (AHP), die Populations - und Wohnungszählungsdaten sowie die Hochwassergefährdungsabbildung des Untersuchungsgebiets. Die Ergebnisse zeigten ein moderates Niveau des Hochwasserrisikos trotz hoher Gefährdung und Anfälligkeit für alle untersuchten Gemeinschaften. Darüber hinaus deuten die Ergebnisse darauf hin, dass eine Verringerung der Anfälligkeit durch die Schaffung neuer Einkommenschancen und die zunehmende Fähigkeit von Gemeinden, ihr eigenes Hochwasserrisiko zu bewältigen, vorrangig sein sollte, um das Hochwasserrisiko im Untersuchungsgebiet zu reduzieren. Die Ergebnisse dieser Arbeit tragen zum Verständnis des Hochwasserrisikos bei und können zur Identifizierung, Bewertung und Bewertung hochwassergefährdeter Gebiete sowie zur Simulation der Auswirkungen von Hochwassermanagementmaßnahmen im Oti-Einzugsgebiet genutzt werden. Vollständiger Artikel Open Access Fallbericht Entwurf und Betrieb von Wasserressourcen-Management-Systemen in Subsahara-Afrika leiden unter unzureichenden Beobachtungsdaten. Langfristig ununterbrochene Zeitreihen von Daten sind oft nicht für die Wasserressourcenplanung verfügbar. Unvollständige Datensätze mit fehlenden Lücken stellen eine Herausforderung für Benutzer des Designs und des Betriebs von Wasserressourcenmanagementsystemen in Subsahara-Afrika dar, die unter unzureichenden Beobachtungsdaten leiden. Langfristig ununterbrochene Zeitreihen von Daten sind oft nicht für die Wasserressourcenplanung verfügbar. Unvollständige Datensätze mit fehlenden Lücken stellen eine Herausforderung für die Benutzer der Daten dar. Unzureichende Daten kompromittieren Ergebnisse von Analysen, die zu falschen Schlussfolgerungen und Schlussfolgerungen wissenschaftlicher Bewertungen und Forschung führen. Das Füllen von fehlenden Datenabschnitten ist vor der praktischen Anwendung der hydrometeorologischen Zeitreihen notwendig. Dieses Papier schlägt die Verwendung von Satellitendaten der tropischen Niederschlagsmess-Mission als eine lebensfähige alternative Quelle für Füllungen für fehlende Regenmesser-Aufzeichnungen vor. Die kleinste quadratische Regressionsmethode unter Verwendung satellitenbasierter Schätzungen von Niederschlägen wurde getestet, um die fehlenden Daten für 153 Datenpunkte an neun Niederschlagsstationen in Machakos, Makueni und der Kitui Region von Kenia auszufüllen. Die Ergebnisse deuten darauf hin, dass die Satellitenregenschätzungen als alternative Datenquelle für Niederschlagsreihen verwendet werden können, bei denen die fehlenden Datenlücken groß sind. Die gefüllten Datenreihen wurden bei der Entwicklung von Monitoring-, Prognose - und Dürrefrühwarnung für Arid und Semiaride (ASAL) in Kenia eingesetzt. Ganzer Artikel Open Access Artikel Traditio nale Regenfälle werden als der Hauptfaktor der Hochwassererscheinung angesehen. Mit den Beispielen zweier katastrophaler Überschwemmungen im Jahr 2015 in absolut verschiedenen Teilen der Welt schätzen die Autoren den Wasserhaushalt grob ein und weisen auf eine alternative Hypothese hin. Das einfachste Modell, traditionell sintflutartige Regenfälle gelten als der Hauptfaktor der Hochwassererscheinung. Mit den Beispielen zweier katastrophaler Überschwemmungen im Jahr 2015 in absolut verschiedenen Teilen der Welt schätzen die Autoren den Wasserhaushalt grob ein und weisen auf eine alternative Hypothese hin. Das einfachste Modell unter Berücksichtigung von Niederschlag, Verdunstung und Bodenpermeabilität weist eindeutig auf die signifikante Diskrepanz zwischen potenziell akkumulierten und beobachteten Wassermassen hin. Diese Beobachtung drückt die Idee, dass Niederschlag notwendig ist, aber nicht für katastrophale Hochwassererscheinungen ausreicht, so dass das einzige andere verfügbare Wasserquellengrundwasser nicht ignoriert werden kann. Vollständiger Artikel Open Access Artikel Die schlammigen Böden der intensiv genutzten landwirtschaftlichen Landschaft der sächsischen Lössprovinz, Ostdeutschland, sind sehr anfällig für Bodenerosion, die vor allem durch Wassererosion bedingt ist. Regenwassersimulationen und zunehmend auch die Struktur-aus-Bewegung (SfM) - Photogrammetrie werden als Methode der Bodenerosionsforschung eingesetzt. Die schluffigen Böden der intensiv genutzten landwirtschaftlichen Landschaft der sächsischen Lössprovinz, Ostdeutschland, sind vor allem für Bodenerosion sehr anfällig Verursacht durch Wassererosion. Niederschlagssimulationen und zunehmend auch die Struktur-aus-Bewegung (SfM) - Photogrammetrie werden als Methoden der Bodenerosionsforschung nicht nur zur Beurteilung der Bodenerosion durch Wasser, sondern auch zur Quantifizierung des Bodenverlustes herangezogen. Diese Studie zielt auf die Validierung SfM Photogrammetrie bestimmt Boden Verlust Schätzungen mit Regenfällen Simulationen Messungen. Regenfall-Simulationen wurden an drei landwirtschaftlichen Standorten in Zentral-Sachsen durchgeführt. Neben dem Messabfluss und dem Bodenverlust durch Probenahme (in mm) wurden vor und nach der Regensimulation terrestrische Bilder aus den Plots mit Digitalkameras aufgenommen. Anschließend wurde die SfM-Photogrammetrie zur Rekonstruktion von Bodenoberflächenänderungen durch Bodenerosion in Form von hochauflösenden digitalen Höhenmodellen (DEMs) für das Vor - und Nachereignis (Auflösung 1 1 mm) verwendet. Durch die multidimensionale Veränderungserfassung wird das digitale Höhenmodell der Differenz (DoD) und ein gemittelter Bodenverlust (in mm) erhalten, der mit dem Bodenverlust durch Probenahme verglichen wurde. Der Bodenverlust durch DoD war höher als der Bodenverlust durch Probenahme. Das Verfahren der SfM-Photogrammetrie-ermittelten Bodenverlustschätzungen umfasst auch einen Vergleich von drei unterschiedlichen Bodenkontrollpunkten (GCP) - Ansätzen, was zeigt, dass die komplexeste Methode den zuverlässigsten Bodenverlust durch DoD liefert. Zusätzlich wurden Bodenschüttdichteveränderungen und Splash-Erosion jenseits des Plots während der Regenfall-Simulationsexperimente gemessen, um diese Prozesse und zugehörige Oberflächenänderungen von dem Bodenverlust durch DoD zu trennen. Darüber hinaus war das Spritzen vernachlässigbar klein, während höhere Bodendichten nach den Niederschlagssimulationen die Bodenverdichtung anzeigten. Durch berechnete Bodenoberflächenveränderungen aufgrund der Bodenverdichtung erreichte der Bodenverlust von DoD etwa denselben Wert wie der Bodenverlust durch Regensimulation. Vollständiger Artikel Technischer Hinweis für den Zugang zu offenen Zentren Die Abschwächung von Strom - und Flussbeeinträchtigungen ist vor allem in gemischten Landnutzungsgebieten schwierig, da die integrierte Reaktion der Stromwiederherstellung auf gekoppelte und anhaltende terrestrische Ökosystemstörungen und die Notwendigkeit einer periodischen Neubewertung und Wartung besteht. Traditionelle biologische Probenahme (z. B. Makroinvertebrate-Probenahme oder andere mildernde Strömungen und die Beeinträchtigung des Flusses sind komplex, vor allem in gemischten Landnutzungsgewässern, da die integrierte Reaktion der Stromwiederherstellung auf gekoppelte und anhaltende terrestrische Ökosystemstörungen und die Notwendigkeit einer periodischen Neubewertung und Wartung besteht. Herkömmliche biologische Probenahme (zB Makroinvertebraten-Probenahme oder andere biologische Indizes) allein identifiziert selten die Ursache der biologischen Gemeinschaft Beeinträchtigung und große finanzielle Investitionen werden oft ohne offensichtliche Verbesserung der aquatischen Ökosystem Gesundheit gemacht. Ein Stream physischen Lebensraum Bewertung (PHA) können Informationen, Wenn sie mit Landnutzungsdaten gekoppelt sind, können kausale Muster in der aquatischen physischen Lebensraumdegradation aufdecken und helfen, Standorte für die Rehabilitation oder Wiederherstellung zu identifizieren. Eine schnelle und anpassbare physikalische Lebensraumbewertungsmethode (rPHA) wird vorgestellt, die häufig hohe PHA-Zeit und Arbeitskosten reduziert und gleichzeitig erleichtert Informativen Wert. Die Probenahmezeit wird mit einer Besatzung von drei Personen auf ca. 3040 min pro Umfrageort reduziert. Das Verfahren ist flexibel und damit anpassungsfähig für vielfältige Anwendungen und Bedürfnisse. Das rPHA-Design erleichtert die Replikation in regelmäßigen räumlichen und zeitlichen Abständen und informiert Landnutzungsmanager und - agenturen über aktuelle Bedingungen und Trends in der Lebensraumantwort auf natürliche und anthropogene Stressoren. Die rPHA Ergebnisse können somit wissenschaftlich fundierte ergänzende Informationen liefern, um Managementpraktiken besser zu informieren und Wiederherstellungsentscheidungen in modernen Mischlandnutzungswassern zu klären. Hillslope Abfluss Reaktion auf intensive Niederschläge ist ein wichtiges Thema in der Hydrologie, und ist der Schlüssel zur korrekten Vorhersage von extremen Stromfluss, Erosion und Erdrutsche. Obwohl es bekannt ist, dass bevorzugte Strömungsprozesse, die durch Makroporen aktiviert werden, ein wichtiges Phänomen im Verständnis sind. Das Verständnis der Hügellandabflussreaktion auf intensive Niederschläge ist ein wichtiges Thema in der Hydrologie und ist der Schlüssel zur korrekten Vorhersage extremer Strömungsströmung, Erosion und Erdrutsche. Obwohl es bekannt ist, dass bevorzugte Flussprozesse, die durch Makroporen aktiviert werden, ein wichtiges Phänomen beim Verständnis von Abflussprozessen innerhalb eines Hügellandes sind, haben hydrologische Modelle im Allgemeinen nicht das Konzept eines zusätzlichen Parameters angenommen, der Makroporen aufgrund der Komplexität des Phänomens darstellt. Daher ist es wichtig, den Einfluss von Makroporen auf Abflussprozesse in einem experimentellen kleinen künstlichen Hügelland zu untersuchen. Hier berichten wir über ein kontrolliertes Experiment, in dem wir den Einfluss von Makroporen isolieren können, ohne Annahmen über ihre Eigenschaften zu haben. Zwei identische Hügelspitzen wurden entworfen, von denen eine mit künstlichen Makroporen gefüllt war. Zwölf künstliche Niederschlagsereignisse wurden auf die beiden Hügelspitzen angewendet und die Ergebnisse der Entwässerung und Bodenfeuchte untersucht. Nach den Experimenten konnte geschlossen werden, dass der Einfluss von Makroporen auf Abflussprozesse minimal war. Der S90-Sand, der für diese Forschung verwendet wurde, ließ den Abfluss schnell auf Niederschläge reagieren, was zu einer geringen oder keiner Sättigungsentwicklung nahe den Makroporen führte. Zusätzlich zeigten die Bodenfeuchtigkeitsdaten eine große Menge an Pendelwasser in den Hügeln, was impliziert, dass der Boden einen niedrigen Lufteintrittswert aufweist und in Kombination mit dem Mangel an vertikaler Strömung die Druckdifferenz zwischen der Matrix und Wobei die Makroporen früher verschwinden und in relativ kurzer Zeit ein Gleichgewicht erreichen. Nichtsdestoweniger wird ein besserer Überblick gegeben, um einen korrekten Sandtyp für diese Arten von Experimenten zu bestimmen, und durch die Verwendung einer Entwässerungs-Rezessionsanalyse, um die Einflüsse von Makroporen auf den Abfluss zu untersuchen, kann die Heterogenität der Niederschlagsintensität überwunden werden. Diese Studie ist ein guter Bezugspunkt, um zukünftige Experimente aus Makroporen und Hügellandhydrologie zu starten. Vollständiger Artikel Open Access Artikel Die gesamte Wasserspeicheränderung (TWSC) wurde unter Verwendung der CRU (Climatic Research Unit) monatlich gestrichenen Daten für den Zeitraum 1962ndash1993 über Kamerun berechnet. Es wurden Untersuchungen durchgeführt, um den Jahreszyklus mit Beginn und Ende der Regenzeit zu verknüpfen. Eine Methode Die Gesamt-Wasserspeicheränderung (TWSC) wurde unter Verwendung der CRU (Climatic Research Unit) monatlich gestrichenen Daten für den Zeitraum 19621993 über Kamerun berechnet. Es wurden Untersuchungen durchgeführt, um den Jahreszyklus mit Beginn und Ende der Regenzeit zu verknüpfen. Eine Methode wurde als Alternative zur Bestimmung von Beginn - und Rückzugsdaten der Regenzeit abgeleitet. Zwei Methoden wurden für die Berechnung von TWSC verwendet. Die erste Methode verwendet potenzielle Evapotranspiration (PET) aus der Thornthwaite Formel (PET T H) und die zweite, CRU gitterte PET Daten geschätzt aus der PenmanMonteith Formel (PET P M). Eine vergleichende Untersuchung der entsprechenden TWSC, nämlich TWSC T H und TWSC P M., wurde durchgeführt. Nach den vorläufigen Ergebnissen wird der Untersuchungsbereich als feucht unterhalb der geographischen Breite 8 N und semiarid oben klassifiziert. Die Ergebnisse der räumlichen und zeitlichen Variationen zeigten eine enge Korrelation zwischen den beiden Methoden, jedoch mit einer geringen Lücke zwischen ihren unterschiedlichen Werten, wobei die Werte von TWSC P M größer und weniger fluktuieren. Die Jahreszyklen von TWSC und PR zeigten im allgemeinen ähnliche Muster, und ihre Intensitäten sanken vom südlichen Teil des Areals (Äquatorialwaldzone) bis zum nördlichen Teil (Sahelzone). Für die mittlere TWSC 0 wurden zwei verschiedene Punkte identifiziert: die ersten und die zweiten entsprechenden Daten, die jeweils dem Beginn und dem Rückzugsmonat der Regenzeit entsprechen, mit Ausnahme des ariden Gebietes (Sahelzone), wo nur der Rückzugsmonat der Regenzeit liegt War vollkommen entschlossen. The delay observed in the determination of rainfall onset date in that area is assigned to PET formulas that are defined only for humid areas and to the influence of high temperature just before the beginning of the rainy season, promoting the rapid evaporation of soil water immediately after the first rains. Application of the same method ( T W S C 0 ) for the individual year showed similar performances. Although TWSC is always negative in Zone 3 and positive in Zones 1 and 2, the study of the interannual variabilities revealed an overall declining trend due to a stronger decrease in precipitation compared with PET. Moreover, the decrease during dry months is more remarkable than during wet months. Full article Open Access Article This study verifies the skill and reliability of ensemble water supply forecasts issued by an innovative operational Hydrologic Ensemble Forecast Service (HEFS) of the U. S. National Weather Service (NWS) at eight Sierra Nevada watersheds in the State of California. The factors potentially influencing This study verifies the skill and reliability of ensemble water supply forecasts issued by an innovative operational Hydrologic Ensemble Forecast Service (HEFS) of the U. S. National Weather Service (NWS) at eight Sierra Nevada watersheds in the State of California. The factors potentially influencing the forecast skill and reliability are also explored. Retrospective ensemble forecasts of AprilJuly runoff with 60 traces for these watersheds from 1985 to 2010 are generated with the HEFS driven by raw precipitation and temperature reforecasts from operational Global Ensemble Forecast System (GEFS) for the first 15 days and climatology from day 16 up to day 365. Results indicate that the forecast skill is limited when the lead time is long (over three months or before January) but increases through the forecast period. There is generally a negative bias in the most probable forecast (median forecast) for most study watersheds. When the mean forecast is investigated instead, the bias becomes mostly positive and generally smaller in magnitude. The forecasts, particularly the wet forecasts (with less than 10 exceedance probability) are reliable on the average. The low AprilJuly flows (with higher than 90 exceedance probability) are forecast more frequently than their actual occurrence frequency, while the medium AprilJuly flows (90 to 10 exceedance) are forecast to occur less frequently. The forecast skill and reliability tend to be sensitive to extreme conditions. Particularly, the wet extremes show more significant impact than the dry extremes. Using different forcing data, including pure climatology and Climate Forecast System version 2 (CFSv2) shows no consistent improvement in the forecast skill and reliability, neither does using a longer (than the study period 19852010) period of record. Overall, this study is meaningful in the context of (1) establishing a benchmark for future enhancements (i. e. newer version of HEFS, GEFS and CFSv2) to ensemble water supply forecasting systems and (2) providing critical information (on what skill and reliability to expect at a given lead time, water year type and location) to water resources managers in making uncertainty-informed decisions in maximizing the reliability of the water supply. Full article Open Access Article The intensification of the hydrological cycle due to climate change entails more frequent and intense rainfall. As a result, urban water systems will be disproportionately affected by the climate change, especially in such urban areas as Las Vegas, which concentrates its population, infrastructure, The intensification of the hydrological cycle due to climate change entails more frequent and intense rainfall. As a result, urban water systems will be disproportionately affected by the climate change, especially in such urban areas as Las Vegas, which concentrates its population, infrastructure, and economic activity. Proper design and management of stormwater facilities are needed to attenuate the severe effects of extreme rainfall events. The North American Regional Climate Change Assessment Program is developing multiple high-resolution projected-climate data from different combinations of regional climate models and global climate models. The objective of this study was to evaluate existing stormwater facilities of a watershed within the Las Vegas Valley in southern Nevada by using a robust design method for the projected climate. The projected climate change was incorporated into the model at the 100 year return period with 6 h duration depths, using a statistical regionalization analysis method. Projection from different sets of climate model combinations varied substantially. Gridded reanalysis data were used to assess the performance of the climate models. An existing Hydrologic Engineering Centers Hydrological Modeling System (HEC-HMS) model was implemented using the projected change in standard design storm. Hydrological simulation using HEC-HMS showed exceedances of existing stormwater facilities that were designed under the assumption of stationarity design depth. Recognizing climate change and taking an immediate approach in assessing the citys vulnerability by using proper strategic planning would benefit the urban sector and improve the quality of life. Full article Open Access Article Flood pulses occur annually along the Tonle Sap River (TSR) due to the large volume of water flowing from Tonle Sap Lake (TSL), its tributaries, and the Mekong River (MR). This study describes the seasonal changes in inundation area and water volume in Flood pulses occur annually along the Tonle Sap River (TSR) due to the large volume of water flowing from Tonle Sap Lake (TSL), its tributaries, and the Mekong River (MR). This study describes the seasonal changes in inundation area and water volume in the floodplain along the TSR over three years. The method employed time series remote sensing images of Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer (MODIS) satellite data, the digital elevation model (DEM) of the Shuttle Radar Topography Mission (SRTM), bathymetric data, and observed water level data. Adding normalized difference vegetation index (NDVI) as a third band in the maximum likelihood classification (MLC) provided higher accuracy compared to thresholding NDVI and pure MLC (two bands) only. The results showed that the inundation area ranged from 123.8 to 3251.2 km 2 (mean: 1028.5 km 2 ) with overall accuracy of 96.9. The estimated water volume ranged from 418.3 to 2223.9 million m 3 (mean: 917.3 million m 3 ) from the dry to wet season, respectively. Seasonally, the TSR floodplain accounted for up to 5.3 and 3.2 of the mean annual inflow and outflow of the TSR, respectively. In addition to the TSL water reservoir, the TSR and its floodplain exchanged and stabilized the flow of the MR and its downstream delta, respectively. Overall, the obtained results have enhanced our understanding of the TSR, supporting further studies on river connectivity and reversal flow in this study area. Full articleHydrological drought severity explained by climate and catchment characteristics Streamflow drought deficit is caused by mean catchment wetness and elevation. Snow-dominated highly seasonal regimes in the Alps cause high drought deficit. Impacts of a drought are generally dependent on the severity of the hydrological drought event, which can be expressed by streamflow drought duration or deficit volume. For prediction and the selection of drought sensitive regions, it is crucial to know how streamflow drought severity relates to climate and catchment characteristics. In this study we investigated controls on drought severity based on a comprehensive Austrian dataset consisting of 44 catchments with long time series of hydrometeorological data (on average around 50xA0year) and information on a large number of physiographic catchment characteristics. Drought analysis was performed with the variable threshold level method and various statistical tools were applied, i. e. bivariate correlation analysis, heatmaps, linear models based on multiple regression, varying slope models, and automatic stepwise regression. Results indicate that streamflow drought duration is primarily controlled by storage, quantified by the Base Flow Index or by a combination of catchment characteristics related to catchment storage and release, e. g. geology and land use. Additionally, the duration of dry spells in precipitation is important for streamflow drought duration. Hydrological drought deficit, however, is governed by average catchment wetness (represented by mean annual precipitation) and elevation (reflecting seasonal storage in the snow pack and glaciers). Our conclusion is that both drought duration and deficit are governed by a combination of climate and catchment control, but not in a similar way. Besides meteorological forcing, storage is important storage in soils, aquifers, lakes, etc. influences drought duration and seasonal storage in snow and glaciers influences drought deficit. Consequently, the spatial variation of hydrological drought severity is highly dependent on terrestrial hydrological processes. Hydrological drought severity Drought duration Drought deficit Climate Catchment characteristics Storage 1. Introduction Drought is considered one of the most damaging natural disasters in terms of economic costs (e. g. navigation and hydropower production, Wilhite, 2000. Carroll et al. 2009 xA0andxA0Van Vliet et al. 2012 ), societal problems (e. g. increased mortality and conflict, Garcia-Herrera et al. 2010 Hsiang et al. ) and ecological impacts (e. g. forest dieback and impacts on aquatic ecosystems, Lake, 2011. Lewis et al. 2011 xA0andxA0Choat et al. 2012 ). Drought is commonly defined as a below-normal water availability (Wilhite and Glantz, 1985. Wilhite, 2000. Tallaksen and Van Lanen, 2004. Sheffield and Wood, 2011 xA0andxA0Mishra and Singh, 2010 ), but there is no real consensus about the application of this definition ( Hayes et al. 2010 ). In this study we assume that society and the ecosystem are adapted to the seasonal cycle and we regard drought as a deviation from this seasonal cycle, which means that droughts also occur in the high flow season. Drought is subdivided into different types of drought related to the variables of the hydrological cycle, precipitation (meteorological drought), soil moisture (soil moisture drought), and groundwater and streamflow (hydrological drought) ( Tallaksen and Van Lanen, 2004 ). Almost all drought impacts are related to soil moisture drought or hydrological drought, since both the ecosystem and society depend upon water from the catchment stores (soil, aquifers, lakes, rivers) rather than from precipitation directly. Hydrological drought is determined by the propagation of meteorological drought through the terrestrial hydrological cycle and is therefore influenced by the properties of the hydrological cycle (Peters et al. 2006. Van Lanen, 2006 xA0andxA0Vidal et al. 2010 ). For example, drought propagation is different in an semi-arid climate and a climate with snow accumulation in winter, and it differs between mountainous catchments, catchments with many lakes and wetlands, and catchments with mild slopes and large, porous aquifers ( Van Loon, 2013 ). Besides drought frequency (how often a drought occurs), drought severity (the strength of a drought) is an important characteristic of drought events since it is directly related to the impacts of drought ( Hayes et al. 2010 ). Drought severity can be quantified in various ways. In standardised indices (e. g. Standardised Precipitation Index, SPI, McKee et al. 1993 ), and Standardised Groundwater level Index, SGI ( Bloomfield and Marchant, 2013 ), which are increasingly used in scientific drought studies (e. g. Vicente-Serrano et al. 2009. Mishra et al. 2009 xA0andxA0Joetzjer et al. 2013 ), drought severity is expressed by the number of standard deviations from the mean. For most impacts, however, more physical measures of severity are needed ( Wong et al. 2013 ). For many aquatic ecosystems for example the duration of a drought in streamflow is crucial ( Bond et al. 2008 ), whereas for hydropower production the missing volume of water compared to normal conditions (deficit volume) is more relevant (Jonsdottir et al. 2005. Rossi et al. 2012 xA0andxA0Tsakiris et al. 2013 ). Hydrological drought duration and deficit are related since the deficit accumulates over the duration of the drought event (e. g. Dracup et al. 1980. Woo and Tariiule, 1994. Shiau and Shen, 2001. Kim et al. 2003. Hisdal et al. 2004. Mishra et al. 2009 xA0andxA0Wong et al. 2013 ). Van Lanen et al. 2013 xA0andxA0Van Loon et al. 2014 have shown that this relation is not linear. It is dependent on propagation of the drought ( Van Loon et al. 2014 ) and relates strongly to climate and catchment characteristics ( Van Lanen et al. 2013 ). Van Lanen et al. (2013) assessed the effect of climate (Koumlppen classes), soil and groundwater system on the bivariate probability distribution of drought duration and deficit. They found that the responsiveness of the groundwater system is as important for hydrological drought development as climate. What is still unclear is how hydrological drought duration and deficit relate to climate and catchment characteristics and which factor is dominant. Tallaksen and Hisdal (1997) speculated that ldquoThe distribution of drought duration is primarily thought to be governed by climate. However deficit volume is expected to be more related to catchment characteristicsrdquo ( Tallaksen and Hisdal, 1997 ). More recent studies however have shown convincingly that in a given climate hydrological drought duration is strongly related to the responsiveness of the groundwater system, both in a theoretical analysis and in a real world example (Peters et al. 2003 xA0andxA0Peters et al. 2005 ). On the other hand, there are indications of an effect of climate on drought deficit, because in many studies the deficit volume of hydrological drought is standardised by dividing by mean discharge to be able to compare catchments with different wetness (Clausen and Pearson, 1995. Kjeldsen et al. 2000 xA0andxA0Van Lanen et al. 2013 ). A quantitative analysis of the effects of climate and catchment control on drought duration and deficit has, to our knowledge, never been done. We intend to fill that gap and investigate the relative effects of climate and catchment on hydrological drought duration and deficit volume. For this study we used an extensive Austrian dataset, that contains observations of precipitation, temperature and discharge for a high number of catchments and includes thematic information for each catchment, e. g. climate, elevation, geology, land use (Laaha and Blschl, 2006. Gal et al. 2012 xA0andxA0Haslinger et al. 2014 ). By combining different types of analysis we hope to prove whether climate or catchment properties are more important in determining both drought duration and deficit. In Section 2. we will first describe the study area and data availability. Sections 3.1 xA0andxA04.1 deal with the drought analysis methods and its results and Sections 3.2 xA0andxA04.2 with the statistical analysis methods and its results. Finally, discussion and conclusions are given in Sections 5 xA0andxA06.How Streamflow is Measured Part 2: The discharge measurement Discharge is the volume of water moving down a stream or river per unit of time, commonly expressed in cubic feet per second or gallons per day. In general, river discharge is computed by multiplying the area of water in a channel cross section by the average velocity of the water in that cross section: discharge area velocity. The USGS uses numerous methods and types of equipment to measure velocity and cross-sectional area, including the following current meter and Acoustic Doppler Current Profiler. Current Meter The most common method used by the USGS for measuring discharge is the mechanical current-meter method. In this method, the stream channel cross section is divided into numerous vertical subsections (diagram to the left). In each subsection, the area is obtained by measuring the width and depth of the subsection, and the water velocity is determined using a current meter (left-side picture below). The discharge in each subsection is computed by multiplying the subsection area by the measured velocity. The total discharge is then computed by summing the discharge of each subsection. Numerous types of equipment and methods are used by USGS personnel to make current-meter measurements because of the wide range of stream conditions throughout the United States. Subsection width is generally measured using a cable, steel tape, or similar piece of equipment. Subsection depth is measured using a wading rod, if conditions permit, or by suspending a sounding weight from a calibrated cable and reel system off a bridge, cableway, or boat or through a hole drilled in ice. The velocity of the streamflow is measured using a current meter. The most common current meter used by the USGS is the Price AA current meter (fig. 4). The Price AA current meter has a wheel of six metal cups that revolve around a vertical axis. An electronic signal is transmitted by the meter on each revolution allowing the revolutions to be counted and timed. Because the rate at which the cups revolve is directly related to the velocity of the water, the timed revolutions are used to determine the water velocity. The Price AA meter is designed to be attached to a wading rod for measuring in shallow waters or to be mounted just above a weight suspended from a cable and reel system for measuring in fast or deep water. In shallow water, the Pygmy Price current meter can be used. It is a two-fifths scale version of the Price AA meter and is designed to be attached to a wading rod. A third mechanical current meter, also a variation of the Price AA current meter, is used for measuring water velocity beneath ice. Its dimensions allow it to fit easily through a small hole in the ice, and it has a polymer rotor wheel that hinders the adherence of ice and slush (right-side picture above). Acoustic Doppler Current Profiler In recent years, advances in technology have allowed the USGS to make discharge measurements by use of an Acoustic Doppler Current Profiler (ADCP). An ADCP uses the principles of the Doppler Effect to measure the velocity of water. The Doppler Effect is the phenomenon we experience when passed by a car or train that is sounding its horn. As the car or train passes, the sound of the horn seems to drop in frequency. The ADCP uses the Doppler Effect to determine water velocity by sending a sound pulse into the water and measuring the change in frequency of that sound pulse reflected back to the ADCP by sediment or other particulates being transported in the water. The change in frequency, or Doppler Shift, that is measured by the ADCP is translated into water velocity. The sound is transmitted into the water from a transducer to the bottom of the river (diagram below) and receives return signals throughout the entire depth. The ADCP also uses acoustics to measure water depth by measuring the travel time of a pulse of sound to reach the river bottom at back to the ADCP. To make a discharge measurement, the ADCP is mounted onto a boat or into a small watercraft (diagram above) with its acoustic beams directed into the water from the water surface. The ADCP is then guided across the surface of the river to obtain measurements of velocity and depth across the channel. The river-bottom tracking capability of the ADCP acoustic beams or a Global Positioning System (GPS) is used to track the progress of the ADCP across the channel and provide channel-width measurements. Using the depth and width measurements for calculating the area and the velocity measurements, the discharge is computed by the ADCP using discharge area velocity, similar to the conventional current-meter method. Acoustic velocity meters have also been developed for making wading measurements (picture to the left). The ADCP has proven to be beneficial to streamgaging in several ways. The use of ADCPs has reduced the time it takes to make a discharge measurement. The ADCP allows discharge measurements to be made in some flooding conditions that were not previously possible. Lastly, the ADCP provides a detailed profile of water velocity and direction for the majority of a cross section instead of just at point locations with a mechanical current meter this improves the discharge measurement accuracy. Sources and more information Related topics:
No comments:
Post a Comment