Published August 1, 2022 | Version v1
Publication Open

Methodology for Estimating Streamflow by Water Balance and Rating Curve Methods Based on Logistic Regression

Creators

  • 1. Universidade Federal de Viçosa

Description

Both water balance (WB) and rating curve (RC) are methods for estimating streamflow. The first is mostly used to estimate reservoir outflows, while the second is usually adopted in hydrometeorological network streamflow gauges. While WB uses hourly collected data, the RC estimates streamflow using current water level and extrapolation techniques. The objective of this study was to analyze variations in the reservoir's hourly outflow at Queimado Hydroelectric Power Plant (HPP Queimado) and to propose a method to evaluate whether the estimate of the daily outflows, obtained by the WB method, is similar to the flow values obtained at a conventional station. The logistic regression (LR) model was used because it is a method that adopts binary, categorically dependent variables to identify the event of interest. The results showed that the values of streamflow, obtained from an average of two daily readings, were a good representation of the flows in the region. The LR was able to identify atypical data, especially in the rainy season. This means that data consistency analysis can be faster and safer, when adequately employed and considering the proposed conditions, contributing to both management policies and the management of water resources.

⚠️ This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%

Translated Description (Arabic)

يعد كل من توازن الماء ومنحنى التصنيف من طرق تقدير تدفق التيار. يستخدم الأول في الغالب لتقدير تدفقات الخزان، في حين يتم اعتماد الثاني عادة في مقاييس تدفق شبكة الأرصاد الجوية المائية. بينما يستخدم البنك الدولي البيانات التي يتم جمعها كل ساعة، تقدر الهيئة الملكية تدفق المياه باستخدام مستوى المياه الحالي وتقنيات الاستقراء. كان الهدف من هذه الدراسة هو تحليل الاختلافات في التدفق بالساعة للخزان في محطة كيمادو لتوليد الطاقة الكهرومائية (HPP Queimado) واقتراح طريقة لتقييم ما إذا كان تقدير التدفقات الخارجية اليومية، التي تم الحصول عليها بطريقة البنك الدولي، مشابهًا لقيم التدفق التي تم الحصول عليها في محطة تقليدية. تم استخدام نموذج الانحدار اللوجستي (LR) لأنه طريقة تعتمد متغيرات ثنائية معتمدة بشكل قاطع لتحديد الحدث محل الاهتمام. أظهرت النتائج أن قيم تدفق التيار، التي تم الحصول عليها من قراءتين يوميتين في المتوسط، كانت تمثيلًا جيدًا للتدفقات في المنطقة. تمكنت منطقة التعلم من تحديد البيانات غير النمطية، خاصة في موسم الأمطار. وهذا يعني أن تحليل اتساق البيانات يمكن أن يكون أسرع وأكثر أمانًا، عندما يتم توظيفه بشكل كافٍ مع مراعاة الظروف المقترحة، مما يساهم في كل من سياسات الإدارة وإدارة الموارد المائية.

Translated Description (French)

Le bilan hydrique (WB) et la courbe nominale (RC) sont des méthodes d'estimation du débit. Le premier est principalement utilisé pour estimer les débits sortants du réservoir, tandis que le second est généralement adopté dans les jauges de débit du réseau hydrométéorologique. Alors que WB utilise des données collectées toutes les heures, le RC estime le débit du cours d'eau en utilisant le niveau d'eau actuel et les techniques d'extrapolation. L'objectif de cette étude était d'analyser les variations du débit horaire du réservoir à la centrale hydroélectrique de Queimado (HPP Queimado) et de proposer une méthode pour évaluer si l'estimation des débits journaliers, obtenue par la méthode WB, est similaire aux valeurs de débit obtenues à une station conventionnelle. Le modèle de régression logistique (LR) a été utilisé car il s'agit d'une méthode qui adopte des variables binaires dépendantes catégoriquement pour identifier l'événement d'intérêt. Les résultats ont montré que les valeurs de débit, obtenues à partir d'une moyenne de deux lectures quotidiennes, étaient une bonne représentation des débits dans la région. Le LR a pu identifier des données atypiques, en particulier pendant la saison des pluies. Cela signifie que l'analyse de la cohérence des données peut être plus rapide et plus sûre, lorsqu'elle est correctement utilisée et compte tenu des conditions proposées, contribuant à la fois aux politiques de gestion et à la gestion des ressources en eau.

Translated Description (Spanish)

Tanto el balance hídrico (WB, por sus siglas en inglés) como la curva de clasificación (RC, por sus siglas en inglés) son métodos para estimar el El primero se utiliza principalmente para estimar las salidas de los yacimientos, mientras que el segundo generalmente se adopta en los medidores de flujo de corriente de la red hidrometeorológica. Si bien WB utiliza los datos recopilados por hora, el RC estima el flujo de la corriente utilizando el nivel actual del agua y las técnicas de extrapolación. El objetivo de este estudio fue analizar las variaciones en la salida horaria del embalse en la Central Hidroeléctrica Queimado (HPP Queimado) y proponer un método para evaluar si la estimación de las salidas diarias, obtenida por el método WB, es similar a los valores de flujo obtenidos en una estación convencional. Se utilizó el modelo de regresión logística (RL) porque es un método que adopta variables binarias, categóricamente dependientes para identificar el evento de interés. Los resultados mostraron que los valores de caudales, obtenidos a partir de una media de dos lecturas diarias, fueron una buena representación de los caudales en la región. El LR fue capaz de identificar datos atípicos, especialmente en la temporada de lluvias. Esto significa que el análisis de consistencia de datos puede ser más rápido y seguro, cuando se emplea adecuadamente y teniendo en cuenta las condiciones propuestas, contribuyendo tanto a las políticas de gestión como a la gestión de los recursos hídricos.

Files

latest.pdf.pdf

Files (630.8 kB)

⚠️ Please wait a few minutes before your translated files are ready ⚠️ Note: Some files might be protected thus translations might not work.
Name Size Download all
md5:aa140cd1d77592441e8f94a5c2094f3f
630.8 kB
Preview Download

Additional details

Additional titles

Translated title (Arabic)
منهجية تقدير التدفق حسب التوازن المائي وطرق منحنى التصنيف بناءً على الانحدار اللوجستي
Translated title (French)
Méthodologie d'estimation du débit du cours d'eau par les méthodes de bilan hydrique et de courbe de tarification basées sur la régression logistique
Translated title (Spanish)
Metodología para estimar el flujo de corriente por métodos de balance hídrico y curva de clasificación basados en la regresión logística

Identifiers

Other
https://openalex.org/W4289295768
DOI
10.1007/s11269-022-03259-1

Is supplement to
https://openalex.org/W599663350 (Other)
https://openalex.org/W3178764187 (Other)
https://openalex.org/W2799451207 (Other)
https://openalex.org/W2531540733 (Other)
https://openalex.org/W2342701660 (Other)
https://openalex.org/W2163747132 (Other)
https://openalex.org/W2163722933 (Other)
https://openalex.org/W2088609778 (Other)
https://openalex.org/W2087771973 (Other)
https://openalex.org/W1876592668 (Other)

GreSIS Basics Section

Is Global South Knowledge
Yes
Country
Brazil

References

  • https://openalex.org/W2008662004
  • https://openalex.org/W2058412210
  • https://openalex.org/W2075276374
  • https://openalex.org/W2078129874
  • https://openalex.org/W2801806213
  • https://openalex.org/W2900857943
  • https://openalex.org/W3090534603
  • https://openalex.org/W3095129627
  • https://openalex.org/W3097299017
  • https://openalex.org/W3116767385
  • https://openalex.org/W3120362800
  • https://openalex.org/W3125937743
  • https://openalex.org/W3137733972
  • https://openalex.org/W3154688994
  • https://openalex.org/W3169770525
  • https://openalex.org/W4294541781