Published April 5, 2024 | Version v1
Publication Open

Reply on RC2

Creators

  • 1. State Key Laboratory of Hydrology-Water Resources and Hydraulic Engineering
  • 2. Tsinghua University

Description

Abstract. Bimodal runoff behavior, characterized by two distinct peaks in flow response, often leads to significant stormflow and associated flooding. Understanding and characterizing this phenomenon is crucial for effective flood forecasting. However, this runoff behavior has been understudied and poorly understood in semi-humid regions. In this study, we investigated the response characteristics and occurrence conditions of bimodal hydrograph based on the hydrometric and isotope data spanning 10 years in a semi-humid forested watershed in North China. The main findings include: 1) the onset of the bimodal hydrograph exhibits a threshold behavior, with delayed streamflow peaks occurring when the sum of event rainfall (P) and antecedent soil moisture index prior to the rainfall (ASI) exceeds 200 mm; 2) isotopic hydrograph separation reveals that delayed stormflow process is primarily driven by pre-event water, with increasing contributions of pre-event water during catchment wetting-up; 3) the dynamic variation in groundwater level precedes that of streamflow, establishing a hysteretic relationship wherein groundwater level peaks before streamflow during delayed stormflow. These findings, supported by onsite observations, emphasize the dominance of shallow groundwater flow in the generation of delayed stormflow.

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

Translated Description (Arabic)

الملخص. غالبًا ما يؤدي سلوك الجريان السطحي ثنائي النمط، الذي يتميز بقمتين متميزتين في الاستجابة للتدفق، إلى تدفق كبير للعواصف والفيضانات المرتبطة بها. يعد فهم هذه الظاهرة وتوصيفها أمرًا بالغ الأهمية للتنبؤ الفعال بالفيضانات. ومع ذلك، لم يتم دراسة سلوك الجريان السطحي هذا وفهمه بشكل جيد في المناطق شبه الرطبة. في هذه الدراسة، قمنا بالتحقيق في خصائص الاستجابة وظروف حدوث الهيدروغراف ثنائي النمط بناءً على بيانات القياسات المائية والنظائر المشعة التي تمتد على مدى 10 سنوات في مستجمعات المياه شبه الرطبة في شمال الصين. تشمل النتائج الرئيسية ما يلي: 1) يُظهر بداية الهيدروغراف ثنائي النمط سلوكًا عتبيًا، مع حدوث قمم تدفق تيار متأخرة عندما يتجاوز مجموع هطول الأمطار (P) ومؤشر رطوبة التربة السابق قبل هطول الأمطار (ASI) 200 مم ؛ 2) يكشف الفصل الهيدروغرافي النظيري أن عملية تدفق العواصف المتأخرة مدفوعة في المقام الأول بمياه ما قبل الحدث، مع زيادة مساهمات مياه ما قبل الحدث أثناء ترطيب مستجمعات المياه ؛ 3) يسبق التباين الديناميكي في مستوى المياه الجوفية مستوى تدفق التيار، مما ينشئ علاقة هستيرية حيث يصل مستوى المياه الجوفية إلى ذروته قبل تدفق التيار أثناء تدفق العواصف المتأخر. تؤكد هذه النتائج، المدعومة بالملاحظات في الموقع، على هيمنة تدفق المياه الجوفية الضحلة في توليد تدفق العواصف المتأخر.

Translated Description (French)

Résumé. Le comportement bimodal du ruissellement, caractérisé par deux pics distincts de réponse à l'écoulement, conduit souvent à un écoulement orageux important et à des inondations associées. Comprendre et caractériser ce phénomène est crucial pour une prévision efficace des inondations. Cependant, ce comportement de ruissellement a été peu étudié et mal compris dans les régions semi-humides. Dans cette étude, nous avons étudié les caractéristiques de réponse et les conditions d'occurrence de l'hydrographe bimodal sur la base des données hydrométriques et isotopiques couvrant 10 ans dans un bassin versant forestier semi-humide du nord de la Chine. Les principales conclusions comprennent : 1) le début de l'hydrographe bimodal présente un comportement de seuil, avec des pics de débit retardés se produisant lorsque la somme des précipitations de l'événement (P) et de l'indice d'humidité du sol antérieur avant les précipitations (ASI) dépasse 200 mm ; 2) la séparation isotopique de l'hydrographe révèle que le processus d'écoulement pluvial retardé est principalement entraîné par l'eau avant l'événement, avec des contributions croissantes de l'eau avant l'événement pendant l'humidification du bassin ; 3) la variation dynamique du niveau des eaux souterraines précède celle de l'écoulement fluvial, établissant une relation hystérétique dans laquelle le niveau des eaux souterraines culmine avant l'écoulement fluvial pendant l'écoulement pluvial retardé. Ces résultats, étayés par des observations sur place, soulignent la prédominance de l'écoulement souterrain peu profond dans la génération d'un écoulement pluvial retardé.

Translated Description (Spanish)

Resumen. El comportamiento de escorrentía bimodal, caracterizado por dos picos distintos en la respuesta de flujo, a menudo conduce a un flujo de tormenta significativo y a inundaciones asociadas. Comprender y caracterizar este fenómeno es crucial para pronosticar eficazmente las inundaciones. Sin embargo, este comportamiento de escorrentía ha sido poco estudiado y poco comprendido en las regiones semihúmedas. En este estudio, investigamos las características de respuesta y las condiciones de ocurrencia del hidrograma bimodal en base a los datos hidrométricos e isotópicos que abarcan 10 años en una cuenca boscosa semihúmeda en el norte de China. Los principales hallazgos incluyen: 1) el inicio del hidrograma bimodal exhibe un comportamiento umbral, con picos de flujo de corriente retrasados que ocurren cuando la suma de la precipitación del evento (P) y el índice de humedad del suelo antecedente antes de la precipitación (asi) excede los 200 mm; 2) la separación isotópica del hidrograma revela que el proceso de flujo de tormenta retrasado es impulsado principalmente por el agua previa al evento, con contribuciones crecientes de agua previa al evento durante la humectación de la cuenca; 3) la variación dinámica en el nivel del agua subterránea precede a la del flujo de corriente, estableciendo una relación histérica en la que los picos del nivel del agua subterránea antes del flujo de corriente durante el flujo de tormenta retrasado. Estos hallazgos, respaldados por observaciones in situ, enfatizan el predominio del flujo de aguas subterráneas poco profundas en la generación de flujo de tormenta retardado.

Files

hess-2024-36.pdf.pdf

Files (2.7 MB)

⚠️ 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
md5:354b8a6c44a0a4c83bef324656cdb1c7
2.7 MB
Preview Download

Additional details

Additional titles

Translated title (Arabic)
الرد على RC2
Translated title (French)
Réponse sur RC2
Translated title (Spanish)
Responder en RC2

Identifiers

Other
https://openalex.org/W4393987734
DOI
10.5194/hess-2024-36-ac2

Is supplement to
https://openalex.org/W4391913857 (Other)
https://openalex.org/W2748952813 (Other)
https://openalex.org/W2530322880 (Other)
https://openalex.org/W2478288626 (Other)
https://openalex.org/W2390279801 (Other)
https://openalex.org/W2382290278 (Other)
https://openalex.org/W2376932109 (Other)
https://openalex.org/W2358668433 (Other)
https://openalex.org/W2350741829 (Other)
https://openalex.org/W2001405890 (Other)

GreSIS Basics Section

Is Global South Knowledge
Yes
Country
China