Published January 1, 2017
| Version v1
Publication
Open
Comparative assessment between GR model and tank model for rainfall-runoff analysis using Kalman filter- application to Algerian basins-.
- 1. Larbi Ben M'hidi University of Oum El Bouaghi
- 2. University of Sharjah
- 3. University of Ouargla
Description
Modeling the rainfall-runoff relationship with conceptual models has always been a fascinating subject for hydrologists in view of its practical importance and complexity. This study presents a comparative assessment of the performance of two well established rainfall-runoff conceptual models. A first model called: Model 'Genie Rural' (i.e. Agricultural Engineering) and abbreviated GR, developed by Cemagref has been extensively tested in the Mediterranean watersheds and some basins in African countries. When applied to Algerian basins, the different version of the GR model gave satisfactory results, particularly for long time steps (monthly and annual data). In this work, the tank Model by Sugawara using Kalman filter for adaptive calibration is developed and tested for the first time to assess rainfall-runoff in Algerian basins. The results appear to be very prominent and far better than those given by the GR models including daily time steps. Indeed, a comparison between the two models established for daily and monthly data was performed on the three (03) Algerian Basins (i.e. Isser, Zardezas basin and Cheffia). Calibration of the Tank model parameters was performed by Kalman filter. Furthermore, the structure of tank model (i.e: number of tanks, number of outlets in each tank, and their location) was determinated for the studied basins.
Translated Descriptions
⚠️
This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%
Translated Description (Arabic)
لطالما كانت نمذجة العلاقة بين هطول الأمطار والنماذج المفاهيمية موضوعًا رائعًا لعلماء الهيدرولوجيا نظرًا لأهميتها العملية وتعقيدها. تقدم هذه الدراسة تقييمًا مقارنًا لأداء نموذجين مفاهيميين راسخين لهطول الأمطار. تم اختبار النموذج الأول المسمى: نموذج "Genie Rural" (أي الهندسة الزراعية) والمختصر GR، الذي طورته Cemagref على نطاق واسع في مستجمعات المياه في البحر الأبيض المتوسط وبعض الأحواض في البلدان الأفريقية. عند تطبيقها على الأحواض الجزائرية، أعطت النسخة المختلفة من نموذج GR نتائج مرضية، خاصة بالنسبة للخطوات الزمنية الطويلة (البيانات الشهرية والسنوية). في هذا العمل، تم تطوير واختبار نموذج TANK من Sugawara باستخدام مرشح Kalman للمعايرة التكيفية لأول مرة لتقييم هطول الأمطار في الأحواض الجزائرية. يبدو أن النتائج بارزة جدًا وأفضل بكثير من تلك التي تقدمها نماذج GR بما في ذلك الخطوات الزمنية اليومية. في الواقع، تم إجراء مقارنة بين النموذجين اللذين تم إنشاؤهما للبيانات اليومية والشهرية على الأحواض الجزائرية الثلاثة (أي إيسر وحوض زارديزاس والشيفية). تم إجراء معايرة معلمات نموذج الخزان بواسطة مرشح كالمان. علاوة على ذلك، تم تحديد هيكل نموذج الخزان (أي: عدد الخزانات، وعدد المنافذ في كل خزان، وموقعها) للأحواض المدروسة.Translated Description (French)
La modélisation de la relation pluie-débit avec des modèles conceptuels a toujours été un sujet fascinant pour les hydrologues compte tenu de son importance pratique et de sa complexité. Cette étude présente une évaluation comparative de la performance de deux modèles conceptuels de ruissellement pluviométrique bien établis. Un premier modèle appelé : Modèle « Génie Rural » (c.-à-d. Génie Agricole) et GR abrégé, développé par le Cemagref a été largement testé dans les bassins versants méditerranéens et certains bassins versants dans les pays africains. Appliquée aux bassins algériens, la version différente du modèle GR a donné des résultats satisfaisants, en particulier pour les étapes de longue durée (données mensuelles et annuelles). Dans ce travail, le modèle de réservoir de Sugawara utilisant le filtre de Kalman pour l'étalonnage adaptatif est développé et testé pour la première fois pour évaluer le ruissellement des précipitations dans les bassins algériens. Les résultats semblent être très importants et bien meilleurs que ceux donnés par les modèles GR, y compris les pas de temps quotidiens. En effet, une comparaison entre les deux modèles établis pour les données journalières et mensuelles a été réalisée sur les trois (03) bassins algériens (i.e. Isser, bassin Zardezas et Cheffia). L'étalonnage des paramètres du modèle de réservoir a été effectué par le filtre de Kalman. En outre, la structure du modèle de réservoir (c'est-à-dire : nombre de réservoirs, nombre de sorties dans chaque réservoir et leur emplacement) a été déterminée pour les bassins étudiés.Translated Description (Spanish)
Modelar la relación lluvia-escorrentía con modelos conceptuales siempre ha sido un tema fascinante para los hidrólogos en vista de su importancia práctica y complejidad. Este estudio presenta una evaluación comparativa del rendimiento de dos modelos conceptuales de lluvia y escorrentía bien establecidos. Un primer modelo llamado: Modelo 'Genie Rural' (es decir, Ingeniería Agrícola) y abreviado GR, desarrollado por Cemagref, ha sido ampliamente probado en las cuencas mediterráneas y algunas cuencas en países africanos. Cuando se aplicó a las cuencas argelinas, la versión diferente del modelo GR dio resultados satisfactorios, particularmente para etapas de largo plazo (datos mensuales y anuales). En este trabajo, se desarrolla y prueba por primera vez el modelo de tanque de Sugawara que utiliza el filtro Kalman para la calibración adaptativa para evaluar la escorrentía pluvial en las cuencas argelinas. Los resultados parecen ser muy prominentes y mucho mejores que los dados por los modelos GR, incluidos los pasos de tiempo diarios. De hecho, se realizó una comparación entre los dos modelos establecidos para los datos diarios y mensuales en las tres (03) cuencas argelinas (es decir, Isser, cuenca Zardezas y Cheffia). La calibración de los parámetros del modelo del tanque se realizó mediante el filtro Kalman. Además, se determinó la estructura del modelo de tanque (es decir, el número de tanques, el número de salidas en cada tanque y su ubicación) para las cuencas estudiadas.Files
matecconf_ascm2017_05006.pdf.pdf
Files
(24 Bytes)
| Name | Size | Download all |
|---|---|---|
|
md5:7624dcbc096921e31a1da610e19a546e
|
24 Bytes | Preview Download |
Additional details
Additional titles
- Translated title (Arabic)
- تقييم مقارن بين نموذج GR ونموذج الخزان لتحليل الجريان السطحي لهطول الأمطار باستخدام تطبيق مرشح Kalman على الأحواض الجزائرية.
- Translated title (French)
- Évaluation comparative entre le modèle GR et le modèle de réservoir pour l'analyse du ruissellement des précipitations à l'aide du filtre de Kalman - application aux bassins algériens -.
- Translated title (Spanish)
- Evaluación comparativa entre el modelo GR y el modelo de tanque para el análisis de lluvia-escorrentía utilizando el filtro Kalman -aplicación a cuencas argelinas-.
Identifiers
- Other
- https://openalex.org/W2743225324
- DOI
- 10.1051/matecconf/201712005006
References
- https://openalex.org/W2007719489
- https://openalex.org/W2033904036
- https://openalex.org/W2044767915
- https://openalex.org/W2049177731
- https://openalex.org/W2147746661
- https://openalex.org/W2791336133