The influence of non-stationarity in extreme hydrological events on flood frequency estimation

أثر اللااستقرارية في الأحداث الهيدرولوجية المتطرفة على تقدير تكرار الفيضانات

Clicks: 283
ID: 60622
2016
Article Quality & Performance Metrics
Overall Quality
Not rated
Combines reader engagement with the AI quality analysis. This article has not been analysed, so there is no overall score — reader engagement is measured and shown alongside.
AI Quality Assessment
Not analyzed
Mint this article as an NFT
Not yet minted

Create a permanent, verifiable on-chain record of this article on the Scimatic Network. The NFT is held in your Journament account, and you can withdraw it to your own wallet at any time.

5 SUSD one-off · no wallet required
Abstract
Substantial evidence shows that the frequency of hydrological extremes has been changing and is likely to continue to change in the near future. Non-stationary models for flood frequency analyses are one method of accounting for these changes in estimating design values. The objective of the present study is to compare four models in terms of goodness of fit, their uncertainties, the parameter estimation methods and the implications for estimating flood quantiles. Stationary and non-stationary models using the GEV distribution were considered, with parameters dependent on time and on annual precipitation. Furthermore, in order to study the influence of the parameter estimation approach on the results, the maximum likelihood (MLE) and Bayesian Monte Carlo Markov chain (MCMC) methods were compared. The methods were tested for two gauging stations in Slovenia that exhibit significantly increasing trends in annual maximum (AM) discharge series. The comparison of the models suggests that the stationary model tends to underestimate flood quantiles relative to the non-stationary models in recent years. The model with annual precipitation as a covariate exhibits the best goodness-of-fit performance. For a 10% increase in annual precipitation, the 10-year flood increases by 8%. Use of the model for design purposes requires scenarios of future annual precipitation. It is argued that these may be obtained more reliably than scenarios of extreme event precipitation which makes the proposed model more practically useful than alternative models.
تُشير أدلة جوهرية إلى أن تواتر الظواهر الهيدرولوجية المتطرفة آخذ في التغير، ومن المرجح أن يستمر في التغير في المستقبل القريب. وتُعد النماذج غير المستقرة لتحليل تواتر الفيضانات إحدى الطرق لمراعاة هذه التغيرات عند تقدير القيم التصميمية. ويتمثل الهدف من هذه الدراسة في المقارنة بين أربعة نماذج من حيث جودة المطابقة، ومستويات عدم اليقين المقترنة بها، وطرائق تقدير المعلمات، والآثار المترتبة على تقدير مئينات الفيضان. وقد جرى النظر في النماذج المستقرة وغير المستقرة باستخدام توزيع القيم المتطرفة المعمم (GEV)، حيث اعتمدت المعلمات على الزمن وعلى الهطول المطري السنوي. وعلاوة على ذلك، ولدراسة تأثير نهج تقدير المعلمات على النتائج، قورنت طريقة الإمكان الأقصى (MLE) بطريقة سلاسل ماركوف لمونتي كارلو البايزية (MCMC). واختُبرت الطرائق في محطتي رصد في سلوفينيا تُظهران اتجاهات تزايدية ذات دلالة إحصائية في سلاسل التصريف السنوي الأقصى (AM). وتُشير مقارنة النماذج إلى أن النموذج المستقر يميل إلى بخس تقدير مئينات الفيضان مقارنة بالنماذج غير المستقرة في السنوات الأخيرة. ويُظهر النموذج الذي يعتمد الهطول السنوي كمتغير مشترك أفضل أداء من حيث جودة المطابقة؛ إذ إنه مقابل كل زيادة قدرها 10% في الهطول السنوي، يزداد فيضان العشر سنوات بنسبة 8%. ويتطلب استخدام النموذج للأغراض التصميمية وضع سيناريوهات للهطول السنوي المستقبلي، ويُرجَّح أن الحصول على هذه السيناريوهات يمكن أن يتسم بموثوقية أعلى مقارنة بسيناريوهات هطول الأحداث المتطرفة، مما يجعل النموذج المقترح أكثر فائدة من الناحية العملية مقارنة بالنماذج البديلة.
Reference Key
mojca2016thejournal Use this key to autocite in the manuscript while using SciMatic Manuscript Manager or Thesis Manager
Authors Mojca, Šraj;Alberto, Viglione;Juraj, Parajka;Günter, Blöschl;
Journal journal of hydrology and hydromechanics
Year 2016
DOI
DOI not found
URL
Keywords

Citations

No citations found. To add a citation, contact the admin at info@scimatic.org

No comments yet. Be the first to comment on this article.