In this study Active Learning Method (ALM) as a novel fuzzy modeling approach is compared with optimized Support Vector Machine (SVM) using simple Genetic Algorithm (GA), as a well known datadriven model for long term simulation of daily streamflow in Karoon River. The daily discharge data from 1991 to 1996 and from 1996 to 1999 were utilized for training and testing of the models, respectively. Values of the Nash-Sutcliffe, Bias, R2 , MPAE and PTVE of ALM model with 16 fuzzy rules were 0.81, 5.5 m3 s -1, 0.81, 12.9%, and 1.9%, respectively. Following the same order of parameters, these criteria for optimized SVM model were 0.8, -10.7 m3 s-1, 0.81, 7.3%, and -3.6%, respectively. The results show appropriate and acceptable simulation by ALM and optimized SVM. Optimized SVM is a well-known method for runoff simulation and its capabilities have been demonstrated. Therefore, the similarity between ALM and optimized SVM results imply the ability of ALM for runoff modeling. In addition, ALM training is easier and more straightforward than the training of many other data driven models such as optimized SVM and it is able to identify and rank the effective input variables for the runoff modeling. According to the results of ALM simulation and its abilities and properties, it has merit to be introduced as a new modeling method for the runoff modeling. and Cieľom štúdie bolo porovnať možnosti dlhodobej simulácie denných prietokov v rieke Karoon pomocou novovyvinutej fuzzy metódy aktívneho učenia (Active Learning Method - ALM) a známej metódy vektormi podporených strojov (Support Vector Machine - SVM), optimalizovanej genetickým algoritmom (GA). Na tréning a testovanie modelov boli použité časové rady denných prietokov za obdobie rokov 1991 až 1996 a 1996 až 1999. Hodnoty parametrov Nash-Sutcliffe, Bias, R2 , MPAE a PTVE pre model ALM boli 0,81; 5,5 m3 s-1; 0,81; 12,9% a 1,9%. Parametre v tom istom poradí pre model SVM boli 0,8 -10,7 m3 s-1, 0,81; 7,3%; a -3,6%. Z výsledkov simulácií vyplýva, že aplikáciou metód ALM a SVM možno získať porovnateľné a akceptovateľné výsledky. Podobnosť výsledkov medzi ALM a SVM implikuje vhodnosť novovyvinutej metódy ALM pre simuláciu odtoku. Tréning ALM je ľahší a jednoduchší ako je tréning ďalších dátami riadených modelov podobného typu. Navyše algoritmus ALM je schopný identifikovať a zoradiť efektívne vstupné premenné pre modelovanie odtoku. Na základe dosiahnutých výsledkov možno metódu ALM zaradiť medzi nové, alternatívne metódy modelovania odtoku.
We analyzed the runoff and its temporal distribution during the catastrophic flood events on river Gidra (32.9 km2 ) and Parná (37.86 km2 ) of the 7th June 2011. The catchments are located in the Small Carpathian Mountains, western Slovakia. Direct measurements and evaluation of the peak discharge values after such extreme events are emphasized in the paper including exceedance probabilities of peak flows and of their causal flash rainfall events. In the second part of the paper, plausible modeling mode is presented, using the NLC (Non Linear Cascade) rainfall-runoff model. Several hypothetical extreme flood events were simulated by the NLC model for both rivers. Also the flood runoff volumes are evaluated as basic information on the natural or artificial catchment storage. and Predložený príspevok analyzuje tvorbu a priebeh odtoku počas katastrofickej povodňovej situácie na Gidre (32,9 km2 ) a na Parnej (37,86 km2 ) dňa 7. 6. 2011. Povodia týchto tokov sa nachádzajú v Malých Karpatoch na západnom Slovensku. V príspevku sa kladie dôraz na priame zameranie a vyhodnotenie kulminačných prietokov po výskyte takýchto povodní. Diskutujú sa problémy vyjadrenia pravdepodobnosti prekročenia kulminačných prietokov a dažďov, ktoré ich spôsobili. V druhej časti príspevku je prezentovaný možný spôsob modelovania povodne jednoduchým zrážkovo-odtokovým modelom NLC. Daným modelom NLC sú následne simulované prietoky Gidry v stanici Píla a Parná v stanici Horné Orešany za extrémnej hypotetickej zrážkovej udalosti. Hodnotené sú objemy odtoku počas povodní, ako základný údaj pre reálny odhad ich prirodzeného alebo umelého zadržania.
This article presents the numerical modelling of hydrodynamics and sediment transport processes in the seasonal Pathri Rao River, which flows in the Northern part of India. Modelling is made by the coupled application of the hydrodynamic model called TELEMAC-2D and the morphodynamic model called SediMorph. The hydrodynamic model results are validated with the observed data and it has been found that the present model provides reasonable predictions. Likewise, the validation of the morphodynamic model is also presented. For this purpose, the suspended and bed load transport modules are validated separately for four runoff events observed during the investigations. The validation of the former is approached by comparing the depth-averaged suspended transport concentrations against experimental measurements made at the make-shift gauging station and subsequent comparison against experimental measurements. On the other hand, due to non-availability of the observed values on bed load sediment transport, the bed load sediment transport and bed evolution numerical results could not be validated quantitatively and was approached only on qualitative basis. In general, both validations present an acceptable agreement with measurements and scientific facts. Further, this study demonstrates that the coupled TELEMAC-2D/SediMorph system could be used with confidence for practical applications in the Pathri Rao River. and Príspevok obsahuje výsledky numerického modelovania hydrodynamických javov a transportu sedimentov v občasnom toku Pathri Rao, v severnej časti Indie. Procesy boli modelované zdvojenou aplikáciou hydrodynamického modelu TELEMAC-2D a morfodynamického modelu SediMorph. Výsledky modelovania hydrodynamickým modelom boli verifikované s využitím pozorovaných hodnôt; bolo zistené, že model dáva akceptovateľné výsledky. Prezentuje sa tiež verifikácia morfodynamického modelu. Počas epizód odtoku bol transport suspendovaných častíc a častíc transportovaných po dne toku verifikovaný osobitne. Verifikácia transportu suspendovaných častíc bola uskutočnená porovnaním hĺbkovo spriemerovanými koncentráciami suspendovaných častíc s meranými hodnotami na prietokomerných staniciach. Pre nedostatok pozorovaných údajov o dnovom transporte, údaje o ňom a o zmenách morfológie toku mohli byť verifikované len kvalitatívne. Záverom, obe verifikácie dali akceptovateľnú zhodu s výsledkami meraní a existujúcimi vedeckými poznatkami. Okrem toho výsledky štúdie demonštrujú schopnosť zdvojených modelov TELEMAC-2D/SediMorph získavať spoľahlivé výsledky pri aplikácii na rieke Pathri Rao.
The paper summarises experience with runoff modelling in mountain catchment of the Jalovecky creek, Western Tatra Mountains, Slovakia, using TOPMODEL. The work was focused on runoff reproduction and estimation of areal extent of saturated areas, both with different time steps of input meteorological data (hourly or daily) and grid size of input digital elevation model (DEM). Simulations with the daily data from summer months 1988-1993 provided slightly overestimated runoff and saturated areas reached up to 5-19% of catchment area (for the DEM grid size of 10 m). Model parameters for each season were invariant. Hourly input data provided more heterogeneous results. Runoff reproduction was best for single long flood events and model parameters for different events varied. Saturated areas for the DEM grid size of 10 m varied between 1.1 and 10.8% of catchment area. The grid size did not influence runoff reproduction. The change of DEM resolution affected only the surface/subsurface flow ratio and, consequently areal extent of saturated areas. Modelled saturated areas cumulated along the main stream network. High modelled contribution of subsurface runoff to total catchment runoff was in accordance with the results of hydrograph separations. Field measurements of soil moisture in the upper soil layer indicated important role of vegetation (forest) which was not considered by the model. and V príspevku sme zhrnuli skúsenosti s matematickým zrážkovoodtokovým modelom TOPMODEL pri modelovaní odtoku v horskom povodí Jaloveckého potoka v Západných Tatrách. Zaujímala nás najmä schopnosť modelu reprodukovať odtok z horského povodia a predpovedať plošný rozsah nasýtených oblastí pri rôznom časovom kroku vstupných údajov a rôznej veľkosti štvorca siete digitálneho modelu reliéfu. Pri simulácii odtoku s dennými vstupnými údajmi za letné mesiace rokov 1988-1993 bol modelovaný odtok mierne nadhodnotený a nasýtené oblasti pri štvorci siete 10 m predstavovali maximálne 5-19 % plochy povodia. Parametre modelu v jednotlivých rokoch nebolo potrebné meniť. Pri práci s hodinovými údajmi boli výsledky rôznorodejšie. Lepšia zhoda meraného a simulovaného odtoku bola dosiahnutá pri dlhšie trvajúcich vlnách a parametre modelu boli pre rôzne vlny rôzne. Pre rôzne vlny kolísal maximálny rozsah nasýtených oblastí pri štvorci siete 10 m od 1,1 do 10,8 % plochy povodia. Veľkosť štvorca siete nemala vplyv na simuláciu celkového odtoku z povodia a prejavila sa len na pomere povrchového a podpovrchového odtoku a následne na rozsahu nasýtených oblasti. Modelované nasýtené oblasti sa vyskytujú v blízkosti riečnej siete. Vyhodnotenie meraní vlhkostí pôdy v povodí poukazuje na značný vplyv vegetácie. Keďže v predkladanej práci bola použitá verzia modelu, ktorá neobsahuje simulácie procesov v nadzemných častiach prostredia, bolo simulované rozdelenie nasýtených oblastí v lesnatých častiach povodia modelom odlišné od rozdelenia zisteného priamym pozorovaním v povodí. Vysoký podiel modelovaného podpovrchového odtoku v celkovom odtoku bol potvrdený aj separáciou odtoku pomocou prírodných izotopov.