Uncertainty analysis of a dual-continuum model used to simulate subsurface hillslope runoff involving oxygen-18 as natural tracer

Title:

Uncertainty analysis of a dual-continuum model used to simulate subsurface hillslope runoff involving oxygen-18 as natural tracer
Analýza nejistot při modelování podpovrchového odtoku ze svahu metodou duálního kontinua s využitím izotopu kyslíku 18O jako přirozeného stopovače

Creator:

Dohnal, Michal, Vogel, Tomáš, Šanda, Martin, and Jelínková, Vladimíra

Identifier:

https://cdk.lib.cas.cz/client/handle/uuid:5504f0aa-78cc-4faf-9611-aeaffbd315f3
uuid:5504f0aa-78cc-4faf-9611-aeaffbd315f3
doi:10.2478/v10098-012-0017-0

Subject:

hillslope discharge, preferential flow, dual-permeability model, sensitivity analysis, GLUE, 18O content, odtok ze svahu, preferenční proudění, model duální permeability, analýza citlivosti, and koncentrace 18O

Type:

model:article and TEXT

Format:

bez média and svazek

Description:

A one-dimensional dual-continuum model (also known as dual-permeability model) was used to simulate the lateral component of subsurface runoff and variations in the natural 18O content in hillslope discharge. Model predictions were analyzed using the GLUE generalized likelihood uncertainty estimation procedure. Model sensitivity was evaluated by varying two separate triplets of parameters. The first triplet consisted of key parameters determining the preferential flow regime, i.e., the volumetric proportion of the preferential flow domain, a first-order transfer coefficient characterizing soil water exchange between the two flow domains of the dual-continuum system, and the saturated hydraulic conductivity of the preferential flow domain. The second triplet involved parameters controlling exclusively the soil hydraulic properties of the preferential flow domain, i.e., its retention curve and hydraulic conductivity function. Results of the analysis suggest high sensitivity to all parameters of the first triplet, and large differences in sensitivity to the parameters of the second triplet. The sensitivity analysis also confirmed a significant improvement in the identifiability of preferential flow parameters when 18O content was added to the objective function. and K simulacím laterální složky podpovrchového proudění a změn koncentrace izotopu kyslíku 18O ve vodě vytékající ze svahu byl použit jednorozměrný model využívající přístupu duálního kontinua. Nejistota modelových předpovědí byla odhadnuta s využitím metody zobecněné věrohodnosti (GLUE). Citlivost modelu byla zjišťována pomocí variací dvou samostatných trojic parametrů. První trojice sestávala z klíčových parametrů pro určení režimu preferenčního proudění, tj. objemového podílu preferenční domény proudění, přenosového koeficientu charakterizujícího výměnu vody mezi oběma doménami duálního systému a nasycené hydraulické vodivosti preferenční domény. Druhá trojice zahrnovala výhradně parametry určující hydraulické charakteristiky preferenční domény proudění, tj. retenční křivku a funkci hydraulické vodivosti. Z výsledků analýzy vyplývá vysoká citlivost modelu na všechny parametry z první trojice a velké rozdíly v citlivostech parametrů druhé trojice. Analýza dále potvrdila významné zlepšení zjistitelnosti parametrů preferenční domény v případě, kdy je do cílové funkce přidána koncentrace izotopu kyslíku 18O.

Language:

Slovak

Rights:

http://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0/
policy:public

Coverage:

194-205

Source:

Journal of hydrology and hydromechanics | 2012 Volume:60 | Number:3

Harvested from:

CDK

Metadata only:

false