A field and modeling study of nonlinear storage-discharge dynamics for an Alpine headwater catchment
Notice bibliographique
Résumé
A process-based coupled model of surface-subsurface flow is applied to the simulation of nonlinear hydrological dynamics for an experimental mountain headwater catchment in northeastern Italy. The comparison between measured and simulated responses, both distributed (water table and soil moisture) and integrated (streamflow at the outlet), shows that the model satisfactorily reproduces various nonlinear processes, in particular threshold behavior and hysteresis in the catchment storage-discharge relationship. We typically observe a clockwise loop in this relationship, i.e., streamflow response is faster than groundwater and soil moisture response, due to larger time scales for subsurface processes and to soil moisture persistence and redistribution. The model is based on a standard Richards equation representation of integrated saturated-unsaturated-runoff dynamics and needs no ad hoc parameterization (e.g., for macropores, pipe flow, or retention curve hysteresis) to capture observed hysteretic relationships between storage and discharge. Additional numerical experiments are carried out to investigate how heterogeneity (bedrock permeability and the distinction between riparian and hillslope areas) and aquifer thickness and topography affect this nonlinear dynamics. The results show that catchment topography and soil depth exert the main control on the hysteresis and threshold patterns. This is evident from a spatial analysis of streamflow and water table response times to storm events, where the threshold points correspond to changes in terrain slope. These findings are confirmed by a further set of analyses carried out on an idealized v-shaped catchment.
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Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.
Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,002 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule tête enseignante, pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».