A Modeling Framework to Investigate the Impact of Climate and Land-Use/Cover Change on Hydrological Processes in the Elbow River Watershed in Southern Alberta
Notice bibliographique
Résumé
Complex dynamical and physical interactions exist between climate, land use/cover (LULC), and hydrology. In fact, each of these systems is considered complex because they possess the following characteristics. They consist of a large number of components that interact in a non-linear way. They interchange information with their surroundings and constantly modify their self-organized structure. They are far-from-equilibrium and display instability, sensitivity to initial conditions, sudden changes, and a behavior that cannot be captured by simple models. Understanding how hydrological processes respond to climate and LULC change requires knowledge about how these complex systems interact in the present and how they might in the future. The objective of this research is to understand the responses of hydrological processes to climate and LULC change in the Elbow River watershed using an integrated modeling framework that can address the complexity of these interrelated systems. To achieve this goal, the physically-based, distributed MIKE SHE/MIKE 11 model was coupled with a LULC cellular automata to simulate hydrological processes up to the year 2070 under five GCM-scenarios (NCARPCM-A1B, CGCM2-B2(3), HadCM3-A2(a), CCSRNIES-A1FI, and HadCM3-B2(b)). Results reveal that most scenarios generate an increase in overland flow, baseflow, and evapotranspiration in the winter/spring, and a decrease in the summer/fall. The highest increase in streamflow occurs in mid-late spring due to an increase in snowmelt and rain-on-snow events that may enhance the risk of flooding. In addition, LULC change substantially modifies the river regime in the east sub-catchment, where urbanization occurs. The separated impacts of climate and LULC change on streamflow are positively correlated in winter and spring, which intensifies their influence and leads to a rise in streamflow, which in turn increases the vulnerability of the watershed to floods, particularly in spring. Flow duration curves indicate that LULC change has a greater contribution to peak flows than climate change in both the 2020s and 2050s. The integrated modeling framework used in this research is a powerful analytical tool that can help scientists and decision makers for the planning of sustainable water resources and infrastructure management.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction distillée sur la base complète
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 | 0,000 | 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 | 0,000 |
| 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 ».