Flood spatial coherence, triggers, and performance in hydrological simulations: large-sample evaluation of four streamflow-calibrated models
Notice bibliographique
Résumé
Abstract. Floods cause extensive damage, especially if they affect large regions. Assessments of current, local, and regional flood hazards and their future changes often involve the use of hydrologic models. A reliable hydrologic model ideally reproduces both local flood characteristics and spatial aspects of flooding under current and future climate conditions. However, uncertainties in simulated floods can be considerable and yield unreliable hazard and climate change impact assessments. This study evaluates the extent to which models calibrated according to standard model calibration metrics such as the widely used Kling–Gupta efficiency are able to capture flood spatial coherence and triggering mechanisms. To highlight challenges related to flood simulations, we investigate how flood timing, magnitude, and spatial variability are represented by an ensemble of hydrological models when calibrated on streamflow using the Kling–Gupta efficiency metric, an increasingly common metric of hydrologic model performance also in flood-related studies. Specifically, we compare how four well-known models (the Sacramento Soil Moisture Accounting model, SAC; the Hydrologiska Byråns Vattenbalansavdelning model, HBV; the variable infiltration capacity model, VIC; and the mesoscale hydrologic model, mHM) represent (1) flood characteristics and their spatial patterns and (2) how they translate changes in meteorologic variables that trigger floods into changes in flood magnitudes. Our results show that both the modeling of local and spatial flood characteristics are challenging as models underestimate flood magnitude, and flood timing is not necessarily well captured. They further show that changes in precipitation and temperature are not always well translated to changes in flood flow, which makes local and regional flood hazard assessments even more difficult for future conditions. From a large sample of catchments and with multiple models, we conclude that calibration on the integrated Kling–Gupta metric alone is likely to yield models that have limited reliability in flood hazard assessments, undermining their utility for regional and future change assessments. We underscore that such assessments can be improved by developing flood-focused, multi-objective, and spatial calibration metrics, by improving flood generating process representation through model structure comparisons and by considering uncertainty in precipitation input.
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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 | 0,002 | 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 | 0,001 |
| 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 ».