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Enregistrement W3082898217 · doi:10.5194/hess-24-4275-2020

Calibration of a lumped karst system model and application to the Qachqouch karst spring (Lebanon) under climate change conditions

2020· article· en· W3082898217 sur OpenAlexafffund
Emmanuel Dubois, Joanna Doummar, Séverin Pistre, Marie Larocque

Notice bibliographique

RevueHydrology and earth system sciences · 2020
Typearticle
Langueen
DomaineEarth and Planetary Sciences
ThématiqueKarst Systems and Hydrogeology
Établissements canadiensUniversité du Québec à Montréal
Organismes subventionnairesNatural Sciences and Engineering Research Council of CanadaUniversité du Québec à MontréalUnited States Agency for International Development
Mots-clésKarstHydrographSpring (device)Environmental scienceAquiferClimate changeHydrology (agriculture)PrecipitationFlow (mathematics)CalibrationGeologySurface runoffGroundwaterMeteorologyGeographyGeotechnical engineeringEcology

Résumé

récupéré en direct d'OpenAlex

Abstract. Flow in complex karst aquifers is challenging to conceptualize and model, especially in poorly investigated areas, in semiarid climates, and under changing climatic conditions; however, it is necessary in order to implement long-term sustainable water management practices. Thus, the objectives of this work were to propose a calibration approach based on time series analyses for a karst aquifer and to assess the impact of climate change on spring discharge. Based on more than 3 years of high-resolution continuous monitoring, a semi-distributed lumped model was calibrated and validated for the Qachqouch karst spring, north of Beirut (Lebanon). Time series analyses and decomposition of spring hydrographs revealed that the system has a high regulatory function, with considerable storage capacity providing stable flow (minimum flow of 0.2 m3 s−1) during the dry season and with flow rates exceeding 10 m3 s−1 during the wet season, which is similar to other karst aquifers in the region. Based on this detailed understanding of the hydrodynamics of the system, the model geometry and parameters were validated. Three linear reservoirs were implemented to reproduce the combined contribution of the different flow components of the system. A satisfactory simulation (Nash–Sutcliffe efficiency coefficient, NSE, of 0.72) of the measured spring flow rates was obtained after calibration. Climate change conditions (+1 to +3 ∘C warming, −10 % to −30 % less precipitation annually, and the intensification of rain events) were added to a baseline climatic year to produce scenarios of expected spring flow responses. Results show that the Qachqouch karst aquifer is sensitive to decreasing rainfall, which is associated with more pronounced recessions, with flow rates decreasing by 34 % and 1-month longer dry periods. Because of the limited influence of snow on the spring flow rate, a warming climate has less impact on spring flow conditions than a reduction in precipitation. Although the model shows that increasing rainfall intensity induces larger floods, recessions, and shorter low-flow periods, the real impact of high-intensity precipitation events remains uncertain, as the model does not account for complex unsaturated and epikarstic processes. This work shows that calibrating a semi-distributed lumped model using time series analyses can be an efficient approach to improve simulations of complex karst aquifers, thereby providing useful models for long-term sustainable water management.

Récupéré en direct depuis OpenAlex et désinversé. Les résumés ne sont pas conservés dans cette base de données : les index inversés représentent 8,6 Go des 9,3 Go de texte de la base, et le serveur dispose de 13 Go libres.

Comment cette classification a été obtenuedéplier

Prédiction machine sur la base complète

Imitation des enseignants

Ni prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.

score de la tête « metaresearch » (Codex)0,001
score de la tête « metaresearch » (Gemma)0,001
Version: metacan-v3-hybrid-931329e0061cStatut de validation: machine_predicted_unvalidated
Catégories candidatesaucune
Catégories consensuellesaucune
DomaineSignal candidat: aucune · Signal consensuel: aucune
Devis d'étudeSignal candidat: Simulation ou modélisation · Signal consensuel: Simulation ou modélisation
GenreSignal candidat: Empirique · Signal consensuel: Empirique
Score de désaccord entre enseignants0,053
Score d'incertitude au seuil0,106

Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)

CatégorieCodexGemma
Métarecherche0,0010,001
Méta-épidémiologie (sens strict)0,0010,000
Méta-épidémiologie (sens large)0,0010,001
Bibliométrie0,0000,000
Études des sciences et des technologies0,0010,001
Communication savante0,0010,000
Science ouverte0,0010,001
Intégrité de la recherche0,0010,001
Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger)0,0020,000

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.

Tête enseignante Opus0,029
Tête enseignante GPT0,224
Écart entre enseignants0,195 · la distance entre les deux têtes enseignantes sur ce seul travail
Statut de validationscore_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 découle

Classification

machine, non validée

Prédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.

Les modèles n’ont appliqué aucune catégorie : rien dans la taxonomie ne correspondait à ce travail.
Devis d'étudeSimulation ou modélisation
Domainenon disponible
GenreEmpirique

Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».

En bref

Citations42
Publié2020
Routes d'admission2
Résumé présentoui

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