Is comprehensive event sampling necessary for constraining process models of water quality? A comparison of high and low frequency phosphorus sampling programs for constraining the HYPE water quality model
Notice bibliographique
Résumé
Model parameter calibration is an important step in process-based watershed water quality modelling. Calibration is commonly performed using readily available water quality data from long-term monitoring programs that collect samples periodically at a relatively low frequency (i.e. monthly). As higher frequency synoptic and targeted event data becomes available from more intensive monitoring programs, there remains little consensus on whether relatively lower frequency data are still sufficient to constrain process-based watershed water quality models. To investigate the effects of using water quality data from differing sampling regimes for calibration, we use an implementation of HYPE (HYdrological Predictions for the Environment), a process-based watershed water quality model, for southern Ontario, Canada. HYPE was calibrated with two stream water quality datasets, one associated with the long-term Ontario Provincial (Stream) Water Quality Monitoring Network and characterized by routine approximately monthly sampling frequency, and one associated with the Multi-Watershed Nutrient Study and characterized by semi-regular synoptic sampling during baseflow and at increased frequency (∼4 to 8 h) during event flow. Performances varied widely between sites, with validation ranges of daily predictions having Nash-Sutcliffe Efficiencies (NSE) from > −1 to 0.48 for flow and > −1 to 0.98 for total Phosphorus. Medians for daily data during validation ranged from 0.15 to 0.24 for flow and from 0.19 to 0.36 for total Phosphorus. We found that model performance and simulated total phosphorus loads were similar for the two calibration datasets, potentially suggesting that the dataset with approximately monthly water quality sampling was adequate to constrain the HYPE model. We attribute this to a combination of similar levels of statistical variability in the calibration datasets and prior knowledge in the HYPE model structure. Furthermore, while model performance was similar when HYPE was calibrated with datasets of differing sampling strategies, there was a large range in model performance within each modelling domain. Results suggest that this range in performance could be due to poor representation of cold-weather processes in the HYPE model as sites with higher mean annual temperature and fewer freezing days had better model performance.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi 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.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,006 | 0,023 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,001 |
| Communication savante | 0,001 | 0,002 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 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 source (Gemma direct ou Codex distillé), 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 ».