Fill‐spill‐merge terrain analysis reveals topographical controls on Canadian river runoff
Notice bibliographique
Résumé
Abstract Digital Elevation Models (DEMs) are a crucial tool for watershed analysis, offering valuable insights into landscape‐scale hydrology. Traditional watershed delineations are derived by filling a DEM to force flow paths through topographic depressions, thus creating a continuous drainage network throughout the domain. However, this approach is challenged in landscapes with abundant real‐world depression storage, intermittently flowing stream channels, and internally drained lake basin (endorheic basin) such as the Canadian Shield (CS). The CS landscape is characterized by “fill‐and‐spill” surface water hydrology, with runoff flow paths controlled by bedrock sills and rocky cascades that overtop when water levels are high but cease flowing when water levels are low. To better represent these intermittent drainage networks, we apply a non‐traditional, less‐aggressive DEM filling model (Fill‐Spill‐Merge or FSM) to a continental‐scale DEM (MERIT) all of Canada. To ensure adequate filling of DEM noise while also preserving real‐world topographic depressions, we propose a climatic method to initialize a key FSM parameter (“runoff depth”) that calibrates observed discharges from 1690 Environment and Climate Change Canada (ECCC) river gauges with climate model P‐ET (precipitation minus evapotranspiration) data. Our application of FSM to all 1690 gauged watersheds identifies 916 significant topographical control points controlling >20% and/or 1000 km2 of their respective areas. The Geikie, Snare, Kazan, Tazin, and Seal rivers may be particularly affected, with impacted watershed areas ranging from 12% to 64%. Extending this approach to ungauged parts of the CS reveals an additional 635 significant topographical control points. Ensemble climate model projections suggest that around 10% of these control points are currently dry but will become active by 2100. This research explicitly determines how CS watersheds are affected by fill‐and‐spill hydrology, and demonstrates the importance of accurate terrain modelling for delineating surface water flow paths in depressional landscapes.
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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 | 0,000 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,001 |
| 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) | 0,001 | 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 ».