A novel method for frequency analysis of high water temperatures using temperature duration curves in a partially regulated watershed
Notice bibliographique
Résumé
Water temperature is the key variable for aquatic environmental assessments, and in the absence of long-term observational records, simulations provide essential data for further environmental analysis. In this study, we investigate the upper percentiles of a novel Temperature Duration Curve (TDC) as a proxy to characterize high water temperatures in a partially regulated watershed. The study area comprises the 47,200 km 2 Nechako Watershed of British Columbia, Canada, where nine hydrometric stations measure streamflow and water temperature. Four sites represent regulated flows, while five sites are unregulated. Using daily streamflow and water temperature observations and ERA5-Land air temperature data, the Air2Stream model was calibrated for historical periods from 1950 to 2023. Simulations were also conducted using naturalized flows for the regulated Nechako River at Vanderhoof and Isle Pierre to reconstruct naturalized water temperatures. A frequency analysis was performed on observed, simulated, and naturalized water temperatures for different return periods and TDC percentiles. The analysis included exceedances of 0, 1, 5, and 10 % for high temperatures and the 50th percentile (median) for mean temperatures. Results showed robust model performance with RMSE <1.5 °C (NSE > 0.9 and KGE > 0.8) for all stations during calibration. The frequency curves showed reduced high temperatures for the Nechako River at Vanderhoof due to ecological flow releases, but increased mean temperatures for return periods >2 years. This novel approach suggests that thermal mandates should be related to Q 5 and Q 10 , which had the best agreement between observations and simulations. The method is applicable globally across various basin sizes and hydrological regimes, making it a valuable tool for assessing water temperature dynamics in diverse environments. • Air2stream yields simulated water temperatures for 5 regulated and 4 natural rivers. • Simulations provide naturalized water temperatures for key Nechako River sites. • Novel water temperature duration curve and frequency curves developed for analysis. • Model performance varies between different quantiles for high water temperatures. • Method gives means to assess climate change and heatwave water temperature impacts.
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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 | 0,002 |
| 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 | 0,001 | 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 ».