Hydrological Modelling and Multisite Calibration of the Okavango River Basin: Addressing Catchment Heterogeneity and Climate Variability
Notice bibliographique
Résumé
The Okavango River is a transboundary waterway that flows through Angola, Namibia, and Botswana, forming a significant alluvial fan in northwestern Botswana. This fan creates a Delta that plays a vital role in the country’s GDP through tourism. While research has primarily focused on the Delta, the river’s catchment area in the Angolan highlands—its main water source and critical for downstream flow—has been largely overlooked. The basin is under pressure from development, water abstraction, and population growth in the surrounding areas, which negatively affect the environment. These challenges are intensified by climate change, leading to increased water scarcity that necessitates improved management strategies. Currently, there is a lack of published research on the basin’s hydrology, leaving many hydrological parameters related to streamflow in the catchments inadequately understood. Most existing studies have employed single-site calibration methods, which fail to capture the diverse characteristics of the basin’s catchments. To address this, a SWAT model has been developed to simulate the hydrologic behaviour of the basin using sequential multisite calibration with data from five gauging stations, including the main river systems: Cubango and Cuito. The SUFI2 program was used for sensitivity analysis, calibration, and validation. The initial sensitivity analysis identified several key parameters: the Soil Evaporation Compensation Factor (ESCO), the SCS curve number under moisture condition II (CN2), Saturated Hydraulic Conductivity (SOL_K), and Moist Bulk Density (SOL_BD) as the most influential. The calibration and validation results were generally satisfactory, with a coefficient of determination ranging from 0.47 to 0.72. Analysis of the water balance and parameter sensitivities revealed the varied hydrologic responses of different sub-watersheds with distinct soil profiles. Average annual precipitation varies from 1116 mm upstream to 369 mm downstream, with an evapotranspiration-to-precipitation ratio ranging from 0.47 to 0.95 and a water yield ratio between 0.51 and 0.03, thereby revealing their spatial gradients, notably increasing evapotranspiration and decreasing water yield downstream. The SWAT model’s water balance components provided promising results, with soil moisture data aligned with the TerraClimate dataset, achieving a coefficient of determination of 0.63. Additionally, the model captured the influence of the El Niño–Southern Oscillation (ENSO) on local hydrology. However, limitations were noted in simulating peak and low flows due to sparse gauge coverage, data gaps (e.g., groundwater abstraction, point sources), and the use of coarse-resolution climate inputs.
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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 | 0,001 | 0,003 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,001 | 0,000 |
| Communication savante | 0,001 | 0,001 |
| 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 ».