Quantifying the Uncertainty Created by Non‐Transferable Model Calibrations Across Climate and Land Cover Scenarios: A Case Study With SWMM

不透水面 土地覆盖 雨水管理模型 地表径流 强迫(数学) 环境科学 水文模型 风暴 土地利用 校准 不确定度分析 航程(航空) 水文学(农业) 雨水 气象学 计算机科学 气候学 统计 数学 模拟 地理 土木工程 工程类 地质学 生态学 岩土工程 航空航天工程 生物
作者
Anneliese Sytsma,Octavia Crompton,Chelsea L. Panos,Sally Thompson,G. Mathias Kondolf
出处
期刊:Water Resources Research [Wiley]
卷期号:58 (2) 被引量:16
标识
DOI:10.1029/2021wr031603
摘要

Abstract Predictions of urban runoff are heavily reliant on semi‐distributed models, which simulate runoff at subcatchment scales. These models often use “effective” model parameters that average across the small‐scale heterogeneity. Here we quantify the error in model prediction that arises when the optimal calibrated value of effective parameters changes with model forcing. The uncertainty this produces, which we refer to as “calibration parameter transfer uncertainty,” can undermine the usefulness of important applications of urban hydrologic models, for example, to predict the hydrologic response to novel climate or development scenarios. Using the urban hydrologic model SWMM (“Stormwater Management Model”) as a case study, we quantify the transferability of two calibrated effective parameters: subcatchment “width” and “connected impervious area.” Through numerical experiments, we simulate overland flow across a highly simplified synthetic urban landscape subject to a range of scenarios (combinations of storm events, soil types, and impervious areas). For each scenario, we calibrate SWMM “width” and “connected impervious area” parameters to the outcomes of a distributed model. We find that the calibrated values of these parameters vary with soil, storm, and land cover forcing. This variation across forcing parameters can result in prediction errors up to a magnitude of 60% when a calibrated SWMM is used to predict runoff following changes in climate and land cover. Such calibration transfer uncertainty is largely unaccounted for in urban hydrologic modeling. These results point to a need for additional research to determine how to use urban hydrologic models to make robust predictions across future conditions.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
小立发布了新的文献求助10
1秒前
脑洞疼应助原野小年采纳,获得10
2秒前
SciEngineerX完成签到,获得积分10
3秒前
专注草莓发布了新的文献求助10
3秒前
4秒前
zyzhaoxj应助林洁佳采纳,获得10
5秒前
脑洞疼应助豆4799采纳,获得10
5秒前
小黄小黄辉煌完成签到,获得积分10
6秒前
泶1完成签到,获得积分10
6秒前
7秒前
马儿跑完成签到 ,获得积分10
7秒前
刚子完成签到 ,获得积分0
8秒前
8秒前
jianglan发布了新的文献求助10
9秒前
11秒前
chenchen发布了新的文献求助30
12秒前
kililolo完成签到,获得积分10
14秒前
辛辛那提完成签到,获得积分10
16秒前
椰包完成签到 ,获得积分10
17秒前
清清清完成签到 ,获得积分10
17秒前
原野小年发布了新的文献求助10
18秒前
饶天源完成签到,获得积分10
19秒前
19秒前
木子完成签到 ,获得积分10
21秒前
张昕璐完成签到,获得积分20
21秒前
21秒前
布丁完成签到,获得积分10
22秒前
Murphy完成签到 ,获得积分10
22秒前
zly90完成签到,获得积分10
23秒前
球球的铲屎官完成签到,获得积分10
24秒前
文竹发布了新的文献求助10
25秒前
koi发布了新的文献求助10
26秒前
26秒前
26秒前
26秒前
26秒前
liujie完成签到,获得积分10
26秒前
26秒前
27秒前
明亮小天鹅完成签到,获得积分10
28秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
PowerCascade: A Synthetic Dataset for Cascading Failure Analysis in Power Systems 2000
Various Faces of Animal Metaphor in English and Polish 800
Signals, Systems, and Signal Processing 610
Adverse weather effects on bus ridership 500
Photodetectors: From Ultraviolet to Infrared 500
On the Dragon Seas, a sailor's adventures in the far east 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 物理 内科学 复合材料 催化作用 物理化学 光电子学 电极 细胞生物学 基因 无机化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6350867
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8165542
关于积分的说明 17183211
捐赠科研通 5407063
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2862792
邀请新用户注册赠送积分活动 1840361
关于科研通互助平台的介绍 1689509