Rainfall-runoff modelling of a basin
A conceptual or process-based model is built for each sub-catchment, calibrated on gauged flows and run with observed and forecast rainfall to give flow at the points where decisions are taken.
GCRI · Water Nexus
Hydrology is the core science of this platform: it turns rainfall, snow, soil, vegetation and geology into the river flows, groundwater levels and storage that every water decision depends on.
Hydrology studies the movement, distribution and quality of water across the land surface, subsurface and atmosphere. It underpins the assessment of floods, droughts and water supply, which affect food, energy, health and infrastructure together. In water, climate and hazards and kritische Infrastruktur, hydrological estimates set design standards for dams, levees and drainage and inform water allocation between competing users. They link climate hazards to downstream effects on power generation, crops and public health. The canonical description is on die STEM Commons.
A conceptual or process-based model is built for each sub-catchment, calibrated on gauged flows and run with observed and forecast rainfall to give flow at the points where decisions are taken.
Inflows, abstractions, evaporation, returns and storage change are reconciled by season and by user, so allocation decisions start from a closed account rather than competing estimates.
Annual maxima and peaks over threshold are fitted to give return-period flows for levee, culvert and reservoir design, with confidence bands that widen as the record shortens.
Flood water, rain and root-zone soil moisture over the Nile Basin, from NASA GIBS. Each layer carries its own date.
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Ebenen 3
Wasser jetzt, für diese Seite
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Zuletzt verfügbar
NASA GIBS / EOSDIS · ASTER GDEM (METI, NASA) · Blue Marble (NASA) · © OpenStreetMap-Mitwirkende (ODbL) · Natural Earth
Die neuesten NASA-Bilder werden geladen.
Zum Verschieben ziehen. Zum Zoomen Strg oder ⌘ gedrückt halten und scrollen, die Zwei-Finger-Geste oder die Schaltflächen verwenden; für die Werte unter dem Zeiger darüberfahren; Zurücksetzen kehrt zur Region zurück.
Wasser aktuell, mit Fokus auf das Nilbecken.Satelliten- und Modellprodukte, wie die NASA sie veröffentlicht, jeweils mit eigenem Datum. Sie sind Indikatoren, keine Bewertungen eines Ortes.
Ebenen und Daten
Datasets and records used by hydrology and water science on this platform, with the role each plays and the label its values carry. Sources are listed in dem Quellenregister.
| Daten | Rolle | Kennzeichnung |
|---|---|---|
| Stream gauge records | Calibration and validation of flow | BEOBACHTET |
| Gauge and radar rainfall | Model forcing | BEOBACHTET |
| Reservoir operation records | Storage and release terms of the balance | Veröffentlichte Statistiken |
| Digital elevation model | Catchment delineation and routing | MODELLIERT |
| Land cover and soil maps | Runoff and infiltration parameters | GESCHÄTZT |
Rain becomes runoff by the curve number method, drains each sub-catchment through a linear reservoir and travels down the main stem by Muskingum routing; play it to watch the flood wave move and flatten. Teaching model with stated illustrative values, not a prediction. The map on this page shows The Nile Basin; the model itself is not tied to a place.
Steuerung
Messwerte
| Hour | Outlet (m³/s) | Unrouted (m³/s) | Upper reach (m³/s) |
|---|---|---|---|
| 2.4 | 0.0 | 678.9 | 0.0 |
| 12.0 | 308.3 | 1,151.4 | 181.8 |
| 21.6 | 452.4 | 35.1 | 73.7 |
| 31.2 | 363.3 | 1.1 | 11.1 |
| 40.8 | 198.8 | 0.0 | 1.5 |
| 50.4 | 79.3 | 0.0 | 0.2 |
| 60.0 | 25.4 | 0.0 | 0.0 |
| 69.6 | 6.9 | 0.0 | 0.0 |
| 79.2 | 1.7 | 0.0 | 0.0 |
| 88.8 | 0.4 | 0.0 | 0.0 |
| 98.4 | 0.1 | 0.0 | 0.0 |
| 108.0 | 0.0 | 0.0 | 0.0 |
| 117.6 | 0.0 | 0.0 | 0.0 |
| 127.2 | 0.0 | 0.0 | 0.0 |
| 136.8 | 0.0 | 0.0 | 0.0 |
The model runs on the teaching values set by the controls. To calibrate it for a place, read it against these admitted layers and series, which this page’s map can draw:
Über die sechs Säulen, unter Leitung von Nexus Consortium
Models are calibrated on one period of observed flows and tested on an independent period or neighbouring catchment. Skill scores and comparison with surveyed flood extents are used to judge performance.
| Prüfen | Wie es gemacht wird |
|---|---|
| Split-sample calibration | Fit on one period of flows, test on an independent period or a neighbouring catchment, report skill on the test period only |
| Mass balance closure | Every run reconciles inflow, outflow and storage change; an open balance is a finding, not a tolerance |
| Flood extent comparison | Modelled inundation is compared with surveyed or satellite extents of past events |
| Stationarity check | Trends in the record are tested before a Wiederkehrperiode is quoted from it |
Assumptions of stationarity weaken as climate and land use change. Ungauged basins, karst aquifers and rapid urbanisation are poorly represented by parameters fitted elsewhere.
Assembled from the Nexus Standards area profile Normen für Wasserrisiken: the hazards it names, the Systeme and sectors that carry the loss, the controls that dampen it and the data that observe it. Choose the components, pick an initiating hazard and step through the cascade. The Map view places the run on an example geography with open data. Every coupling weight is a stated assumption you can change. A teaching model, not a forecast, an assessment or a certification. To model a place of your own choosing, open the full System-Builder.
Gefahren
Systeme und Kopplungen
Steuerung
NS-0 Verfassung und GrundsätzeNS-1 Das UNI und der Artefaktkatalog (Grammatik v0.2: Segmente für Domäne, Sektor, Region und Umgebung)NS-3 UNIs für Risikodatensätze (Grammatik, Altbestands-Crosswalk, Zuteilungsstelle)NS-3b Metadatenprofil für Datensätze und Produkte (STAC, DCAT, PROV-O)NS-9 Kontextuelle UNIs (Bereitstellungen, Instanzen, Programminstanzen)NS-10 Richtlinien und Klauseln (maschinenlesbare Verpflichtungen: Definition, Bindung, Evaluierung und Durchsetzung)NS-11 Verifikation und Überwachung (Evidenz, Bescheinigungen, Beobachtung der Zero-Trust-Konformität)NRS-U28 Universum platform profile: Water NexusNRS-H61 Gefahrenfamilie: kaskadierender Ausfall (NHS-1 sys.cascade)NRS-K42 Profil des Domänenpakets: grenzüberschreitende Einzugsgebiete (DOMAIN-042)NRS-N1 Wasserrisiko und ResilienzNRS-N7 Kopplung des Nexus Wasser-Energie-Ernährung-Gesundheit-Biodiversität-InfrastrukturNRS-H62 Gefahrenfamilie: Verbund- und Mehrfachgefahrenereignisse (NHS-1 sys.compound)Beobachtung
Beispielgeografie
The sectors hydrology for water risk touches and how strongly they depend on each other: what a study has to observe and model together.
Signatur
Wasser und seine Partner
Wasser liefert Bewässerung für Ernährung (0,8), Kühlwasser und Wasserkraft für Energie (0,6) und ökologische Mindestabflüsse für Biodiversität (0,6).
W · E · I · F · H · B
Water Nexus stewards hydrology and water science for the Consortium and reviews how it is applied across platforms.
Das Modell, seine Annahmen, seine Daten und seine Unsicherheit in der Form, in der eine Wissenschaftlerin oder ein Ingenieur sie prüfen würde. Die Strukturen folgen veröffentlichten Methoden. Die dargestellten Werte sind illustrativ, keine Befunde.
The couplings between the systems in hydrology for water risk: signs of influence, a reinforcing and a balancing loop, and cross-links where stress jumps.
Berichte is the Consortium’s quarterly publication. What you know about this subject can become evidence, a case or a correction in the next edition, credited to you and published under CC BY 4.0 where it is your own work.
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