Digital elevation models (DEMs) are extensively used in hydrological modelling and deriving the geomorphological properties of catchments. Recently, hydrologists have shown interest in researching the effects of DEMs from different sources on simulated outputs. As part of these efforts, this study aimed at evaluating the effects of DEM and algorithm selection on geomorphologic instantaneous unit hydrographs (GIUH)-Nash model based direct surface runoff predictions from ungauged Debarwa river catchment in Eritrea. Four open-source DEMs and two quantum geographic information system (QGIS) algorithms (GRASS and SAGA) were applied and corresponding outputs were evaluated using five observed events. The two algorithms resulted in drainage networks of similar stream orders but different geomorphologic characteristics such as stream ratios. The subjective and objective goodness of fit results indicated that the performance of the model based on SAGA was unsatisfactory whereas that of GRASS algorithm-based GIUH-Nash model was acceptable for all the DEM-scenarios irrespective of their sources and resolutions. The study concluded that DEM in the calculation of flow hydrographs for the conditions of the Debarwa catchment selection has little impact on the GIUH-Nash model based direct surface runoff predictions and can be used indiscriminately. But, great care should be taken while selecting stream network generating algorithms, especially for catchments whose outlets are located near the confluence of two major rivers.

Цифровые модели рельефа (ЦМР) широко используются в гидрологическом моделировании и определении геоморфологических свойств водосборных бассейнов. В последнее время гидрологи проявляют интерес к изучению воздействия ЦМР из различных источников на моделируемые результаты. В рамках этих усилий данное исследование было направлено на оценку влияния различных ЦМР и выбора алгоритмов прогноза геоморфологических мгновенных единичных гидрографов (GIUH) прямого поверхностного стока на основе модели Нэша для неизученного речного водосбора Дебарва в Эритрее. Были применены четыре ЦМР с открытым исходным кодом и два алгоритма квантовой географической информационной системы (QGIS) (GRASS и SAGA), а соответствующие результаты были оценены с использованием пяти наблюдаемых паводковых событий. Эти два алгоритма привели к созданию речных сетей с одинаковыми порядками русел, но различными геоморфологическими характеристиками, такими как соотношение русел. Субъективная и объективная оценки результатов указали на то, что эффективность модели, основанной на SAGA, была неудовлетворительной, в то время как модель GIUH-Nash, основанная на алгоритме GRASS, была приемлемой для всех сценариев ЦМР, независимо от их источников и разрешений. В исследовании сделан вывод о том, что выбор ЦМР при расчете гидрографов стока для условий водосбора Дебарва мало влияет на прогнозы прямого поверхностного стока на основе модели GIUH-Nash. Однако при выборе алгоритмов генерации речной сети следует проявлять большую осторожность, особенно для водосборных бассейнов, выходы которых расположены вблизи слияния двух крупных рек.

• Efficacy of digital elevation and Nash models in runoff forecast
  • 1. Introduction
  • 2. Methods
    • 2.1. Study area
    • 2.2. Geomorphologic database
    • 2.3. Development of the GIUH-Nash Model
      • 2.3.1. Nash model
      • 2.3.2. GIUH-Nash model
      • 2.3.3. Direct surface runoff computation
      • 2.3.4. Model evaluation
  • 3. Results and Discussions
  • 4. Conclusions
• Эффективность цифровых моделей рельефа и моделей Нэша в прогнозировании стока

Инженерно-строительный журнал / Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого. — Санкт-Петербург: СПбПУ, 2017-. — Периодичность: 8 раз в год. — Выходит с 2017 г. (с № 5). — Электрон. журнал. — Свободный доступ из сети Интернет (чтение, печать, копирование). — Текст: электронный

Инженерно-строительный журнал: специализированный научный журнал / Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого, Инженерно-строительный институт. — Санкт-Петербург: СПбПУ, 2008 -. 3 (87). — Санкт-Петербург: Изд-во Политехн. ун-та, 2019. — 1 файл (22,1 Мб). — Загл. с титул. экрана. — Электронная версия печатной публикации. — Свободный доступ из сети Интернет (чтение, печать, копирование). — Электрон. журнал. — Adobe Acrobat Reader 7.0. — <URL:http://elib.spbstu.ru/dl/2/j19-254.pdf>.