Spatio-temporal analysis of remotely sensed and hydrological model soil moisture in the small Jicinka River catchment in Czech Republic
Loading...
Date
2021-01-26
ORCID
Advisor
Referee
Mark
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
SCIENDO
Altmetrics
Abstract
The knowledge of spatio-temporal dynamics of soil moisture within the catchment is very important for rainfall-runoff modelling in flood forecasting In this study the comparison between remotely sensed soil moisture and soil moisture estimated from the SHETRAN hydrological model was performed for small and flashy Jieinka River catchment (75.9 km(2)) in the Czech Republic. Due to a relatively coarse spatial resolution of satellite data, the satellite soil moisture data were downscaled, by applying the method developed by Qu et al. (2015). The sub-grid variability of soil moisture was estimated on the basis of the mean soil moisture for the grid cell and the known hydraulic soil properties. The SHETRAN model was calibrated and verified to the observed streamflow hydrographs at the catchment outlet. The good correlation between the two different soil moisture information was obtained according to the majority of applied criteria. The results of the evaluation criteria indicate that the downscaled remotely sensed soil moisture data can be used as additional criteria for the calibration and validation of hydrological models for small catchments and can contribute to a better estimation of parameters, to reduce uncertainties of hydrological models and improve runoff simulations.
Znalost časoprostorové dynamiky půdní vlhkosti v povodí je velmi důležitá pro modelování srážek a odtoků v předpovědi povodní. V této studii bylo provedeno srovnání mezi dálkově snímanou půdní vlhkostí a půdní vlhkostí odhadnutou z hydrologického modelu SHETRAN pro malé Povodí Jičínky (75,9 km2) v České republice. Vzhledem k relativně hrubému prostorovému rozlišení satelitních dat byla data o půdní vlhkosti satelitu zmenšena použitím metody vyvinuté Qu et al. (2015). Variabilita podmřížky vlhkosti půdy byla odhadnuta na základě průměrné vlhkosti půdy pro buňku mřížky a známých hydraulických vlastností půdy. Model SHETRAN byl kalibrován a ověřen podle pozorovaných hydrografů toku na výtoku povodí. Dobrá korelace mezi dvěma různými informacemi o půdní vlhkosti byla získána podle většiny použitých kritérií. Výsledky hodnotících kritérií naznačují, že zmenšená data o dálkově snímané půdní vlhkosti lze použít jako další kritéria pro kalibraci a validaci hydrologických modelů pro malá povodí a mohou přispět k lepšímu odhadu parametrů, ke snížení nejistoty hydrologických modelů a zlepšení simulace odtoku.
Znalost časoprostorové dynamiky půdní vlhkosti v povodí je velmi důležitá pro modelování srážek a odtoků v předpovědi povodní. V této studii bylo provedeno srovnání mezi dálkově snímanou půdní vlhkostí a půdní vlhkostí odhadnutou z hydrologického modelu SHETRAN pro malé Povodí Jičínky (75,9 km2) v České republice. Vzhledem k relativně hrubému prostorovému rozlišení satelitních dat byla data o půdní vlhkosti satelitu zmenšena použitím metody vyvinuté Qu et al. (2015). Variabilita podmřížky vlhkosti půdy byla odhadnuta na základě průměrné vlhkosti půdy pro buňku mřížky a známých hydraulických vlastností půdy. Model SHETRAN byl kalibrován a ověřen podle pozorovaných hydrografů toku na výtoku povodí. Dobrá korelace mezi dvěma různými informacemi o půdní vlhkosti byla získána podle většiny použitých kritérií. Výsledky hodnotících kritérií naznačují, že zmenšená data o dálkově snímané půdní vlhkosti lze použít jako další kritéria pro kalibraci a validaci hydrologických modelů pro malá povodí a mohou přispět k lepšímu odhadu parametrů, ke snížení nejistoty hydrologických modelů a zlepšení simulace odtoku.
Description
Keywords
SHETRAN hydrological model, Downscaled remotely sensed soil moisture, Runoff and soil moisture validation, Spatio-temporal variability of soil moisture, Flash floods, Small catchment, Hydrologický model SHETRAN, Zmenšená vzdáleně snímaná vlhkost půdy, Validace odtoku a půdní vlhkosti, Časoprostorová variabilita půdní vlhkosti, Přívalové povodně, Malé povodí
Citation
Journal of Hydrology and Hydromechanics. 2021, vol. 69, issue 1, p. 1-12.
https://www.sciendo.com/article/10.2478/johh-2020-0038
https://www.sciendo.com/article/10.2478/johh-2020-0038
Document type
Peer-reviewed
Document version
Published version
Date of access to the full text
Language of document
en
Study field
Comittee
Date of acceptance
Defence
Result of defence
Document licence
Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International
http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/