ISSN:
1435-0157
Keywords:
Key words stable isotopes
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Israel
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numerical modeling
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arid regions
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rainfall/runoff
Source:
Springer Online Journal Archives 1860-2000
Topics:
Geosciences
Description / Table of Contents:
Résumé Une nouvelle méthode mathématique basée sur un modèle à double composante d'écoulement et de transport par une onde cinématique a été développée pour évaluer la distribution dynamique en isotopes dans les précipitations et dans l'écoulement en région aride. Ce modèle décrit le transport et les variations des δ18O de la pluie vers le ruissellement et l'écoulement de surface dans un bassin aride rocheux où le stockage se fait dans des dépressions peu profondes uniformément réparties. Le problème a été résolu numériquement. Le modèle a été calibré au moyen d'une chronique de débits et d'une distribution des δ18O dans la pluie et dans l'écoulement de surface sur un petit bassin versant rocheux du site expérimental de Sede Boker (Israël). La simulation d'un résultat crédible par rapport aux observations a été obtenu après un ajustement des paramètres par une méthode d'essais et d'erreurs. L'analyse de sensibilité et l'application du modèle ont ensuite été réalisés. Le modèle est plutôt sensible aux changements des paramètres caractérisant les zones de stockage dans les dépressions. Le modèle rend compte de l'effet de mémoire isotopique dans l'eau dans le stockage des dépressions entre les événements séquentiels de pluie. L'utilisation d'un modèle à double composante d'écoulement et de transport par onde cinématique permet un ajustement qualitatif et quantitatif adapté entre les distributions des δ18O calculées et observées dans l'écoulement de surface.
Abstract:
Resumen Un nuevo método matemático basado en un modelo de doble componente de onda cinemática de flujo y transporte permite caracterizar la distribución isotópica dinámica de las tormentas en zonas áridas y la escorrentía. Este modelo describe el transporte y la evolución del δ18O en la lluvia, flujo superficial y escorrentía en una cuenca rocosa de clima árido con detención superficial distribuida uniformemente. El modelo se calibró numéricamente utilizando un conjunto de datos de descarga temporal y de distribución de δ18O para lluvia y escorrentía recogida en una pequeña cuenca rocosa en el Centro de Experimentación de Sede Boker, Israel. Se obtuvo un buen ajuste a los datos tras un ajuste de parámetros mediante prueba y error. Se realizó un análisis de sensibilidad que indicó que el modelo resulta ser bastante sensible a cambios en los parámetros que caracterizan las zonas de baja detención superficial. El modelo también refleja el efecto de la memoria isotópica en el agua de estas zonas de detención entre los distintos periodos de lluvias. El uso de un modelo de doble componente de onda cinemática de flujo y transporte proporciona un buen ajuste cualitativo y cuantitativo entre los datos medidos y calculados de δ18O en la escorrentía.
Notes:
Abstract A new mathematical method based on a double-component model of kinematic wave flow and approach assesses the dynamic isotopic distribution in arid rain storms and runoff. This model describes the transport and δ18O evolution of rainfall to overland flow and runoff in an arid rocky watershed with uniformly distributed shallow depression storage. The problem was solved numerically. The model was calibrated using a set of temporal discharge and δ18O distribution data for rainfall and runoff collected on a small rocky watershed at the Sede Boker Experimental Site, Israel. Simulation of a reliable result with respect to observation was obtained after parameter adjustment by trial and error. Sensitivity analysis and model application were performed. The model is sensitive to changes in parameters characterizing the depression storage zones. The model reflects the effect of the isotopic memory in the water within the depression storage between sequential rain spells. The use of the double-component model of kinematic wave flow and transport provides an appropriate qualitative and quantitative fitting between computed and observed δ18O distribution in runoff.
Type of Medium:
Electronic Resource
URL:
http://dx.doi.org/10.1007/s100400050134
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