This paper reports on experience with developing the flood forecasting model for the Upper Danube basin and its operational use since 2006. The model system consists of hydrological and hydrodynamic components, and involves precipitation forecasts. The model parameters were estimated based on the dominant processes concept. Runoff data are assimilated in real time to update modelled soil moisture. An analysis of the model performance indicates 88% of the snow cover in the basin to be modelled correctly on more than 80% of the days. Runoff forecasting errors decrease with catchment area and increase with forecast lead time. The forecast ensemble spread is shown to be a meaningful indicator of the forecast uncertainty. During the 2013 flood, there was a tendency for the precipitation forecasts to underestimate event precipitation and for the runoff model to overestimate runoff generation which resulted in, overall, rather accurate runoff forecasts. It is suggested that the human forecaster plays an essential role in interpreting the model results and, if needed, adjusting them before issuing the forecasts to the general public.
Flash flood events are common in the Mediterranean basin, because of a combination of rugged coastal topography and climatological characteristics. The Balearic Islands are a flood-prone region with the research area, Sóller (Mallorca) being no exception. Between 1900 and 2000, Sóller experienced 48 flash floods with 17 categorised as catastrophic. In Sóller, the local surface water network comprises ephemeral streams. These are natural water networks that only carry water during periods of intense rainfall. Using the available evidence from the 1974 flash flood, this research used Flood Modeller to simulate the event. The research developed a one-dimensional (1D) and a onedimensional two-dimensional (1D-2D) model that assisted in the understanding of the behaviour of the ephemeral stream during the flood. Analysis of hydraulic parameters such as water flow, depth and velocity provided an appreciation of the interaction between the channel and floodplain. Model development aims to forecast the impending impacts of climate change and urbanisation. The results suggest that the characteristics of Sóller’s catchment area naturally encourage flash flooding and hence can be deemed a flashy catchment. The model demonstrates that the interaction between the channel and floodplain relies heavily on surface roughness of both areas. The model proves that if flood intensity increases with climate change, the extent of flooding and consequently the damage will become more severe.
The necessity to generate time series of runoff for planning and design purposes and environmental protection at ungauged sites is often the case in water resources studies. As in the case of the absence of measured runoff optimisation techniques cannot be used to estimate the parameters of rainfall-runoff models, regional estimation methods are used instead. In previous studies usually regression methods were used for relating the model parameters to the catchment characteristics in a given region. In the paper a different method for the regional calibration of a monthly water balance model is proposed for the case of sparse runoff data. Instead of using the regional regression, the method involves the regional calibration of a monthly water balance model to several gauged catchments in a given region simultaneously. These catchments were pooled together using cluster analysis of selected basin physiographic properties. For the model calibration a genetic programming algorithm was employed and two problem specific fitness functions were proposed. It is expected, that the regionally calibrated model parameters can be used in ungauged basins with similar physiographic conditions. The performance of such a regional calibration scheme was compared with two single site calibration methods in the Záhorie region of West Slovakia. and Článok sa zaoberá možnosťami využitia hydrologického modelovania pre účely určovania prietokov v povodiach bez ich pozorovaní. V takýchto prípadoch nemožno určiť parametre modelu klasickou kalibráciou, pri ktorej sa pri hľadaní parametrov modelu posudzuje čo najlepšia zhoda medzi simulovanými a pozorovanými prietokmi. Jednou z možností je zisťovanie parametrov modelu na základe posudzovania ich vzájomného vzťahu s hydrologickými, topografickými alebo fyzicko-geografickými vlastnosťami povodí, ktoré zohrávajú pri tvorbe odtoku dominantnú úlohu, ďalšia možnosť je určenie jednotných parametrov modelu kalibráciou modelu pre skupinu povodí (región alebo regionálny typ), vyčlenenú na základe podobných vlastností ovplyvňujúcich tvorbu odtoku. V článku je aplikovaná metodika určovania regionálnych parametrov hydrologického bilančného modelu v mesačnom časovom kroku na vybraných povodiach západného Slovenska. Namiesto prístupu regionálnej regresie je tu využitý spôsob regionálnej kalibrácie modelu pre regióny vyčlenené na základe podobnosti rôznych fyzicko-geografických vlastností. Pri regionálnej kalibrácii modelu boli využité metódy genetického algoritmu, pričom boli testované dve objektívne funkcie. Výsledky regionálnej kalibrácie sú porovnané s výsledkami kalibrácie modelu pre jednotlivé povodia. Regionálne určené parametre modelu môžu byť využité na modelovanie priemerných mesačných prietokov v povodiach bez pozorovaní, patriacich do príslušného regiónu alebo regionálneho typu.
Regional design flood computation formulae in Slovakia were traditionally based on the regionalisation of the 100-year flood discharge. Floods with shorter return periods have usually been computed by regional frequency factors from the 100-year flood discharge. Several previous studies have indicated that a rather high safety factor is included in some of the traditional regional formulae. In this paper therefore an alternative method for the determination of the flood frequency curve in ungauged catchments in the high core mountain region of Slovakia has been investigated. Floods from rainfall and snowmelt were treated separately; the study was focused on summer floods. For the division catchments into pooling groups subjective and objective methods e.g. cluster analysis were used. The methodology was based on the regional estimation of the index flood and its standard deviation from catchment characteristics. Flood quantiles were determined from a two-parameter distribution. The performance of several regional methods was compared and the applicability of the tested methods for various hydraulic and hydro-ecological design tasks was also discussed. and Odhad N-ročných maximálnych prietokov bol na Slovensku tradične založený na regionalizácii maximálnych storočných prietokov. V príspevku sme preto navrhli a testovali alternatívne regionálne metódy nepriameho odhadu štatistických charakteristík maximálnych prietokov v letnej sezóne v oblasti Tatier. Skúmali sme viaceré možnosti rozdeliť tento región na oblasti s rovnakým vzťahom medzi podmieňujúcimi činiteľmi tvorby odtoku a priemernou hodnotou a smerodajnou odchýlkou maximálnych letných prietokov. Subregióny boli konštruované použitím subjektívnych úvah, logickým delením, ako aj pomocou objektívnych metód využívajúc princípy zhlukovej analýzy. Regionálne vzťahy na určovanie charakteristík maximálnych letných prietokov boli odvodené použitím viacnásobnej regresie. V závere sme porovnali hodnoty N-ročných maximálnych letných prietokov určené použitím viacerých metód a diskutovali sme vhodnosť použitia aplikovaných postupov pre inžiniersku prax.
In this paper a comparison of methods for estimating rainfall-runoff model parameters in ungauged basins based on geographical location are presented. As a pilot basin the Hron River basin in Slovakia with an available daily flow, precipitation and air temperature time series needed for calibration to obtain model parameter values in subcatchments was selected. The rainfall-runoff model was calibrated using a daily time step at 23 subcatchments. The Nearest Neighbour, Lumped Basin and Best Similarity Index methods were used to transfer the model parameters from the gauged to ''ungauged'' subcatchments. Finally, the effectiveness of the estimation method for ungauged basins was tested by comparing the model simulations to observed hydrographs and computing the Nash-Sutcliffe optimization criterion. The results were finally compared, and the best method was recommended for practical application by estimating of the rainfallrunoff model parameters in an ungauged catchment in this region. and V štúdii sú prezentované výsledky nepriamych metód odhadu parametrov zrážkovo-odtokového modelu na povodiach bez priamych hydrologických pozorovaní, ktoré sú založené na geografickej polohe povodí. Povodie Hrona bolo vybrané ako pilotný región s 23 čiastkovými povodiami, ktoré mali dostupné časové rady pozorovaní priemerných denných prietokov, zrážok a teploty vzduchu, potrebné na kalibráciu modelu. Zrážkovo-odtokový model bol v týchto podpovodiach nakalibrovaný na údajoch s denným časovým krokom. Následne boli použité na regionalizáciu parametrov modelu metódy Nearest Neighbour (Metóda najbližšieho suseda), Lumped Basin (Metóda sústredeného povodia) a Best Similarity Index methods (Metóda najlepšej podobnosti). Kvalita regionalizačných metód sa overovala pomocou optimalizačného kritéria Nash-Sutcliffe. Najlepšie výsledky boli dosiahnuté Metódou najlepšej podobnosti, ktorá môže byť v praxi odporúčaná na odhad parametrov zrážkovo-odtokového modelu na testovanom povodí.
As to be able to draw up outlook development plans of the integrated water management it is required to define and know much more hydrological parameters of subcatchments, as are available from measurements in outflow profiles of water courses. Thus, a continuous and significant task of hydrology i working out of estimation methods for evaluation of non-existing, or only sporadically monitored hydrologic parameters in selected profiles of water courses. One of the way how to obtain required data is regionalization. The ''regional analysis'' focused in a given territory on elucidation of variations of hydrological regularities (laws). ''Regionalization'' implies interpolation of information, available in given monitoring stations, to the whole concerned territory. and Perspektívne rozvojové plány integrovaného vodného hospodárstva vyžadujú znalost väcšieho množstva hydrologických parametrov ciastkových povodí, než nám poskytujú pozorovania vo vodomerných profiloch tokov. Preto je trvalou úlohou hydrológie vypracovanie metód odhadov pre hodnotenie chýbajúcich alebo občasne pozorovaných hydrologických parametrov vo zvolených profiloch vodných tokov. Jednou z ciest k získaniu potrebných údajov je regionalizácia. Pod ''regionálnou analýzou'' sa rozumie postup, ktorý sa na danom území zaoberá objasnením zákonitostí zmien hydrologických parametrov. Pod ''regionalizáciou'' sa rozumie interpolácia informácií, ktoré sú k dispozícii v daných uzloch monitorovania, na celé záujmové územie.