Stochastic Integral Equations and Rainfall-Runoff Models

موضوع مدل‌سازی بارش-رواناب طیف وسیعی از موضوعات را شامل می‌شود. اساسی برای هر موضوع، مشکل محاسبه دقیق رواناب در یک نقطه داده شده از داده های بارندگی در نقطه دیگر است. این واقعیت که در حال حاضر هیچ رویکرد پذیرفته‌شده جهانی برای محاسبه رواناب، با توجه به داده‌های بارندگی وجود ندارد، نشان می‌دهد که یک راه‌حل کاملاً قطعی برای این مشکل هنوز پیدا نشده است. فناوری به کار رفته در مدل‌های مدرن بارش-رواناب به طور قابل توجهی در دو دهه اخیر تکامل یافته است، با مدل‌های رایانه‌ای که در جزئیات توصیف فرآیندهای هیدرولوژیکی و هیدرولیکی که در حوضه رخ می‌دهند پیچیده‌تر شده‌اند. اما علیرغم پیشرفت‌ها در گنجاندن این جزئیات اضافی، سطح خطا در تخمین رواناب (با توجه به بارندگی) به نظر نمی‌رسد با افزایش پیچیدگی مدل تغییر قابل توجهی داشته باشد. در واقع غیر معمول نیست که سطح دقت مدل با افزایش پیچیدگی بدتر شود. در بخش آخر این فصل، مروری بر ادبیات مدرن در مدل‌سازی بارش-رواناب گردآوری شده است که شامل بسیاری از نگرانی‌های ذکر شده توسط مدل‌سازان بارش-رواناب است. بررسی نشان می‌دهد که هنوز هیچ راه‌حل قطعی برای مسئله مدل‌سازی بارش-رواناب وجود ندارد و خطا در تخمین رواناب تولید شده از مدل‌های بارندگی-رواناب به اندازه‌ای است که نباید به سادگی نادیده گرفته شوند.

The subject of rainfall-runoff modeling involves a wide spectrum of topics. Fundamental to each topic is the problem of accurately computing runoff at a point given rainfall data at another point. The fact that there is currently no one universally accepted approach to computing runoff, given rainfall data, indicates that a purely deter­ ministic solution to the problem has not yet been found. The technology employed in the modern rainfall-runoff models has evolved substantially over the last two decades, with computer models becoming increasingly more complex in their detail of describing the hydrologic and hydraulic processes which occur in the catchment. But despite the advances in including this additional detail, the level of error in runoff estimates (given rainfall) does not seem to be significantly changed with increasing model complexity; in fact it is not uncommon for the model's level of accuracy to deteriorate with increasing complexity. In a latter section of this chapter, a literature review of the state-of-the-art in rainfall-runoff modeling is compiled which includes many of the concerns noted by rainfall-runoff modelers. The review indicates that there is still no deterministic solution to the rainfall-runoff modeling problem, and that the error in runoff estimates produced from rainfall-runoff models is of such magnitude that they should not be simply ignored.