Assessment of the influence of land use data on the water balance components of a peri-urban catchment using a distributed modelling approach

Autor: Flora Branger, C. Jacqueminet, Sven Kralisch, S. Kermadi, Peter Krause, Kristell Michel, Isabelle Braud, Meriem Labbas
Přispěvatelé: AgroParisTech, Centre International de Recherche sur l'Environnement et le Développement (CIRED), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École des Ponts ParisTech (ENPC)-Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad)-École des hautes études en sciences sociales (EHESS)-AgroParisTech, Environnement Ville Société (EVS), École normale supérieure - Lyon (ENS Lyon)-École des Mines de Saint-Étienne (Mines Saint-Étienne MSE), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Université Lumière - Lyon 2 (UL2)-Université Jean Moulin - Lyon 3 (UJML), Université de Lyon-Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées de Lyon (INSA Lyon), Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université Jean Monnet [Saint-Étienne] (UJM)-École Nationale des Travaux Publics de l'État (ENTPE)-École nationale supérieure d'architecture de Lyon (ENSAL)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Centre de Recherche sur l'Environnement et l'Aménagement (CRGA), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École Nationale des Travaux Publics de l'État (ENTPE)-Université Jean Monnet [Saint-Étienne] (UJM)-Institut National des Sciences Appliquées de Lyon (INSA Lyon), Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université Jean Moulin - Lyon 3 (UJML), Université de Lyon-Université Lumière - Lyon 2 (UL2), Hydrologie-Hydraulique (UR HHLY), Institut national de recherche en sciences et technologies pour l'environnement et l'agriculture (IRSTEA), aucun, Thuringer Landesanstalt fur Umwelt and Geologie, École normale supérieure - Lyon (ENS Lyon)-Université Lumière - Lyon 2 (UL2)-Université Jean Moulin - Lyon 3 (UJML), Université de Lyon-Université de Lyon-Université Jean Monnet [Saint-Étienne] (UJM)-École Nationale des Travaux Publics de l'État (ENTPE)-École des Mines de Saint-Étienne (Mines Saint-Étienne MSE), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-École nationale supérieure d'architecture de Lyon (ENSAL)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National des Sciences Appliquées de Lyon (INSA Lyon), Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA), Thüringer Landesanstalt für Umwelt und Geologie, Institut für Geographie, Friedrich-Schiller-Universität Jena, Laboratoire d'étude des transferts en hydrologie et environnement (LTHE), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique de Grenoble (INPG)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Observatoire des Sciences de l'Univers de Grenoble (OSUG), Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP)-Institut national de recherche en sciences et technologies pour l'environnement et l'agriculture (IRSTEA)-Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes (UGA)-Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP)-Institut national de recherche en sciences et technologies pour l'environnement et l'agriculture (IRSTEA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes (UGA), Institut National des Sciences Appliquées de Lyon (INSA Lyon), Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École nationale supérieure d'architecture de Lyon (ENSAL)-École des Mines de Saint-Étienne (Mines Saint-Étienne MSE), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-École Nationale des Travaux Publics de l'État (ENTPE)-Université Jean Monnet [Saint-Étienne] (UJM)-Université Jean Moulin - Lyon 3 (UJML), Université de Lyon-Université Lumière - Lyon 2 (UL2)-École normale supérieure - Lyon (ENS Lyon), Friedrich-Schiller-Universität = Friedrich Schiller University Jena [Jena, Germany], Institut National Polytechnique de Grenoble (INPG)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Observatoire des Sciences de l'Univers de Grenoble (OSUG), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )-Institut national de recherche en sciences et technologies pour l'environnement et l'agriculture (IRSTEA)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )-Institut national de recherche en sciences et technologies pour l'environnement et l'agriculture (IRSTEA)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry]), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Lyon-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École nationale supérieure d'architecture de Lyon (ENSAL)-École des Mines de Saint-Étienne (Mines Saint-Étienne MSE), Environnement, Ville, Société (EVS), École normale supérieure de Lyon (ENS de Lyon)-École des Mines de Saint-Étienne (Mines Saint-Étienne MSE), Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université Jean Monnet - Saint-Étienne (UJM)-École Nationale des Travaux Publics de l'État (ENTPE)-École nationale supérieure d'architecture de Lyon (ENSAL)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Observatoire des Sciences de l'Univers de Grenoble (OSUG), Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Institut national de recherche en sciences et technologies pour l'environnement et l'agriculture (IRSTEA)-Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Institut national de recherche en sciences et technologies pour l'environnement et l'agriculture (IRSTEA)-Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique de Grenoble (INPG)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), centre international de recherche sur l'environnement et le développement (CIRED), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École des Ponts ParisTech (ENPC)-École des hautes études en sciences sociales (EHESS)-AgroParisTech-Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad)
Jazyk: angličtina
Rok vydání: 2013
Předmět:
010504 meteorology & atmospheric sciences
Hydrological modelling
0207 environmental engineering
Drainage basin
02 engineering and technology
water catchment
01 natural sciences
[SHS]Humanities and Social Sciences
Interflow
Water balance
Evapotranspiration
[SDU.STU.HY]Sciences of the Universe [physics]/Earth Sciences/Hydrology
020701 environmental engineering
0105 earth and related environmental sciences
Water Science and Technology
Hydrology
geography
[SHS.ARCHI]Humanities and Social Sciences/Architecture
space management
geography.geographical_feature_category
[SHS.STAT]Humanities and Social Sciences/Methods and statistics
Land use
Base flow
peri-urban catchment
modeling
[SHS.GEO]Humanities and Social Sciences/Geography
15. Life on land
6. Clean water
13. Climate action
land use data
Environmental science
distributed modelling approach
peri-urban
Surface runoff
Zdroj: Journal of Environmental Hydrology
Journal of Environmental Hydrology, International Association for Environmental Hydrology, 2013, 505, pp.312-325. ⟨10.1016/j.jhydrol.2013.09.055⟩
Journal of Hydrology
Journal of Hydrology, Elsevier, 2013, 505, pp.312-325. ⟨10.1016/j.jhydrol.2013.09.055⟩
Journal of Hydrology, 2013, 505, pp.312-325. ⟨10.1016/j.jhydrol.2013.09.055⟩
ISSN: 1058-3912
0022-1694
DOI: 10.1016/j.jhydrol.2013.09.055⟩
Popis: [Departement_IRSTEA]Eaux [TR1_IRSTEA]ARCEAU; International audience; This paper addresses the impact of the source and processing method of land use information for hydrological simulations on the long-term water balance of the Yzeron peri-urban catchment (150 km 2), located near Lyon, France. A customised version of the distributed hydrological model J2000 was used to perform simulations at a daily time step. Five land use data sets obtained from aerial photographs BDOrtho@IGN and satellites Quickbird and Spot for the year 2008 are compared. The paper presents the methodology for model setup and the simulation results for the main water balance components of the catchment: total runoff at several gauging stations, runoff components, evapotranspiration and soil moisture. The model evaluation against discharge measurements at six locations shows a reasonable agreement between simulated and observed values, in particular for general seasonal variations, low flow periods and simulation of runoff components (surface runoff, interflow and base flow), with Nash–Sutc-liffe efficiencies ranging from 0.25 to 0.51 at the daily time step and 0.46–0.82 at the monthly time step. The comparison of the model outputs for the various land use maps shows that the total discharge is not very sensitive to the data set used (À4.88% to 4.65% at the catchment outlet), except in a small and more densely urbanised sub-catchment for which a significant impact of image resolution on simulated flow is detected (+25.81%). For all gauges, the results also highlight the sensitivity of the modelled flow components , in particular regarding the amount and seasonal dynamics of surface runoff generation (8–44% of total flow at the catchment outlet depending on the data set used). As a conclusion, land use information should be selected and processed with care, with respect to the objectives of a given study, and the sizes and urbanisation rates of the target sub-catchments.
Databáze: OpenAIRE
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