今後数年間、水管理はいくつかの理由から新たな課題に直面するでしょう。地球温暖化は水の利用可能性を減少させ、人口増加は世界の水の需要を劇的に増加させ、それは一般に大都市に集中し、汚染は利用可能な資源に影響を与え、水の利用と利用可能性に関する将来のシナリオをさらに劇的なものにしています (Manfreda, 2013)。したがって、河川系の水文学的モニタリングは、水収支評価において特に注意を払うべき重要な側面です。
水文モニタリングは、1) プルビオメトリック ステーションと 2) ハイドロメトリック ステーションのような 2 つの古典的な計測器に依存しています。降水量は観測所の密集したネットワークで測定されますが、水量観測所の数は世界中で大幅に少なくなっています。一方では、プルビオメーターは、キャリブレーションが簡単なシンプルなデバイスです。一方、河川流量計は、水位段階によって表される河川流量の間接的な尺度しか提供しません。
この変数は、いわゆる流量曲線 (FRC) である回帰関数を介して排出量に関連付ける必要があります。これらの関数の信頼性は、多くの水文学的アプリケーションで認められていますが、水文学研究の結果、洪水の適切な予測、および低流量の正確な推定に影響を与える可能性があります。したがって、それらの正確なキャリブレーションは、水資源研究にとって非常に重要です。
FRC は、河川の水位と流量の観測値のペアに適合する経験的関数です。その定義は、利用可能な観測の数、観測の変動性の範囲、およびそれらの経時的な分布に大きく影響されます。それにもかかわらず、FRC の信頼できる推定に使用できる観測の数は、頻繁に制限されたり、エラーの影響を受けたりすることはありません。これは、伝統的な技術が長い実験キャンペーンと資格のある人員を必要とするという事実によるものです。これにより、実際には、低流量から高流量までの範囲の測定範囲で FRC が完全に記述されている、明確に定義され監視された断面を見つけることが困難になります。その結果、低流量の流速情報のみを持つのが一般的ですが、高流量の導出は外挿によって得られます (Dal Sasso et al., 2018)
したがって、従来の方法では、特にデータがまばらな環境では、流量の推定に大きな不確実性が生じますが、このような状況は水文学では非常に一般的であり、その結果、水の管理と定量化に関連するすべての分析に制限が生じます。
従来のアプローチに代わる方法を採用することで、FRC の信頼性を向上させることができます。 FRC は、平均流速と河川の湿潤面積との関係を河川水位の関数として表す 2 つの関数の積として取得できます。 2 つの回帰関数を使用して河川流量を求めることもできますが、断面の地形調査からも浸水面積の幾何学的関係を取得できるという大きな利点があります。このような物理情報は、モデルの信頼性を高めるために活用できますが (Manfreda et al., 2018 を参照)、より高い河川水位値での FRC 外挿をサポートする有用な情報を得るためにも使用できます。このような方法論により、FRC の信頼性が大幅に向上し、世界中の水管理をサポートできます。
これらの調査結果は、最近 Journal of Hydrology に掲載された「データ不足環境における流量曲線の導出について」というタイトルの記事で説明されています。 .この作業は、バジリカータ大学のヨーロッパおよび地中海文化、建築環境、文化遺産学科の Salvatore Manfreda によって行われました。
参考文献:
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