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Impact of model simplifications on soil erosion predictions: application of the GLUE methodology to a distributed event-based model at the hillslope scale

Authors :
Cea, Luis
Legout, Cédric
Grangeon, Thomas
Nord, Guillaume
E.T.S. Ingenieros de Caminos Canales y Puertos
Universidade da Coruña
Laboratoire d'étude des transferts en hydrologie et environnement (LTHE)
Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )-Observatoire des Sciences de l'Univers de Grenoble (OSUG )
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 Grenoble Alpes [2016-2019] (UGA [2016-2019])-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 Grenoble Alpes [2016-2019] (UGA [2016-2019])
GéoHydrosystèmes COntinentaux (GéHCO EA6293)
Université de Tours
Bureau de Recherches Géologiques et Minières (BRGM) (BRGM)
Institut des Géosciences de l’Environnement (IGE)
Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Grenoble Alpes [2016-2019] (UGA [2016-2019])
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 de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes (UGA)
Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Observatoire des Sciences de l'Univers de Grenoble (OSUG )
Université de Tours (UT)
Source :
Hydrological Processes, Hydrological Processes, Wiley, 2016, 30 (7), pp.1096-1113. ⟨10.1002/hyp.10697⟩
Publication Year :
2016
Publisher :
HAL CCSD, 2016.

Abstract

International audience; In this paper, we analyse how the performance and calibration of a distributed event-based soil erosion model at the hillslopescale is affected by different simplifications on the parameterizations used to compute the production of suspended sediment byrainfall and runoff. Six modelling scenarios of different complexity are used to evaluate the temporal variability of thesedimentograph at the outlet of a 60 m long cultivated hillslope. The six scenarios are calibrated within the generalized likelihooduncertainty estimation framework in order to account for parameter uncertainty, and their performance is evaluated againstexperimental data registered during five storm events. The Nash–Sutcliffe efficiency, percent bias and coverage performanceratios show that the sedimentary response of the hillslope in terms of mass flux of eroded soil can be efficiently captured by amodel structure including only two soil erodibility parameters, which control the rainfall and runoff production of suspendedsediment. Increasing the number of parameters makes the calibration process more complex without increasing in a noticeablemanner the predictive capability of the model.

Details

Language :
English
ISSN :
08856087 and 10991085
Database :
OpenAIRE
Journal :
Hydrological Processes, Hydrological Processes, Wiley, 2016, 30 (7), pp.1096-1113. ⟨10.1002/hyp.10697⟩
Accession number :
edsair.dedup.wf.001..f600f370bdeea6db86459d2aee0003f9