Relating hydrograph components to rainfall and streamflow: a case study from northern Taiwan

Abstract

-J., 2012. Relating hydrograph components to rainfall and streamflow: a case study from northern Taiwan. Hydrological Sciences Journal, 57 (5), 861-877. Abstract This study investigates the characteristics of hydrograph components from a watershed in Taiwan. Hydrograph components were modelled by using a model of three serial reservoirs with one parallel reservoir. Mean rainfall was calculated by using the block kriging method. The model parameters for 38 events were calibrated by using the shuffled complex evolution optimization algorithm. The model verification was made using 18 events. Based on the study results, the following findings were obtained: (1) for single-peak events, times to peak of hydrograph components are an increasing power function of the peak time of rainfall; (2) peak discharges of hydrograph components are linearly proportional to that of total runoff, and the ratios of quick and slow runoff are approximately 83% and 17% of total runoff, respectively; and (3) the total volume of quick runoff component is 52% of total runoff and that of slow runoff is 27%.Key words block kriging; linear cascade reservoir; streamflow components; hydrograph shape; runoff characteristics Associer les composantes d'un hydrogramme à la pluviométrie et aux débits : une étude de cas au nord de Taïwan Résumé Cette étude s'intéresse aux caractéristiques des composantes de l'hydrogramme d'un bassin versant à Taïwan. Les composantes de l'hydrogramme ont été modélisées en utilisant un modèle de trois réservoirs en série avec un réservoir en parallèle. La pluviométrie moyenne a été calculée en utilisant la méthode du krigeage par blocs. Les paramètres du modèle pour 38 événements ont été calés à l'aide de l'algorithme optimal « shuffled complex evolution ». La vérification du modèle a été réalisée en utilisant 18 événements. Sur la base des résultats analytiques, on a trouvé que: (1) pour des événements à pointe unique, les temps de montée des composantes de l'hydrogramme sont corrélés avec le temps de montée des précipitations selon une loi de puissance croissante; (2) les débits de pointe des composantes de l'hydrogramme sont linéairement proportionnels à ceux du ruissellement total, le rapport étant approximativement de 83% pour un ruissellement rapide et de 17% pour un écoulement lent; et (3) les relations des débits totaux ont des rapports directs entre les composantes de l'hydrogramme et les ruissellements totaux observés, de 52% pour un ruissellement rapide et de 27% pour un écoulement lent.