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水文数据工具可帮助用户管理水资源,保护基础架构

大坝从河里绘制水供应电厂
图片来源:埃德温·约翰逊。

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Sankar Arumugam.
Sudarshana Mukhopadhyay
哑光船员

河系统是必要的资源用于一切从饮用水供应到发电 - 但这些系统也水文复杂,它并不总是很清楚,从各个监测点的水流量数据如何与任何特定的一块基础设施。来自康奈尔大学和北卡罗莱纳州立大学的研究人员现在已经开发出一种工具,从多个数据库抽取给水资源管理者和基础设施的用户,他们需要做出有关河网水的使用明智的决策信息。

“A streamgage告诉你的水位是在河上的特定点什么 - 但是这不是真的足够的信息,”桑卡尔的Arumugam,在工作论文的合着者,北卡罗来纳州立土木工程教授说。“如果你是一个基础设施运营商,你真正需要知道的是它需要多长时间为水位信息是相关的基础设施。多远从你的水的摄入量streamgage沿江路,不只是直线距离?如何紧密联系是这两件事情,水文?”

“这一信息对于有效地管理供水系统,确保基础设施的重要 - 如发电厂 - 能够继续工作,并为保护基础设施,” Sudarshana Mukhopadhyay,该论文的第一作者,目前的博士后研究员在康奈尔说:大学。“的信息是在极端条件下,如洪水或干旱特别重要。

“所有数据都已存在,它只是分散在单独的数据库中。我们开发了一种算法,有效地将所有信息拉到一个地方,并考虑了流动的基础设施和各种基础设施网站如何在大型流域上进行水文,“博马达达菲说,他们作为博士学位工作。在NC状态的学生。

为了证明该工具的效用,研究人员使用的算法来创建连接网络展示约1400水库和在上下科罗拉多河流域1600个streamgages的相互联系。

对于这个网络中,该算法使用从三个源的数据:从美国地质调查局(USGS)国家水文数据集地形信息;来自美国地质调查局全国水利信息系统streamgages;从水坝的国家清单油藏数据。

“这是一个可以由电厂运营商,运营商水库,水资源管理者使用的工具 - 实际上它的人谁从水系取水,” Mukhopadhyay说。“它可以告知他们的河流条件上游和下游,并帮助他们在哪里,他们应该从系统中打水的决定。”

研究人员还做了一个模板可公开获得的,允许任何人开发类似的连接网络的其他流域。

“这应该是相当容易的水资源专家,” Mukhopadhyay说。

“我们目前正在研究一个国家版本,我们认为将帮助我们更好地了解河流河流河流全国各地的基础设施的所有方式,”Arumugam说。

本文,“显影streamgage和储层网络之间的水文依赖结构“,发表在期刊开放获取科学数据。该论文由Chandramauli Awasthi,博士共同撰写在NC状态的学生。

这项工作是从美国国家科学基金会的支持下完成的,在补助1823111和1442909;从USGS鲍威尔中心工作组项目“下的Budyko框架自然和人为改变流域陆面通量的全球综合。”

- 船员 -

编辑注:研究摘要跟随。

“开发streamgage和储层网络之间的水文依赖结构”

作者:Sudarshana Mukhopadhyay,康奈尔大学;A. Sankarasubramanian和Chandramauli Awasthi,北卡罗莱纳州立大学

发表:10月1日,科学数据

迪伊:10.1038 / s41597-020-00660-6

抽象的:物理基础设施的可靠运行,如水库,堤防,沿河网络定位的核电站取决于监测河流条件和基础设施与河网相互依赖,特别是在水文极端期间。在河流条件和大型流域的基础设施之间开发这种级联相互依赖性是具有挑战性的,作为传统工具(例如,流域描绘)不提供沿河网络的基础设施的相对地形信息。在这里,我们提出了一种通用的地理处理工具,系统地结合了三个地理空间层:来自国家水文数据集(NHDPLUSV2)的地形信息,来自USGS国家水信息系统的流或来自国家库存的水库,以发展相互依赖性沿着河道网络沿着河流和下下层科罗拉多河流域(CRB)之间的流轨和基础设施连接网络(Ricon),该网络(Ricon)将上述相互依赖性作为CRB的简明边缘列表。该研究的另一个贡献是一种用于在基础设施和河流网络之间开发级联相互依赖性以支持其管理和操作的算法。

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