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A STOCHASTIC INDEX METHOD FOR CALCULATING ANNUAL FLOW DURATION CURVES IN INTERMITTENT RIVERS

Authors

  • Maura Rianna,

    Corresponding author
    1. Dipartimento di Ingegneria Civile, Edile e Ambientale, Sapienza Università di Roma, Rome, Italy
    2. Centro Reatino di Ricerche di Ingegneria per la Tutela e la Valorizzazione dell'Ambiente e del Territorio, Sapienza Università di Roma, Rieti, Italy
    • Correspondence to: Maura Rianna, Centro Reatino di Ricerche di Ingegneria per la Tutela e la Valorizzazione dell'Ambiente e del Territorio, Sapienza Università di Roma, Via Eudossiana 18, Rome 00179, Italy. E-mail: maura.rianna@libero.it

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  • Andreas Efstratiadis,

    1. Department of Water Resources and Environmental Engineering, School of Civil Engineering, National Technical University of Athens, Greece
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  • Fabio Russo,

    1. Dipartimento di Ingegneria Civile, Edile e Ambientale, Sapienza Università di Roma, Rome, Italy
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  • Francesco Napolitano,

    1. Dipartimento di Ingegneria Civile, Edile e Ambientale, Sapienza Università di Roma, Rome, Italy
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  • Demetris Koutsoyiannis

    1. Department of Water Resources and Environmental Engineering, School of Civil Engineering, National Technical University of Athens, Greece
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  • Une méthode d'indexation pour le calcul stochastique courbes annuelles de débits dans les rivières intermittentes.

ABSTRACT

Flow duration curves are useful tools to estimate available surface water resources, at the basin scale. These represent the percentage of time during which discharge values are exceeded, irrespective of their temporal sequence. Annual flow duration curves are useful tools for evaluating all flow quantiles of a river and their confidence intervals, by removing the effects of variability from year to year. However, these tools fail to represent the hydrological regime of ephemeral rivers, since they cannot account for zero flows. In this work we propose a technique for calculating annual flow duration curves and their standard deviation in the case of intermittent rivers. In particular, we propose a generalization of the stochastic index method, in which we use the concept of total probability and order statistics. The method is proposed to determine the conditional distribution of positive flows, for given probability of dryness, and is implemented on three catchments in Italy and Greece, with low (<5%) and high (>40%) frequency of zero flows, respectively. Copyright © 2013 John Wiley & Sons, Ltd.

RÉSUMÉ

Les courbes de durée de débits sont des outils utiles pour estimer les ressources en eau de surface disponibles à l'échelle du bassin versant. Celles-ci représentent le pourcentage de temps pendant lequel des valeurs de débit sont dépassées, indépendamment de leur séquence temporelle. Les courbes annuelles de débits sont des outils utiles pour l'évaluation de tous les quantiles de débit d'une rivière et leurs intervalles de confiance, en supprimant les effets de la variabilité interannuelle. Toutefois, ces outils ne parviennent pas à représenter le régime hydrologique des cours d'eau éphémères, car ils ne peuvent pas rendre compte les flux nuls. Dans cet article, nous illustrons une méthode pour calculer les courbes de débits annuels et leur écart type dans le cas des cours d'eau intermittents. En particulier, nous proposons une généralisation de la méthode de l'indice stochastique, dans lequel nous utilisons le concept de probabilité totale et les statistiques ordonnées. La méthode est utilisée pour calculer la distribution conditionnelle de flux positifs, pour probabilité donnée sèche, et est appliquée à trois bassins en Italie et en Grèce, avec une faible (<5%) et élevée (> 40%) fréquence des flux nuls, respectivement. Copyright © 2013 John Wiley & Sons, Ltd.

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