Estimering av avrenning i umålte felt ved bruk av kartkorrelasjonsmetoden med kovariabler

Abstract

SammendragEstimering av umålte felt tar ofte i bruk referansefelt for å overføre egenskaper ved vannføringsserien til det umålte feltet. Derfor er det en av de viktigste utfordringene innen estimering av umålte felt, å identifisere og finne gode referansefelt. I 2010 ble en ny metode for å finne skaleringsfelt, kalt kartkorrelasjonsmetoden, introdusert. Formålet med denne oppgaven har vært å vurdere kartkorrelasjonsmetodens evne til å estimere umålte felt i Nord-Trøndelag, og sammenligne den med den tradisjonelle metoden.Kartkorrelasjonsmetoden antar at det i et nettverk av målte vassdrag i et geografisk område, kan kartlegges hydrologiske korrelasjonsstrukturer, som gir et forbedret grunnlag for å velge skaleringsfelt for umålte felt. For umålte felt i området tas i bruk en geostatistisk interpolasjonsmetode kalt for kriging, for å estimere korrelasjonsverdien med hvert referansefelt. I dette studiet er kartkorrelasjonsmetoden utvidet med topografiske og klimatiske kovariabler, og såkalt ko-kriging, for å supplere manglende vannføringsdata med data som gir økt fysisk forståelse av korrelasjonsstrukturene.Av 13 undersøkte felt i studiet finner kartkorrelasjonsmetoden med kovariabler annet skaleringsfelt enn den tradisjonelle metoden for syv av dem. Av de syv finnes vannføringsdata for fem og felles for alle er at korrelasjonsdata viser at kartkorrelasjonsmetoden har funnet felt med lavere korrelasjonsverdi enn den tradisjonelle metoden. De estimerte seriene fra feltene som er funnet ved kartkorrelasjonsmetoden presterer dårligere enn de fra den tradisjonelle metoden, for samtlige fem felt. Uten inkludering av topografiske og klimatiske variabler, velger metoden ulike skaleringsfelt for kun to av 13 felt. For begge er det til felt med lavere korrelasjon. For fire av fem felt hvor kartkorrelasjonsmetoden estimerer dårligere, har metoden funnet skaleringsfelt som har brukt lik kovariabel under ko-kriging, med høy grad av usikkerhet i bestemmelsen av verdi. Ser man bort fra referansefelt som har brukt denne variabelen finner kartkorrelasjonsmetoden bedre felt, også sammenlignet med tradisjonell metode.Konklusjonen av studiet er at kartkorrelasjonsmetoden, slik den er utført i dette studiet, gir dårligere estimering av umålte felt enn tradisjonell metode. Kovariablene som er brukt har en negativ innvirkning på estimeringen av korrelasjon, og gir i enkelttilfeller ved valg av skaleringsfelt, store negative konsekvenser. Metoden kartlegger likevel hydrologiske strukturer som øker forståelsen av avrenningen i området og det anbefales å bruke Nord-Trøndelag og studiets resultater for videre undersøkelser av kartkorrelasjonsmetoden.