Review of methods used to estimate catchment response time for the purpose of peak discharge estimation

摘要

Large errors in peak discharge estimates at catchment scales can be ascribed to errors in the estimation of catchment response time. The time parameters most frequently used to express catchment response time are the time of concentration (T_C), lag time (T_L) and time to peak (T_P). This paper presents a review of the time parameter estimation methods used internationally, with selected comparisons in medium and large catchments in the C5 secondary drainage region in South Africa. The comparison of different time parameter estimation methods with recommended methods used in South Africa confirmed that the application of empirical methods, with no local correction factors, beyond their original developmental regions, must be avoided. The T_C is recognized as the most frequently used time parameter, followed by T_L. In acknowledging this, as well as the basic assumptions of the approximations T_L = 0.6T_C and T_C ≈ T_P along with the similarity between the definitions of the T_P and the conceptual T_C, it was evident that the latter two time parameters should be further investigated to develop an alternative approach to estimate representative response times that result in improved estimates of peak discharge at these catchment scales.%Les fortes erreurs d'estimations du débit de pointe à l'échelle des bassins versants peuvent être attribuées à des erreurs dans l'estimation du temps de réponse du bassin versant. Les paramètres de temps le plus souvent utilisés pour caractériser le temps de réponse d'un bassin sont le temps de concentration (TC), le temps de réponse (TL) et le temps de montée au pic (TP). Cet article présente une revue des méthodes d'estimation des paramètres temporels utilisées dans le monde, illustrée de quelques comparaisons sur des bassins versants de moyenne et grande taille de la région de drainage secondaire C5 en Afrique du Sud. La comparaison de différentes méthodes d'estimation des paramètres de temps avec les méthodes qu'il est conseillé d'utiliser en Afrique du Sud, a confirmé que l'application des méthodes empiriques, qui ne présentent aucun facteur local de correction, doit être évitée en dehors des régions où elles ont été développées. TC est reconnu comme le paramètre de temps le plus fréquemment utilisé, suivi par TL. En reconnaissant cela, ainsi que les hypothèses de base des approximations TL = 0,6TC et TC » TP, et la similitude entre les définitions de TP et du paramètre conceptuel TC, il était évident que ces deux derniers paramètres de temps devraient être davantage étudiés pour développer une approche alternative d'estimation de temps de réponse représentatifs permettant de meilleures estimations du débit de pointe à l'échelle de ces bassins.