Characterization of a cavern conduit system in Vietnam by time series correlation, cross-spectrum and wavelet analyses

摘要

Time series analyses are applied to characterize the transient flow regimes of the Nam La cavern conduit, northwest Vietnam. The conduit transforms the input signal to an output signal, and the degree of transformation provides information on the nature of the flow system. The input for the analysis is net precipitation and the flow hydrograph at the cave entrance, while the output series is the flow hydrograph at the resurgence. Cross-correlation and cross-spectrum analysis are used to investigate the stationarity and linearity of the input-output transformation of the system, resulting in hydrodynamic properties such as system memory, response time, and mean delay between input and output. It is shown that during high flow periods, the flow in the conduit is pressurized. Consequently, the linear input-output assumption holds only for low flows. To highlight the hydrodynamics of the cavern conduit for the high flow periods, wavelet spectrum and wavelet cross-spectrum analyses are applied.%Des analyses de séries temporelles sont réalisées pour caractériser les écoulements en régime transitoire dans le conduit de la grotte Nam La, au Vietnam. Le conduit transforme le signal d'entrée en un signal de sortie. Le degré de cette transformation fournit des informations sur la nature du système d'écoulement. Les données d'entrée sont la pluviométrie nette et l'hydrogramme à l'entrée de la grotte, alors que le signal de sortie est l'hydrogramme au niveau de la résurgence. L'analyse le corrélation croisée et l'analyse spectrale croisée sont employées pour étudier la stationnante et la linéarité de la transformation entrée-sortie du système, en renseignant sur certaines propriétés hydrodynamiques comme la mémoire du système, le temps de réponse, et le délai moyen entre entrée et sortie. Il apparaît que, pendant les périodes de hautes eaux, l'écoulement dans le conduit est sous pression. En conséquence, l'hypothèse de linéarité entrée-sortie n'est valable que pour les basses eaux. Afin de mettre en évidence l'hydrodynamique du conduit pour les périodes de hautes eaux, des analyses spectrales et spectrales croisées en ondelettes sont réalisées.