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Spatiotemporal geostatistical modelling of groundwater level variations at basin scale: a case study at Crete's Mires Basin

机译：流域尺度地下水位变化的时空地统计模型：以克里特米尔斯盆地为例

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Spatiotemporal geostatistical analysis of groundwater levels is a significant tool for groundwater resources management. This work presents a valid spatiotemporal geostatistical model for the groundwater level variations of an aquifer in Crete, Greece. The goal of this approach is to accurately map the aquifer level at variable time-steps using joint space–time information. The proposed model applies the space–time ordinary kriging (STOK) methodology using joint space–time covariance functions. A space–time experimental variogram is determined from the monthly groundwater level time-series between the hydrological years 2009 and 2014 at 11 sampling stations. The experimental spatiotemporal variogram is successfully fitted by the product–sum model using a Matérn spatial and temporal function. STOK was used to predict the monthly groundwater level at each sampling station from January to May 2015. Validation results show low prediction errors that range from 0.95 to 1.45 m, while the kriging variance accurately determines the variability of predictions. Maps of groundwater level predictions and uncertainty are developed for significant months of the validation period to assess the aquifer spatiotemporal variability. This work demonstrates that space–time geostatistics can successfully model the spatial dynamic behaviour of an aquifer when the space–time dependencies are appropriately modelled, even for a sparse dataset.
机译：地下水位的时空地统计分析是地下水资源管理的重要工具。这项工作为希腊克里特岛的一个含水层的地下水位变化提供了一个有效的时空地统计模型。这种方法的目的是使用联合时空信息在可变的时间步长上准确地绘制含水层水位。所提出的模型通过联合时空协方差函数应用时空普通克里金法（STOK）。根据2009年至2014年水文年之间11个采样站的每月地下水位时间序列确定时空实验变异函数。乘积和模型使用Matérn时空函数成功拟合了实验时空变异图。使用STOK预测每个采样站2015年1月至2015年5月的每月地下水位。验证结果表明，较低的预测误差在0.95至1.45 m的范围内，而克里金法则的方差可准确确定预测的变异性。在验证期的重要月份中，绘制了地下水位预测和不确定性图，以评估含水层的时空变化。这项工作表明，即使对稀疏数据集进行了适当的时空相关性建模，时空地统计学也可以成功地对含水层的空间动态行为进行建模。

著录项

  • 来源
    《Nordic hydrology》 |2018年第4期|1131-1142|共12页
  • 作者

    Emmanouil A. Varouchakis;

  • 作者单位
  • 收录信息 美国《科学引文索引》(SCI);美国《工程索引》(EI);
  • 原文格式 PDF
  • 正文语种 eng
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