Loading...
HomeMy WebLinkAbout03_Hydrologic-Stream-Classification-part-3-Jim-MeadPresentation to Ecological Flows Science Advisory Board January 18, 2011 NC HYDROLOGIC STREAM CLASSIFICATION USING SIMULATED vs. USGS FLOW DATA Questions Raised  During the Expert Workshop Are flow data simulated by the basinwide hydrologic  models comparable to actual USGS recorded flows for  classifying streams? Different gages have different periods of record.  Does the  period of record used in the analysis affect the stream  classification? To  address these questions, additional analyses were  performed by DWR and Environmental Flow Specialists Neuse Basin USGS Gages 31 Total  Unaltered and Altered flow records 14 Class A – Coastal streams 1 Class B –Small Stable stream 3 Class C –Large Stable streams 9 Class D –Small Flashy streams 4 Class G –Seasonal Small streams zero Class E and F –Large Piedmont rivers &  medium stable streams Neuse River Basin Gages Drainage USGS Period USGS OASIS class 79 yr OASIS STATION #GAGE NAME Area of Record class using USGS POR record class 02086500 FLAT RIVER AT DAM NEAR BAHAMA 168.00 1928-1964 A D D 02087570 NEUSE RIVER AT SMITHFIELD 1,206.00 1971-1991 A F F 02091500 CONTENTNEA CREEK AT HOOKERTON 733.00 1930-1975 A F A 0208925200 BEAR CREEK AT MAYS STORE 57.70 1988-2008 B G G 02087500 NEUSE RIVER NEAR CLAYTON 1,150.00 1928-1980 D A A 02088000 MIDDLE CREEK NEAR CLAYTON 83.50 1940-2008 D A A 02091000 NAHUNTA SWAMP NEAR SHINE 80.40 1955-2008 D A A 0208521324 LITTLE R @ SR1461 NR ORANGE FACTORY 78.20 1988-2008 G D D USGS vs. Simulation Discrepancy Explanations for Discrepancies 3 of 8 corrected by revisions to classification  models – coefficients for Class D and zero flow  criterion set at zero instead of 0.5 Flat River at Dam near Bahama  Neuse River near Clayton  Little River at SR1461 near Orange factory  All are now Class D for both USGS & simulated  data Explanations cont’d Three of these 8 gages ‐Neuse River at Smithfield,  Nahunta Swamp near Shine, and Middle Creek  near Clayton ‐have a portion of their flow record  that appears to be altered.  Determined by EFS using trend analysis.   The simulated flow data, on the other hand, is  completely unimpaired. Explanations cont’d Flows for 3 of these 8 stream gages ‐Contentnea  Creek at Hookerton, Nahunta Swamp near Shine,  and Bear Creek at Mays Store –were simulated  based on flows at other locations, NOT from a  node in the basin model at the gage location.  It is therefore not unusual for simulated flows to  be somewhat different than empirical  measurements on a daily timestep – especially for  short‐term events . 79 yr OASIS 20-yr time increments STATION #GAGE NAME record class1234567 02087500 NEUSE RIVER NEAR CLAYTON A DADAADB 02087570 NEUSE RIVER AT SMITHFIELD F DADAAFB 02089500 NEUSE RIVER AT KINSTON C E C E E C C C 0208758850SWIFT CK NEAR MCCULLARS CROSSROADS G AAAAGGG 02088000 MIDDLE CREEK NEAR CLAYTON A AAAAAGG 02088470 LITTLE RIVER NEAR KENLY A F A A A A A A 02088500 LITTLE RIVER NEAR PRINCETON A F A A A A A A 02091000 NAHUNTA SWAMP NEAR SHINE A F A A A A A A 02091500 CONTENTNEA CREEK AT HOOKERTON A F A A A A F A Different Class for Different Period of Record Explanations for  Period of Record Discrepancies Two of 9 gage discrepancies are eliminated by the  revisions to the coefficients for the Class D model.   (Neuse River near Clayton and at Smithfield) Four of 9 discrepancies are corrected if the first  year of simulation is removed from the record.   This is an artifact of modeling associated with  establishing the initial conditions in the model.  (Little River near Kenly and near Princeton,  Nahunta Swamp near Shine, and Contentnea  Creek at Hookerton) Explanations for  Period of Record Discrepancies The simulated flows for one gage –Neuse River at Kinston – are at the margin between two classes, particularly for high  flows.  Lengthening the interval from 20 to 30 years  resolves the discrepancy. The last two gages –Swift Creek near McCullars Crossroads  and Middle Creek near Clayton –have many zero  simulation flows towards the end of the record that the  USGS gages actually recorded as very low, but still positive  flows.  Extended the analysis interval from 20 to 40 years  resolves the discrepancy. Conclusions OASIS has the capability to simulate flow records  for Neuse River Basin locations for up to 79 years.  The longer the POR the more likely the stream  will be classified correctly.  The POR should be entirely unaltered or entirely  altered. There should be no trend inflections or  long term perturbations.  Future hydrologic models should include nodes  at all USGS stations to allow additional  comparisons and checking of simulated versus  measured flow data. Conclusions cont’d Simulated daily flows are sometimes less  comparable to measured data in the very low and  low flow range, and the high and very high flow  range.  A significant number of simulated zero  flow days can result in a seasonal stream  classification. Abnormally high simulation flows  should be verified, since they can sometimes  result in a class change.  A longer analyses interval  (30 or 40 years) usually resolves this issue.  The initial year in the simulation record should  not be included in the classification analysis.