On the definition and modelling of streamflow drought duration and deficit volume

The threshold level approach is used to define drought characteristics, i.e. drought duration and deficit volume from time series of daily streamflow.Three different procedures for pooling dependent droughts are compared: a method based on an inter-event time and volume criterion (IC), a moving average procedure (MA), and a method based on the sequent peak algorithm (SPA).The extreme values of drought duration and deficit volume are analysed using both an annual maximum series (AMS) and a partial duration series (PDS) approach.Two Danish catchments with very different flow regimes were used in the study.The IC and MA methods provided virtually the same sample statistics of the AMS of drought duration and deficit volume for all thresholds considered.The results of the SPA method differed significantly from the other two methods for high thresholds due to the presence of multi-year droughts.For analysis of seasonal droughts the SPA method is restricted to low thresholds.The occurrence of a large number of zerodrought years for low thresholds may significantly reduce the information content of the AMS, and in this case the PDS model is superior.The problem of minor droughts in the PDS was implicitly reduced by using the MA and SPA methods, and in this respect these methods have an important advantage as compared to the IC method. Dfinition et modlisation de la dure et du volume dficitaire des tiagesRsum Un seuil de dbit a t utilis pour dfinir des caractristiques des tiages, savoir leur dure et leur volume dficitaire, partir de sries chronologiques de dbits journaliers.Trois procdures diffrentes permettant de regrouper des tiages dpendants ont t compares: une mthode fonde sur un critre de dure entre vnements et de volume (IC), une procdure de moyenne mobile (MA) ainsi qu'une mthode fonde sur l'algorithme du pic sequent (SPA).Les valeurs extrmes de la dure d'tiage et du volume dficitaire ont t analyses en utilisant aussi bien une approche de type dure partielle (PDS) qu'une approche de type maximum annuel (AMS).Deux bassins versants danois prsentant des rgimes d'coulements trs diffrents ont t utiliss dans cette tude.Les mthodes IC et MA fournissent pratiquement les mmes statistiques de maximum annuel de dure d'tiage et de volume dficitaire pour tous les seuils considrs.Les rsultats de la mthode SPA diffrent significativement de ceux des deux autres mthodes pour les seuils levs, en raison de la prsence d'tiages dont la dure atteint plusieurs annes.L'analyse des tiages saisonniers par la mthode SPA est limite aux seuils faibles.La prsence d'un grand nombre d'annes sans tiage pour des seuils faibles peut rduire significativement le volume d'information trait par l'approche AMS, et dans ce cas l'approche PDS est prfrable.Le problme pos par les scheresses mineures, dans le cas de l'approche PDS, a t implicitement rduit par l'utilisation des mthodes MA et SPA qui, dans ce cas, prsentent un avantage significatif par rapport la mthode IC.