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Se propone un modelo conceptual con un reservorio no linear y un conducto turbulento (que representan a un sistema de conducto) en series de acuerdo a la estructura básica de un acuífero kárstico típico, para simular el manantial kárstico. La red de conductos actúa como el pasaje principal de drenaje del acuífero kárstico y puede también tener una fuerte influencia en los procesos hidrológicos, especialmente durante los eventos de tormentas. Sin embargo, la mayoría de los modelos conceptuales de acuíferos kársticos difícilmente consideran la función de los conductos turbulentos. Los acuíferos kárstico son comúnmente simulados sobre la base a modelos conceptuales. La comparaison des résultats montre la supériorité et la meilleure performance du modèle au réservoir non linéaire et à conduit. Le modèle proposée est également comparé aux résultats obtenus avec le modèle Vensim d’une complexité similaire, appliqué sur le même système karstique. Ensuite, ce simple modèle conceptuel est utilisé pour simuler le débit de la source karstique (nommée S31) située à proximité de la ville de Guilin en Chine les résultats sont satisfaisants, spécialement eu regard des pics de débits et des courbes de récession de la source en conditions de hautes eaux. De plus, un “réservoir évapotranspiration” est utilisé pour prendre en considération la perte d’humidité par l’évapotranspiration et pour calculer la précipitation efficace pour le modèle proposé. Même si le débit de la source est fortement influencé par l’écoulement turbulent dans le conduit pendant la crue, cette influence décroît avec l’intensité des précipitations et du volume du débit de la source. Le modèle montre si le débit de la source est influencé ou non par un écoulement turbulent dans le conduit cela ne dépend pas seulement des paramètres du réservoir non linéaire et du conduit, mais dépend aussi du volume du débit de la source. Un modèle conceptuel avec un réservoir non linéaire et un conduit pour l’écoulement turbulent (schématisant le système de conduits) en série est proposée au regard de la structure d’un aquifère karstique, afin de simuler le débit d’une source karstique. Le réseau de conduits agit comme le principal réseau de drainage de l’aquifère karstique et peut aussi avoir une forte influence sur les processus hydrologiques, spécialement durant les crues. Cependant, la plupart des modèles conceptuels utilisés pour les aquifères karstiques considèrent difficilement la fonction de l’écoulement turbulent dans les conduits. Les aquifères karstiques sont généralement simulés à l’aide de modèles conceptuels. The comparison shows the superiority and better performance of the nonlinear reservoir-pipe model. The proposed model is also compared with the Vensim model of similar complexity, which has been applied to the same spring catchment. Then, this simple conceptual model is used to simulate a karst spring (named S31) near Guilin city, China, with satisfactory results, especially with respect to discharge peaks and recession curves of the spring under storm conditions.
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In addition, an ‘evapotranspiration store’ is used to consider the moisture loss through evapotranspiration and to calculate the effective rainfall on the proposed model. Even though the spring discharge is strongly influenced by the turbulent pipe during the storm, this influence decreases with the rainfall intensity and volume of spring discharge. The model indicates whether the spring discharge is influenced by the turbulent pipe this not only depends on the parameters of the nonlinear reservoir and turbulent pipe, but also depends on the volume of spring discharge itself.
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A conceptual model with a nonlinear reservoir and a turbulent pipe (representing the conduit system) in series is proposed according to the basic structure of a typical karst aquifer, to simulate the karst spring. The conduit network acts as the main draining passage of the karst aquifer and may also have a strong influence on the hydrological processes, especially during storm events. However, most karst conceptual models hardly consider the function of turbulent conduits. Karst aquifers are commonly simulated based on conceptual models.