DOI: https://doi.org/10.5194/essd-18-4345-2026
تاريخ النشر: 2026-06-26
المؤلف: Gemma Coxon وآخرون
الموضوع الرئيسي: دراسات الهيدرولوجيا وإدارة أحواض المياه
نظرة عامة
تقدم ورقة البحث النسخة الثانية من مجموعة بيانات CAMELS-GB، التي تجمع بيانات هيدرولوجية شاملة من جميع أنحاء بريطانيا العظمى، تشمل ملايين الملاحظات على مقاييس زمنية تتراوح من ساعة إلى شهر. تتضمن هذه النسخة المحدثة تدفقات الأنهار اليومية التي تم التحكم في جودتها، وحدود الحوض، والخصائص المستمدة من أرشيف تدفق الأنهار الوطني في المملكة المتحدة. تشمل التحسينات الملحوظة في CAMELS-GB v2 سلاسل زمنية هيدرولوجية-مناخية يومية ممتدة من 1970 إلى 2022، وبيانات جديدة عن هطول الأمطار وتدفق الأنهار بالساعة، وسلاسل زمنية لمستويات المياه الجوفية لـ 55 بئرًا، وخصائص إضافية للحوض تعكس التغيرات في تغطية الأرض، وتدفقات الذروة، وتأثيرات النشاط البشري.
تقدم مجموعة البيانات تقدمًا كبيرًا في التحليلات البيئية والنمذجة من خلال تسهيل تطوير أطر عمل موحدة لتقييم النماذج ومقارنتها عبر المقاييس الإقليمية والوطنية. يوفر تضمين سلاسل زمنية هيدرولوجية-مناخية دون اليومية رؤى حاسمة لتحليل الفيضانات، والاستجابة للعواصف الحملية، وغيرها من الأحداث الهيدرولوجية القصيرة المدة. علاوة على ذلك، تسمح الخصائص الجديدة للحوض بإجراء تحقيق أعمق في كيفية تأثير الخصائص المختلفة للحوض على سلوك تدفق الأنهار، لا سيما في المناطق المتأثرة بالنشاط البشري. من المتوقع أن تعزز التحديثات المستقبلية التغطية المكانية والزمنية لبيانات مستوى المياه الجوفية وخصائص شبكة الأنهار، مثل مؤشر ستراهلر.
مقدمة
تسلط مقدمة ورقة البحث الضوء على أهمية مجموعات البيانات الهيدرولوجية ذات العينة الكبيرة (LSH) في تعزيز الفهم والنمذجة للعمليات الهيدرولوجية عبر مقاييس مختلفة، بما في ذلك المستويات الوطنية والقارية والعالمية. تتكون هذه المجموعات بشكل أساسي من بيانات تدفق الأنهار، كما تشمل سلاسل زمنية مناخية، ومحاكاة نماذج هيدرولوجية، وحدود الأحواض، وخصائص، مما يسهل المقارنة الشاملة لنماذج الهيدرولوجيا ويعزز الرؤى حول العمليات الهيدرولوجية، وتوقع الأحداث القصوى، وتأثيرات المناخ وإدارة الأراضي على تدفق الأنهار. لقد عزز اعتماد مبادئ FAIR (قابل للاكتشاف، قابل للوصول، قابل للتشغيل المتبادل، وقابل لإعادة الاستخدام) من إمكانية الوصول واستخدام هذه المجموعات.
تتناول الورقة بشكل خاص قيود مجموعة بيانات CAMELS-GB v1، التي قدمت سلاسل زمنية هيدرولوجية-مناخية يومية وخصائص ثابتة للأحواض لـ 671 حوضًا في بريطانيا العظمى. ومن الجدير بالذكر أنها كانت تفتقر إلى سلاسل زمنية دون اليومية وبيانات مستوى المياه الجوفية، والتي تعتبر حاسمة لوصف الفيضانات وتحليل الاتجاهات. استجابةً لذلك، يقدم المؤلفون CAMELS-GB v2، الذي يتضمن سلاسل زمنية هيدرولوجية-مناخية بالساعة، وسلاسل زمنية لمستويات المياه الجوفية، وخصائص ديناميكية للحوض تعكس التغيرات في تغطية الأرض. كما أن هذه النسخة المحدثة توسع السلاسل الزمنية اليومية الحالية وتدمج أحدث بيانات هطول الأمطار والتبخر المحتمل. CAMELS-GB v2 متاحة للوصول المفتوح على مركز بيانات المعلومات البيئية (EIDC)، مع بقية الورقة التي توضح التحسينات التي تم إجراؤها من v1 إلى v2 وتقديم إرشادات للمستخدمين.
نقاش
تشمل مجموعة بيانات CAMELS-GB v2 671 حوضًا عبر بريطانيا العظمى، مع الحفاظ على نفس الاختيار مثل سابقتها، CAMELS-GB v1، مع استبعاد أيرلندا الشمالية بسبب بيانات المناخ غير المتسقة. تم تحسين حدود الأحواض لتعزيز الدقة دون تغيير كبير في خصائص مجموعة البيانات. تتضمن مجموعة البيانات سلاسل زمنية هيدرولوجية-مناخية شاملة من 1970 إلى 2022، مع بيانات يومية وساعية لتدفق الأنهار، وهطول الأمطار، والتبخر المحتمل (PET)، ودرجة الحرارة، المستمدة من مجموعات بيانات مناخية عالية الدقة مثل HadUK وCEH-GEAR. ومن الجدير بالذكر أن النسخة الجديدة تقدم مؤشرات مناخية محدثة وتوقيعات هيدرولوجية محسوبة من هذه السلاسل الزمنية الممتدة، مما يضمن تمثيلًا شاملاً للخصائص الهيدرولوجية.
بالإضافة إلى البيانات الهيدرولوجية-المناخية، يقدم CAMELS-GB v2 خصائص محسنة للأحواض، بما في ذلك بيانات تغطية الأرض المحدثة التي تمتد على عدة سنوات وخصائص التربة والهيدروجيولوجيا المعاد حسابها بناءً على أحدث المعلومات. كما تم توسيع مقاييس التأثير البشري، مع دمج مجموعات بيانات جديدة حول سحب المياه وخصائص الخزانات. تضمن عمليات التحكم في جودة مجموعة البيانات موثوقية البيانات، مع وجود علامات تفصيلية تشير إلى المشكلات المحتملة في بيانات التدفق والمستوى بالساعة، مما يسمح للمستخدمين باتخاذ قرارات مستنيرة بشأن استخدام البيانات في تحليلاتهم. بشكل عام، تعتبر CAMELS-GB v2 مصدرًا قيمًا لنمذجة الهيدرولوجيا والبحث، حيث تقدم إطارًا قويًا لفهم ديناميات أنظمة المياه في بريطانيا العظمى.
DOI: https://doi.org/10.5194/essd-18-4345-2026
Publication Date: 2026-06-26
Author(s): Gemma Coxon et al.
Primary Topic: Hydrology and Watershed Management Studies
Overview
The research paper presents the second version of the CAMELS-GB dataset, which compiles extensive hydrological data from across Great Britain, encompassing millions of observations at hourly to monthly timescales. This updated version includes quality-controlled daily river flows, catchment boundaries, and characteristics sourced from the UK National River Flow Archive. Notable enhancements in CAMELS-GB v2 include extended daily hydro-meteorological timeseries from 1970 to 2022, new hourly precipitation and river flow data, groundwater level timeseries for 55 wells, and additional catchment attributes that reflect changes in land cover, peak flows, and human impacts.
The dataset significantly advances environmental and modeling analyses by facilitating the development of standardized frameworks for model evaluation and benchmarking across regional and national scales. The inclusion of sub-daily hydro-meteorological timeseries offers critical insights for flood analysis, responses to convective storms, and other short-duration hydrological extremes. Furthermore, the new catchment attributes allow for a deeper investigation into how various catchment characteristics influence river flow behavior, particularly in areas affected by human activity. Future updates are anticipated to enhance the spatial and temporal coverage of groundwater level data and river network characteristics, such as the Strahler Index.
Introduction
The introduction of the research paper highlights the significance of Large-sample hydrological (LSH) datasets in advancing the understanding and modeling of hydrological processes across various scales, including national, continental, and global levels. These datasets, which primarily consist of streamflow data, also encompass meteorological time series, hydrological model simulations, catchment boundaries, and attributes, facilitating comprehensive benchmarking of hydrological models and enhancing insights into hydrological processes, extreme event prediction, and the impacts of climate and land management on streamflow. The adoption of FAIR (findable, accessible, interoperable, and reusable) principles has further promoted the accessibility and usability of these datasets.
The paper specifically addresses the limitations of the CAMELS-GB v1 dataset, which provided daily hydro-meteorological time series and static catchment attributes for 671 catchments in Great Britain. Notably, it lacked sub-daily time series and groundwater level data, which are crucial for flood characterization and trend analysis. In response, the authors introduce CAMELS-GB v2, which includes hourly hydro-meteorological time series, groundwater level time series, and dynamic catchment attributes reflecting changes in land cover. This updated version also extends the existing daily time series and incorporates the latest precipitation and potential evapotranspiration data. CAMELS-GB v2 is open access and available on the Environmental Information Data Centre (EIDC), with the remainder of the paper detailing the enhancements made from v1 to v2 and providing guidance for users.
Discussion
The CAMELS-GB v2 dataset encompasses 671 catchments across Great Britain, maintaining the same selection as its predecessor, CAMELS-GB v1, while excluding Northern Ireland due to inconsistent climate data. The catchment boundaries have been refined to enhance accuracy without significantly altering the dataset’s attributes. The dataset includes extensive hydrometeorological timeseries from 1970 to 2022, featuring daily and hourly data for streamflow, rainfall, potential evapotranspiration (PET), and temperature, sourced from high-resolution meteorological datasets such as HadUK and CEH-GEAR. Notably, the new version provides updated climatic indices and hydrologic signatures calculated from these extended timeseries, ensuring a comprehensive representation of hydrological characteristics.
In addition to hydrometeorological data, CAMELS-GB v2 introduces enhanced catchment attributes, including updated land cover data spanning multiple years and recalculated soil and hydrogeological attributes based on the latest information. Human influence metrics have also been expanded, incorporating new datasets on water abstractions and reservoir characteristics. The dataset’s quality control processes ensure the reliability of the data, with detailed flags indicating potential issues in the hourly flow and level data, allowing users to make informed decisions regarding data usage in their analyses. Overall, CAMELS-GB v2 serves as a valuable resource for hydrological modeling and research, offering a robust framework for understanding the dynamics of water systems in Great Britain.