Application of Volterra series to modelling of rainfall-runoff systems and flow in open channels

ABSTRACT

The method presented combines a black box analysis with a conceptual model approach. To describe the nonlinear behaviour of the systems, a model in the form of a second-order approximation of a cascade of nonlinear reservoirs was used. Such a model is equivalent to the first two terms of the Volterra series. Applications of the Volterra model based on a nonlinear cascade to the modelling of flow in open channels and of surface runoff systems indicate that the proposed model can be used to represent systems with nonlinear dynamic and linear static behaviour.

RESUME

La méthode présentée combine une analyse type boîte noire avec une approche de modèle conceptuel. Pour décrire le comportement non linéaire des systèmes on a utilisé un modèle se présentant sous la forme d'une approximation du second ordre d'une cascade de réservoirs non linéaires. Un tel modèle est équivalent aux deux premiers termes des séries de Volterra. Les applications du modèle de Volterra basées sur une cascade non linéaire à la mise en modèle de l'écoulement dans les canaux découverts et des systèmes d'écoulement superficiel montrent que le modèle proposé peut être utilisé pour représenter les systèmes avec comportement dynamique non linéaire et comportement statique linéaire.