te downloaden - Nederlandse Hydrologische Vereniging
te downloaden - Nederlandse Hydrologische Vereniging te downloaden - Nederlandse Hydrologische Vereniging
Figuur 5: Schematisatie van weerstanden voor een droog en nat bladoppervlak (naarMonteith (1976)).Complicaties/Discussie• Er wordt vaak aangenomen dat het water dat opgevangen wordt door interceptienog dezelfde dag verdampt (Savenije, 2004). Onder zomerse omstandigheden envoor landbouwgewassen is deze aanname vaak correct, maar de hoeveelheid waterdie vastgehouden wordt per gewas en gewasstadium is echter niet goed bekend(Droogers, 2009). Hierdoor is dus ook niet bekend hoeveel neerslag uiteindelijk in debodem komt en dus beschikbaar is voor opname door de wortels. Door Van Walsumen Supit (2012) is een aangepaste Rutter-methode ontwikkeld, waarbij er wel eenduidelijk moment is dat het interceptiereservoir leeg raakt.• De methode van Gash et al. (1995), maar ook die van Rutter et al. (1971), gaat uit vaneen gesloten bladerdek. Voor meer open structuren kan de methode van Valente et al.(1997) worden toegepast.• Ondanks de aanzienlijke rol van interceptieverdamping in de waterbalans, wordtdeze in hydrologische simulaties dikwijls niet expliciet gesimuleerd. Inhoogwatermodellering, bijvoorbeeld, speelt interceptie als percentage van de totaleafvoer dan wel geen rol tijdens een overstroming, maar interceptie heeft wel veelinvloed op de bodemvochtconditities voorafgaand aan een hoogwater (Gerrits, 2009).Als in een hydrologisch model interceptie niet wordt meegenomen, resulteert dit ineen foutief bodemvochtgehalte, wat invloed heeft op het berekende bergendvermogen van de bodem. Dit kan leiden tot overschatting van piekafvoeren (Feniciaet al., 2008). Aan de andere kant kunnen hydrologische modellen een correctewaterbalans, of een goede fit met metingen, leveren door te compenseren voor foutenin de verdamping via het aanpassen van andere modelparameters (Andréassian etal., 2004; Fenicia et al., 2008). Als een model vervolgens wordt gebruikt vooreffectstudies, kan een model dat goed fit toch systematisch onjuiste voorspellingenleveren, doordat het model alleen geldig is voor de omstandigheden waarop dezegekalibreerd is. Beter kan de interceptieverdamping apart van transpiratie enbodemverdamping berekend worden, zeker voor bossen.• Voor een nat, verzadigd bladoppervlak mag, voor berekening op dagbasis, wordenaangenomen dat de stomatale weerstand gelijk is aan nul (Allen, 2005; Gavin enAgnew, 2000), zoals algemeen gebeurt in hydrologische modellen. Dat betekent datde transpiratie tijdens interceptieverdamping op nul wordt gezet. Deze aanname isgeldig voor daggemiddelde berekeningen. In werkelijkheid echter, gaat transpiratiewel door tijdens interceptieverdamping (Bosveld en Bouten, 2001; Bosveld en Bouten,Actuele verdamping in hydrologische modellen; CONCEPT, TBV Review 2013Bartholomeus, Heijkers, Droogers, Van Dam, Van Walsum10
2003). Dit proces is moeilijk te parametriseren, maar is wel van belang als mengeïnteresseerd is in de timing van transpiratie binnen een dag.5.2.1.5. Actuele transpiratie: reductiefuncties voor wateropnameStroming van water in de onverzadigde zone: ‘Sink-term’Als de bodemvochtcondities niet optimaal zijn om potentiële transpiratie in stand te houden,neemt de potentiële transpiratie af tot de actuele transpiratie (E t_a). Een tekort aan beschikbaarbodemvocht ontstaat in eerste instantie doordat het water dat voor transpiratie uit dewortelzone wordt onttrokken niet tijdig wordt aangevuld door neerslag, irrigatie, of capillaireopstijging vanuit het grondwater. Niet alleen een tekort aan water in de wortelzone leidt tottranspiratiereductie. In een natte bodem kan een tekort aan zuurstof, veroorzaakt door een telaag gehalte luchtgevulde poriën in de wortelzone, tot een afname van de wateropname vande wortels leiden (Bartholomeus et al., 2008; Feddes et al., 1978; Glínski en Stępniewksi, 1985;Kramer, 1951). Daardoor kunnen planten zelfs verwelken. Ook een hoog zoutgehalte van hetbodemvocht kan tot vochttekort in de plant leiden, doordat de hoge osmotische potentiaalvan het bodemvocht voorkomt dat voldoende water naar de wortels kan stromen (Feddes enLenselink, 1994). Onder suboptimale vochtvoorziening in de wortelzone zal de potentiëletranspiratie afnemen tot de actuele transpiratie, doordat de gewasweerstand toeneemt alsgevolg van een (gedeeltelijke) sluiting van de huidmondjes.In hydrologische modellen voor de onverzadigde zone wordt het effect van de wateropnamevan plantenwortels beschreven door het opnemen van de zogenaamde ‘sink-term’ in deRichards’ vergelijking voor stroming van water in de onverzadigde zone. Vereenvoudigd totalleen stroming in de verticale z-richting, wordt de vergelijking als volgt geschreven:∂θ∂ ⎡ ∂hm⎤= K( hm) − S( z, t)∂t ∂z ⎢⎣∂z⎥⎦waarin θ het volumetrisch vochtgehalte (L 3 L -3 ]), t de tijd (T), K de doorlatendheid (L T -1 ) enh m de drukhoogte in de bodemmatrix (L). De ‘sink-term’ S (L 3 L -3 T -1 , volumetrischewateropname per eenheid bodemvolume en tijd) is een functie van de bodemdiepte z en tijdt. Als deze geïntegreerd wordt over de wortelzone (WZ) is S gelijk aan de actuele transpiratie(E t_a) (Hopmans en Bristow, 2002). Eendimensionale stromingsmodellen, zoals SWAP (VanDam et al., 2008) en Hydrus1D (Šimůnek et al., 2008) delen de wortelzone op in lagen (∆z i,i=1,..,Nl). Voor elk van deze lagen wordt de stromingsvergelijking en de opname vanwateropname opgelost, zodat geldt:∑Nlt _ a = ∫ d = ∆WZi=1 i iE S z S z (0.9)In sommige modellen bestaat de onverzadigde zone slechts uit twee lagen: een wortelzone eneen ondergrond.De actuele wateropname van planten wordt berekend door S max te vermenigvuldigen metstressfactoren voor droogte-, zuurstof- en zoutstress (Kroes et al., 2008):S( z) = α α α S ( z )(0.10)droogte zuurstof zout maxS max, de maximale wateropname door planten, geïntegreerd over de worteldiepte, is gelijkaan de potentiële transpiratie. Integratie van S(z) over de wortelzone levert de actueletranspiratie E t_a.Vergelijking 0.9 laat zien dat de beschrijving van het wortelprofiel een belangrijke factor is inhet beschrijven van de actuele transpiratie. Zowel de diepte als de worteldichtheid zijndaarbij van belang (Feddes en Raats, 2004). Voor het bepalen van de eigenschappen vanworteleigenschappen bestaan verschillende methodes, variërend van het in detail modellerenvan individuele wortels (Doussan et al., 1998), tot simulaties van de verdeling van het totalewortelprofiel (Arora en Boer, 2003). Methodes voor het beschrijven van eendimensionale(0.8)Actuele verdamping in hydrologische modellen; CONCEPT, TBV Review 2013Bartholomeus, Heijkers, Droogers, Van Dam, Van Walsum11
- Page 1 and 2: 5. Actuele verdamping in hydrologis
- Page 3 and 4: natuurlijke vegetaties. Daarnaast g
- Page 5 and 6: Directe bepaling E pVoorbeelden van
- Page 7 and 8: Daardoor verloopt de curve van H in
- Page 9: Figuur 4: Interceptie voor landbouw
- Page 13 and 14: De actuele wateropname is een funct
- Page 15 and 16: MechanistischAan de basis van een m
- Page 17 and 18: eductiefunctie voor f hblad (bijvoo
- Page 19 and 20: II) Het Hitte-eilandeffect of Urban
- Page 21 and 22: werd al in 1978 ontwikkeld (Feddes
- Page 23 and 24: een zogenaamd ‘metamodel’ van S
- Page 25 and 26: Figuur 12: Koppeling (Meta)SWAP met
- Page 27 and 28: weer het type vegetatie; de eigensc
- Page 29 and 30: te vermenigvuldigen met een factor
- Page 31 and 32: Tabel 4: Parameterwaarden (gemiddel
- Page 33 and 34: Braud, I., Dantas-Antonino, A.C., V
- Page 35 and 36: Hurkmans, R. et al., 2009. Effecten
- Page 37 and 38: Schenk, H.J., Jackson, R.B., 2003.
Figuur 5: Schematisatie van weerstanden voor een droog en nat bladoppervlak (naarMon<strong>te</strong>ith (1976)).Complicaties/Discussie• Er wordt vaak aangenomen dat het wa<strong>te</strong>r dat opgevangen wordt door in<strong>te</strong>rceptienog dezelfde dag verdampt (Savenije, 2004). Onder zomerse omstandigheden envoor landbouwgewassen is deze aanname vaak correct, maar de hoeveelheid wa<strong>te</strong>rdie vastgehouden wordt per gewas en gewasstadium is ech<strong>te</strong>r niet goed bekend(Droogers, 2009). Hierdoor is dus ook niet bekend hoeveel neerslag ui<strong>te</strong>indelijk in debodem komt en dus beschikbaar is voor opname door de wor<strong>te</strong>ls. Door Van Walsumen Supit (2012) is een aangepas<strong>te</strong> Rut<strong>te</strong>r-methode ontwikkeld, waarbij er wel eenduidelijk moment is dat het in<strong>te</strong>rceptiereservoir leeg raakt.• De methode van Gash et al. (1995), maar ook die van Rut<strong>te</strong>r et al. (1971), gaat uit vaneen geslo<strong>te</strong>n bladerdek. Voor meer open structuren kan de methode van Valen<strong>te</strong> et al.(1997) worden toegepast.• Ondanks de aanzienlijke rol van in<strong>te</strong>rceptieverdamping in de wa<strong>te</strong>rbalans, wordtdeze in hydrologische simulaties dikwijls niet expliciet gesimuleerd. Inhoogwa<strong>te</strong>rmodellering, bijvoorbeeld, speelt in<strong>te</strong>rceptie als percentage van de totaleafvoer dan wel geen rol tijdens een overstroming, maar in<strong>te</strong>rceptie heeft wel veelinvloed op de bodemvochtconditities voorafgaand aan een hoogwa<strong>te</strong>r (Gerrits, 2009).Als in een hydrologisch model in<strong>te</strong>rceptie niet wordt meegenomen, resul<strong>te</strong>ert dit ineen foutief bodemvochtgehal<strong>te</strong>, wat invloed heeft op het berekende bergendvermogen van de bodem. Dit kan leiden tot overschatting van piekafvoeren (Feniciaet al., 2008). Aan de andere kant kunnen hydrologische modellen een correc<strong>te</strong>wa<strong>te</strong>rbalans, of een goede fit met metingen, leveren door <strong>te</strong> compenseren voor fou<strong>te</strong>nin de verdamping via het aanpassen van andere modelparame<strong>te</strong>rs (Andréassian etal., 2004; Fenicia et al., 2008). Als een model vervolgens wordt gebruikt vooreffectstudies, kan een model dat goed fit toch sys<strong>te</strong>matisch onjuis<strong>te</strong> voorspellingenleveren, doordat het model alleen geldig is voor de omstandigheden waarop dezegekalibreerd is. Be<strong>te</strong>r kan de in<strong>te</strong>rceptieverdamping apart van transpiratie enbodemverdamping berekend worden, zeker voor bossen.• Voor een nat, verzadigd bladoppervlak mag, voor berekening op dagbasis, wordenaangenomen dat de stomatale weerstand gelijk is aan nul (Allen, 2005; Gavin enAgnew, 2000), zoals algemeen gebeurt in hydrologische modellen. Dat be<strong>te</strong>kent datde transpiratie tijdens in<strong>te</strong>rceptieverdamping op nul wordt gezet. Deze aanname isgeldig voor daggemiddelde berekeningen. In werkelijkheid ech<strong>te</strong>r, gaat transpiratiewel door tijdens in<strong>te</strong>rceptieverdamping (Bosveld en Bou<strong>te</strong>n, 2001; Bosveld en Bou<strong>te</strong>n,Actuele verdamping in hydrologische modellen; CONCEPT, TBV Review 2013Bartholomeus, Heijkers, Droogers, Van Dam, Van Walsum10
Change language