Een al<strong>te</strong>rnatieve mechanistische benadering is ontwikkeld door Metselaar en de Jong van Lier(2007), gebaseerd op de matrix fluxpo<strong>te</strong>ntiaal, ofwel de hydraulische eigenschappen van debodem. Door de matrix fluxpo<strong>te</strong>ntiaal <strong>te</strong> berekenen kan berekend worden hoeveel wa<strong>te</strong>rplan<strong>te</strong>n uit de bodem kunnen onttrekken. De relatieve transpiratie (ratio tussen actuele enpo<strong>te</strong>ntiële transpiratie) is namelijk gelijk aan de relatieve matrix fluxpo<strong>te</strong>ntiaal (ratio tussenactuele matrix fluxpo<strong>te</strong>ntiaal, en de matrix fluxpo<strong>te</strong>ntiaal van het punt waar de hydraulischecondities voor het eerst limi<strong>te</strong>rend zijn voor optimale transpiratie) (Metselaar en de Jong vanLier, 2007). Deze benadering gaat uit van een bodem waarin de beschikbaarheid van wa<strong>te</strong>rvoor plan<strong>te</strong>n alleen afhankelijk is van de hydraulische eigenschappen van de bodem.Afhankelijkheid van aeratie of salini<strong>te</strong>it wordt apart beschouwd.Complicaties/Discussie• De empirische benadering voor osmotische stress blijkt be<strong>te</strong>r <strong>te</strong> werken dan demechanistische benadering. Daarom heeft de empirische benadering voor osmotischestress de voorkeur boven de mechanistische benadering, en wordt deze ooktoegepast in combinatie met mechanistische modellen voor droog<strong>te</strong>stress om detotale wa<strong>te</strong>rstress <strong>te</strong> kwantificeren.• De methode van Feddes houdt geen rekening met compensatie van wa<strong>te</strong>ropname uitandere bodemlagen, waarmee gelimi<strong>te</strong>erde wa<strong>te</strong>ropname in droge lagen wordtgecompenseerd door extra wa<strong>te</strong>ropname uit een nat<strong>te</strong>re laag. Maar het gaatui<strong>te</strong>indelijk (eventueel na gradiëntgedreven herverdeling) om de totale hoeveelheidvocht die in de wor<strong>te</strong>lzone (en direct daar onder) voor de plant beschikbaar is. Dat isook het argument dat in Feddes et al. (1978) wordt aangevoerd voor het relatiefsimpele concept. Ech<strong>te</strong>r, doordat herverdeling tijd nodig heeft, kan de methode vanFeddes soms tot <strong>te</strong> lage wa<strong>te</strong>ropname leiden. Šimůnek en Hopmans (2009) hebbeneen eenvoudige methode ontwikkeld, waardoor wel rekening gehouden wordt metcompensatie, ook in combinatie met de Feddes-functie. Deze methode, die een factorvoor de aanpassingscapaci<strong>te</strong>it van wor<strong>te</strong>ls volgens Jarvis (1989) introduceert in destress-reductie-functie, is ingebouwd in Hydrus (Šimůnek et al., 2008; Šimůnek et al.,2006) en SWAP (Kroes et al., 2009).5.2.1.6. Actuele transpiratie: één-stap benaderingVoor alle voorgaande benaderingen voor het berekenen van actuele transpiratie geldt dat deatmosferische vraag naar wa<strong>te</strong>r bekend is, en aan het hydrologisch model wordt opgelegd(E t_p). Een meer in<strong>te</strong>grale, maar ook complexere, aanpak is om de afhankelijkheid van destomatale weerstand als functie van bodemvocht, CO 2-concentratie, <strong>te</strong>mperatuur en straling<strong>te</strong> beschrijven. Zo kan direct de actuele transpiratie worden bepaald.In de mees<strong>te</strong> gevallen wordt dit gedaan door voor de Penman-Mon<strong>te</strong>ith vergelijking deactuele stomatale weerstand of geleidbaarheid <strong>te</strong> berekenen, waaruit direct de actueletranspiratie wordt berekend (Olioso et al., 1999). Deze actuele stomatale weerstand vervangthet gebruik van gewasfactoren (Shuttleworth, 2007).De stomatale geleidbaarheid hangt af van zonnestraling, <strong>te</strong>mperatuur, luchtvochtigheid, CO 2concentratie, én de drukhoog<strong>te</strong> in het blad. Deze afhankelijkheid is beschreven door Jarvis(1976), gebaseerd op reductiefuncties voor de verschillende omgevingsfactoren die demaximale stomatale geleidbaarheid (g s,max [L T -1 ], vegetatie-afhankelijk) reduceren tot deactuele stomatale geleidbaarheid (g s [L T -1 ]):g = g f ( Rad) f ( D) f ( T ) f ( h ) f (CO )(0.15)s s,max Rad D Tll hbladblad CO22waarin f Rad, f D, f Tl, f hblad en f CO2 stress-reductiefuncties [-] voor respectievelijk straling (Rad),luchtvochtigheid (D), lucht<strong>te</strong>mperatuur (T l), drukhoog<strong>te</strong> in het blad (h blad) en atmosferischeCO 2-concentratie (CO 2).Het effect van de drukhoog<strong>te</strong> in het blad kan berekend worden uit een beschrijving vanwa<strong>te</strong>rtransport vanuit de bodem tot de bladeren via een verschil in drukhoog<strong>te</strong> en eenActuele verdamping in hydrologische modellen; CONCEPT, TBV Review 2013Bartholomeus, Heijkers, Droogers, Van Dam, Van Walsum16
eductiefunctie voor f hblad (bijvoorbeeld Braud et al., 1995; Brolsma et al., 2010; Daly et al.,2004):Et _ bwp = gbwp( hm − h blad )(0.16)⎧ 0 als hblad< hblad0⎪⎪ hblad− hblad0f ( h ) = ⎨als h ≤ h ≤ hblad⎪hblad− h1 blad0⎪⎩1 als hblad> hblad1h blad blad0 blad blad1(0.17)waarin E t_bwp de transpiratie (m d -1 ) gebaseerd op de geleidbaarheid van het bodem-wor<strong>te</strong>lplantsys<strong>te</strong>em, g bwp de bodem-wor<strong>te</strong>l-plant geleidbaarheid (voor berekening zie bijvoorbeeldBrolsma et al. (2010)) en h m-h blad het drukhoog<strong>te</strong>verschil tussen de bodem en het blad; h blad1 enh blad0 grenswaarden waarbij de hydraulische geleidbaarheid van wor<strong>te</strong>l-tot-bladrespectievelijk af begint <strong>te</strong> nemen en verwaarloosbaar wordt. Merk op dat vergelijking 16(E t_bwp) vergelijkbaar is met de mechanistische benadering voor wa<strong>te</strong>ropname voor de wor<strong>te</strong>ls(vergelijking 14), maar dat in vergelijking 16 de weerstand van de wor<strong>te</strong>l tot in het blad wordtbeschouwd, en niet alleen van het xyleem.Bij een stationaire situatie en geen wa<strong>te</strong>ropslag in de plant is het wa<strong>te</strong>rtransport door de plant(E t_bwp) gelijk aan de actuele transpiratie. Door deze actuele transpiratie <strong>te</strong> beschrijven met dePenman-Mon<strong>te</strong>ith vergelijking, kunnen uit deze serie van vergelijkingen (0.15-0.17) de actueletranspiratie E t_a, h blad en g s numeriek berekend worden. Dit is in detail beschreven in Brolsmaet al. (2010).In deze benadering wordt direct uitgegaan van de werkelijke transpiratie (E t_a). Daardoor ishet toepassen van gewasfactoren niet nodig, en zit ook het limi<strong>te</strong>rende effect van vocht<strong>te</strong>kortdirect in de relaties verwerkt. Het limi<strong>te</strong>rende effect van zout- en zuurstofstress kan via degeleidbaarheid van bodem-wor<strong>te</strong>l-plant sys<strong>te</strong>em worden beschouwd.5.2.2. Actuele verdamping van oppervlak<strong>te</strong>wa<strong>te</strong>rIn veel gebieden is het percentage oppervlak<strong>te</strong>wa<strong>te</strong>r, bijvoorbeeld per peilgebied ofafvoergebied, zodanig klein dat de openwa<strong>te</strong>rverdamping met een eenvoudig concept kanworden beschreven, zoals door de referentieverdamping volgens Makkink <strong>te</strong>vermenigvuldigen met een factor die afgeleid wordt uit de verhouding E o_Penman/ET ref_Makkink.Voor De Bilt geldt dat E o_Penman/ET ref_Makkink =1.27, voor Eelde 1.24 en voor Beek 1.28. Voor hetgemiddelde voor landstations in Nederland wordt E o=1.26 * ET ref_Makkink gebruikt (Hooghar<strong>te</strong>n Lablans, 1988).Ech<strong>te</strong>r, zeker in poldergebieden in West-Nederland, in meren of de Friese boezem is hetpercentage oppervlak<strong>te</strong>wa<strong>te</strong>r zodanig groot dat daardoor, zeker in de loop van de zomerwanneer het wa<strong>te</strong>r opwarmt, gro<strong>te</strong> fou<strong>te</strong>n in de wa<strong>te</strong>rbalans kunnen ontstaan als eenvoudigeconcep<strong>te</strong>n voor de berekening van openwa<strong>te</strong>rverdamping worden gebruikt. Van Loon enDroogers (2006) hebben een aantal methoden voor de berekening van openwa<strong>te</strong>rverdampingop een rij gezet en voor de Friese Boezem de actuele verdamping met elk van hen bepaald.De verschillen door de gebruik<strong>te</strong> concep<strong>te</strong>n kunnen aanzienlijk zijn, zoals Tabel 3 laat zien.Actuele verdamping in hydrologische modellen; CONCEPT, TBV Review 2013Bartholomeus, Heijkers, Droogers, Van Dam, Van Walsum17
- 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 and 10: Figuur 4: Interceptie voor landbouw
- Page 11 and 12: 2003). Dit proces is moeilijk te pa
- Page 13 and 14: De actuele wateropname is een funct
- Page 15: MechanistischAan de basis van een m
- 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.