te downloaden - Nederlandse Hydrologische Vereniging
te downloaden - Nederlandse Hydrologische Vereniging te downloaden - Nederlandse Hydrologische Vereniging
Et_w0 = KcE ref(0.18)Et_p0 = KcE ref(0.19)Es_p0 = KsoilE ref(0.20)waarin K soil de ‘gewasfactor’ voor kale grond is. Waarden voor gewasfactoren tijdens hetgroeiseizoen worden gegeven door Feddes (1987) voor Makkink referentieverdamping endoor Allen et al. (1998) voor Penman-Monteith referentieverdamping.De volgende stap is de ‘partitionering’ van de fluxen E t_w0, E t_p0 en E s_p0 voor het actuele,groeiende gewas over interceptie, potentiële transpiratie en potentiële bodemverdamping(Figuur 10). Gedurende de periode dat het gewas nat is, wordt verondersteld dat allebeschikbare stralingsenergie gebruikt wordt voor verdamping van interceptiewater en deandere verdampingstermen zijn uitgeschakeld. De effectieve tijdfractie W frac (-) dat het gewasnat is volgt dan uit:Wfrac= CEt_w0(0.21)Vervolgens wordt de potentiële bodemverdamping uitgerekend. Deze bevat eenreductiefactor voor de mate waarin de bodem wordt beschaduwd door het vegetatiedek. Erwordt aangenomen dat de netto straling onder het dek afneemt met een exponentiële functievan de Leaf Area Index (LAI) en dat de bodemwarmteflux kan worden genegeerd (Belmanset al., 1983; Goudriaan, 1977). In combinatie met de reductie voor de activiteit van deinterceptieverdamping geeft dit:−κ( )gr LAIs_p s_p0e 1fracE = E − W(0.22)waarin E s_p de potentiële bodemverdamping is van gedeeltelijk bedekte gronden (m d -1 ), LAIde Leaf Area Index van het vegetatiedek (m 2 blad m -2 grond), en κ gr de extinctiecoëfficiëntvoor kortgolvige straling (-). De reductie van potentiële naar actuele bodemverdampingwordt vervolgens gedaan met de methode van Black et al. (1969) of Boesten en Stroosnijder(1986).De potentiële transpiratie volgt uit een reductie voor de periode dat het gewas nat is en voorde bodemverdamping:( 1 )E = E −W − E (0.23)t_p t_p0 frac s_pwaarin E t_p de potentiële transpiratie (m d -1 ) van een gewas dat gedeeltelijk de grond bedekt.Hierbij is aangenomen dat de straling die het bodemoppervlak bereikt niet beschikbaar isvoor transpiratie, ook al wordt de bodemverdamping gereduceerd ten opzichte van depotentiële waarde. Deze rekenwijze voorkomt het berekenen van te grotetranspiratiewaarden (Kroes et al., 2008; Van Dam et al., 2008).Voor het berekenen van reducties in de wateropname door te droge (watertekort) en te natte(zuurstoftekort) omstandigheden wordt de reductiefunctie van Feddes et al. (1978) gebruikt(Figuur 7). Recent is voor de berekening van de wateropname van wortels onder droogte eenmechanistische benadering toegevoegd (de Jong van Lier et al., 2008; Metselaar en de Jongvan Lier, 2007), waarmee de compensatie van reductie in wateropname door wateropnamedoor wortels in relatief natte lagen wordt beschouwd (zie paragraaf 5.2.1.5). Naast tekort aanwater en zuurstof beschrijft SWAP de transpiratiereductie als gevolg van overmaat aan zout(zie paragraaf 5.2.1.5).MetaSWAPMetaSWAP (Van Walsum en Groenendijk, 2006) is een modelcode voor de simulatie vanprocessen in een SVAT-kolom. Het wordt als in-house model meegeleverd bij hetmodelraamwerk SIMGRO (Van Walsum en Veldhuizen, 2011; Van Walsum et al., 2011) en isActuele verdamping in hydrologische modellen; CONCEPT, TBV Review 2013Bartholomeus, Heijkers, Droogers, Van Dam, Van Walsum22
een zogenaamd ‘metamodel’ van SWAP. Toepassing van het model vereist dat eerst eendatabase wordt aangemaakt met een groot aantal stationaire SWAP-simulaties. Om hetinformatieverlies dat bij de vereenvoudiging optreedt te compenseren is het nodig omMetaSWAP te kalibreren en te valideren op SWAP. Een uitgebreide beschrijving van hoemetaSWAP kan worden toegepast in hydrologische modellen is gegeven in paragraaf 5.3.3(verdamping in het NHI).SWAPSVegetatie beïnvloedt het klimaat door haar invloed op de energie- en waterbalans van hetlandoppervlak. Zogenaamde ‘Soil-Vegetation-Atmosphere Transfer’ (SVAT) schema’sbeschouwen de rol van vegetatie in de water- en energiebalans. SVAT-modellen simulerenenergie- en massa-overdracht tussen de bodem, de vegetatie en de atmosfeer en wordenvooral gebruikt voor het bepalen van de totale verdamping, energie-uitwisseling aan hetoppervlak en onderdelen van de waterbalans (Olioso et al., 2005).Veelal is er in modellen die de wisselwerking tussen bodem, water, atmosfeer en plantbeschrijven een discrepantie in het detailniveau waarop verschillende fysische processenworden beschreven. Het zwaartepunt ligt meestal of bij bodemvocht, of bij de atmosferischegrenslaag (Ashby, 1999). Zo ligt het zwaartepunt van SWAP op het optimaal beschrijven vanbodemvochtcondities, en wordt de wisselwerking met de atmosfeer relatief eenvoudigbeschreven. Voor een betere balans is bij het toenmalige DLO-Staringcentrum het modelSWAPS (Ashby, 1999) ontwikkeld, waarin boven- en ondergrondse processen in eenzelfdedetailniveau worden beschreven. Hierdoor wordt de energiebalans in SWAPS in meer detailbeschreven dan in SWAP. SWAPS maakt gebruik van de Shuttleworth-Wallace methode voorde berekening van de verdamping. Interceptie wordt in detail beschreven, waarbijonderscheid gemaakt wordt in vrije doorval en doorval via de stam.SWAPS wordt gebruikt in meteorologische- en klimaatmodellen op regionale schaal (TerMaat et al., 2010), maar biedt ook mogelijkheden om bijvoorbeeld grondwatermodellen teverbeteren door zowel de water- als de energiebalans te sluiten. Met name buiten Nederlandvinden hierin belangrijke ontwikkelingen plaats (zie paragraaf 5.4).5.3.3. Verdamping in het NHIIn het NHI is een tweeledige gewasfactormethode met uitbreiding naar een interceptietermgebruikt, die zowel in SWAP als in metaSWAP is geïmplementeerd. De methode wijkt openkele onderdelen af van de standaard methode zoals bij de paragraaf over ‘SWAP’ isbeschreven. Uitgangspunt van de rekenwijze is de tweeledige gewasfactormethode van deFAO (zie ook vgl 0.2):EE= K E(0.24)t_p cb ref= K E(0.25)s_p e refwaarin E t_p de potentiële transpiratie is, E s_p de potentiële bodemverdamping is, K cb degewasfactor is van een droog bladoppervlak (Eng: basal crop coefficient), en K e deverdampingsfactor is van een nat bodemoppervlak dat gedeeltelijk wordt beschaduwd doorde vegetatie. De tweeledige methode heeft als voordeel boven de standaard ‘éénledige’methode (zie vorige paragraaf) dat de gewasfactor en de bodemverdampingsfactoronafhankelijk van elkaar een waarde kunnen worden toegekend. Het voordeel daarvan blijktonder andere wanneer het effect van CO 2-verandering moet worden ingebracht. Meestalwordt dat effect gegeven als een procentuele verandering van de transpiratie. In de éénledigemethode moet dat via een omrekening worden verwerkt in de K c. Die omrekening verschilt alnaar gelang het aandeel van de transpiratie en van bodemverdamping. In de tweeledigemethode kan het CO 2-effect direct worden verrekend door een procentuele aanpassing vande K cb die voor het hele seizoen geldt. De tweeledige methode biedt ook meer ruimte om hetverband te leggen met de gewasontwikkeling in de vorm van de Leaf Area Index (LAI). Datverband verbetert de ‘klimaatbestendigheid’ van de rekenwijze.Actuele verdamping in hydrologische modellen; CONCEPT, TBV Review 2013Bartholomeus, Heijkers, Droogers, Van Dam, Van Walsum23
- 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 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: werd al in 1978 ontwikkeld (Feddes
- 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.
Et_w0 = KcE ref(0.18)Et_p0 = KcE ref(0.19)Es_p0 = KsoilE ref(0.20)waarin K soil de ‘gewasfactor’ voor kale grond is. Waarden voor gewasfactoren tijdens hetgroeiseizoen worden gegeven door Feddes (1987) voor Makkink referentieverdamping endoor Allen et al. (1998) voor Penman-Mon<strong>te</strong>ith referentieverdamping.De volgende stap is de ‘partitionering’ van de fluxen E t_w0, E t_p0 en E s_p0 voor het actuele,groeiende gewas over in<strong>te</strong>rceptie, po<strong>te</strong>ntiële transpiratie en po<strong>te</strong>ntiële bodemverdamping(Figuur 10). Gedurende de periode dat het gewas nat is, wordt veronders<strong>te</strong>ld dat allebeschikbare stralingsenergie gebruikt wordt voor verdamping van in<strong>te</strong>rceptiewa<strong>te</strong>r en deandere verdampings<strong>te</strong>rmen zijn uitgeschakeld. De effectieve tijdfractie W frac (-) dat het gewasnat is volgt dan uit:Wfrac= CEt_w0(0.21)Vervolgens wordt de po<strong>te</strong>ntiële bodemverdamping uitgerekend. Deze bevat eenreductiefactor voor de ma<strong>te</strong> waarin de bodem wordt beschaduwd door het vegetatiedek. Erwordt aangenomen dat de netto straling onder het dek afneemt met een exponentiële functievan de Leaf Area Index (LAI) en dat de bodemwarm<strong>te</strong>flux kan worden genegeerd (Belmanset al., 1983; Goudriaan, 1977). In combinatie met de reductie voor de activi<strong>te</strong>it van dein<strong>te</strong>rceptieverdamping geeft dit:−κ( )gr LAIs_p s_p0e 1fracE = E − W(0.22)waarin E s_p de po<strong>te</strong>ntiële bodemverdamping is van gedeel<strong>te</strong>lijk bedek<strong>te</strong> gronden (m d -1 ), LAIde Leaf Area Index van het vegetatiedek (m 2 blad m -2 grond), en κ gr de extinctiecoëfficiëntvoor kortgolvige straling (-). De reductie van po<strong>te</strong>ntiële naar actuele bodemverdampingwordt vervolgens gedaan met de methode van Black et al. (1969) of Boes<strong>te</strong>n en Stroosnijder(1986).De po<strong>te</strong>ntiële transpiratie volgt uit een reductie voor de periode dat het gewas nat is en voorde bodemverdamping:( 1 )E = E −W − E (0.23)t_p t_p0 frac s_pwaarin E t_p de po<strong>te</strong>ntiële transpiratie (m d -1 ) van een gewas dat gedeel<strong>te</strong>lijk de grond bedekt.Hierbij is aangenomen dat de straling die het bodemoppervlak bereikt niet beschikbaar isvoor transpiratie, ook al wordt de bodemverdamping gereduceerd <strong>te</strong>n opzich<strong>te</strong> van depo<strong>te</strong>ntiële waarde. Deze rekenwijze voorkomt het berekenen van <strong>te</strong> gro<strong>te</strong>transpiratiewaarden (Kroes et al., 2008; Van Dam et al., 2008).Voor het berekenen van reducties in de wa<strong>te</strong>ropname door <strong>te</strong> droge (wa<strong>te</strong>r<strong>te</strong>kort) en <strong>te</strong> nat<strong>te</strong>(zuurstof<strong>te</strong>kort) omstandigheden wordt de reductiefunctie van Feddes et al. (1978) gebruikt(Figuur 7). Recent is voor de berekening van de wa<strong>te</strong>ropname van wor<strong>te</strong>ls onder droog<strong>te</strong> eenmechanistische benadering toegevoegd (de Jong van Lier et al., 2008; Metselaar en de Jongvan Lier, 2007), waarmee de compensatie van reductie in wa<strong>te</strong>ropname door wa<strong>te</strong>ropnamedoor wor<strong>te</strong>ls in relatief nat<strong>te</strong> lagen wordt beschouwd (zie paragraaf 5.2.1.5). Naast <strong>te</strong>kort aanwa<strong>te</strong>r en zuurstof beschrijft SWAP de transpiratiereductie als gevolg van overmaat aan zout(zie paragraaf 5.2.1.5).MetaSWAPMetaSWAP (Van Walsum en Groenendijk, 2006) is een modelcode voor de simulatie vanprocessen in een SVAT-kolom. Het wordt als in-house model meegeleverd bij hetmodelraamwerk SIMGRO (Van Walsum en Veldhuizen, 2011; Van Walsum et al., 2011) en isActuele verdamping in hydrologische modellen; CONCEPT, TBV Review 2013Bartholomeus, Heijkers, Droogers, Van Dam, Van Walsum22
Change language