atmosfeer, vegetatie en bodemvocht (transpiratie en het effect van bodemvocht op vegetatieeigenschappen)speelt in hydrologische modellen sowieso onmiskenbaar een rol (Arora,2002).Explicie<strong>te</strong> beschouwing van de vegetatie is nodig in hydrologische modellen, om eenbetrouwbare schatting <strong>te</strong> maken van de hoeveelheid neerslag die bijdraagt aan bijvoorbeeldde grondwa<strong>te</strong>raanvulling of rivierafvoeren. Schattingen van de actuele verdamping wordt inde mees<strong>te</strong> hydrologische modellen verkregen door het schalen van de po<strong>te</strong>ntiële verdampingvia empirische functies van bodemvocht en vegetatie. Slechts een beperkt aantalhydrologische modellen beschouwt de vegetatie als een apar<strong>te</strong> component, waarin LAI(beïnvloedt transpiratie, in<strong>te</strong>rceptie en verdamping van in<strong>te</strong>rceptiewa<strong>te</strong>r) en stomataleweerstand gebruikt worden voor het bepalen van actuele verdamping (Arora, 2002).Voorbeelden hiervan zijn DHVM (Distribu<strong>te</strong>d Hydrology-Vegetation Modeland (Wigmostaet al., 2002; Wigmosta et al., 1994)), MIKE/SHE (Abbott et al., 1986a; Abbott et al., 1986b) enrecent tRIBS+VEGGIE (Ivanov et al., 2008a; Ivanov et al., 2008b).Er zijn wel aanzienlijke verschillen in fysische onderbouwing van de modellen. Hier noemenwe enkele modellen in volgorde van toenemende complexi<strong>te</strong>it waarmee de verdampingbeschreven wordt.Eén van de meest toegepas<strong>te</strong> hydrologische modellen in<strong>te</strong>rnationaal is het SWAT model.SWAT staat voor Soil Wa<strong>te</strong>r Assessment Tool en is een stroomgebiedmodel dat ontwikkeld isom hydrologische processen <strong>te</strong> kwantificeren. SWAT is in de public domain en is ontwikkelden wordt actief onders<strong>te</strong>und door de USDA Agricultural Research Service in Texas, USA. Hetverdampingsconcept in SWAT is gebaseerd op de aanpak van een referentieverdamping, diewordt omgezet in een po<strong>te</strong>ntiële gewasverdamping en vervolgens wordt door eventueelvocht<strong>te</strong>kort de actuele verdamping berekend. In SWAT wordt de referentieverdampinguitgerekend aan de hand van of Penman-Mon<strong>te</strong>ith, Priestly-Taylor of Hargreaves. De actueleverdamping wordt vervolgens afzonderlijk bepaald voor in<strong>te</strong>rceptiewa<strong>te</strong>r, bodem- (ofsneeuw)verdamping en transpiratie (net zoals in SWAP gebeurt). Gewasgroei wordt in hetmodel gesimuleerd. Details van deze methode kunnen gevonden worden in de SWAThandleiding(Neitsch et al., 2011).DHVM (Wigmosta et al., 1994) is een ruim<strong>te</strong>lijk hydrologisch model en omvatin<strong>te</strong>rceptieverdamping, bodemverdamping en transpiratie. Behalve de wa<strong>te</strong>rbalans wordtook de energiebalans expliciet gesimuleerd. De vegetatie heeft vas<strong>te</strong> eigenschappen en er isdus geen gewasgroei.MIKE-SHE is een fysisch gebaseerd ruim<strong>te</strong>lijk hydrologisch model, waarvan verdamping eenvan de componen<strong>te</strong>n is. De onverzadigde zone in MIKE-SHE kan worden onverdeeld inverschillende compartimen<strong>te</strong>n, equivalent aan SWAP. Po<strong>te</strong>ntiële verdamping wordtberekend met de Penman-Mon<strong>te</strong>ith vergelijking. Op basis van deze po<strong>te</strong>ntiële verdamping,wordt met het model van Kris<strong>te</strong>nsen en Jensen (1975) de actuele verdamping berekend. Demethode van Kris<strong>te</strong>nsen en Jensen (1975) beschouwt het effect op de actuele verdamping vande dichtheid van de bladeren, vocht in de wor<strong>te</strong>lzone, in<strong>te</strong>rceptie van de vegetatie en van detoplaag van de bodem, en de <strong>te</strong>mporele verdeling van de neerslag. Toepassingen van hetmodel zijn beschreven in Stoll et al. (2011) en Vázquez en Feyen (2003).VIC (‘Variable Infiltration Capacity’ (Liang et al., 1994)) is een hydrologisch model, bedoeldvoor toepassing op gro<strong>te</strong> ruim<strong>te</strong>lijke schaal, dat de volledige wa<strong>te</strong>r- en energiebalans oplost.Het is bijvoorbeeld toegepast om de effec<strong>te</strong>n van landgebruiksveranderingen op de afvoervan het stroomgebied van de Rijn <strong>te</strong> simuleren (Hurkmans et al., 2009). Als motivatie voorhet gebruik van VIC voor deze studie schrijft Hurkmans et al. (2009) dat met eenlandoppervlak<strong>te</strong>model als VIC landgebruik op een fysisch gebaseerde manier wordtgesimuleerd. Daarvoor moe<strong>te</strong>n voor elk type landgebruik fysisch in<strong>te</strong>rpre<strong>te</strong>erbare enmeetbare parame<strong>te</strong>rs toegekend worden, zoals weerstanden van de vegetatie (voor dePenman-Mon<strong>te</strong>ith vergelijking), albedo, ruwheidsleng<strong>te</strong>s en bladoppervlak<strong>te</strong>-indices.Hurkmans et al. (2009) prefereren deze aanpak boven lou<strong>te</strong>r wa<strong>te</strong>rbalansmodellen, omdat indergelijke modellen landgebruik vaak enkel wordt beschouwd door de referentieverdampingActuele verdamping in hydrologische modellen; CONCEPT, TBV Review 2013Bartholomeus, Heijkers, Droogers, Van Dam, Van Walsum28
<strong>te</strong> vermenigvuldigen met een factor waarop soms ook nog gekalibreerd wordt. Gebruik vaneen landoppervlak<strong>te</strong>model maakt het dus mogelijk om de effec<strong>te</strong>n van veranderingen inklimaat, maar ook landgebruik op de afvoer be<strong>te</strong>r <strong>te</strong> onderzoeken.Figuur 15: Schematisatie van het model VIC dat zowel de wa<strong>te</strong>r- als de energiebalansbeschrijft (uithttp://www.hydro.washington.edu/Let<strong>te</strong>nmaier/Models/VIC/Overview/ModelOverview.shtml).tRIBS+VEGGIE (Ivanov et al., 2008a; Ivanov et al., 2008b) toont een verdere vooruitgang inhet oplossen van zowel de wa<strong>te</strong>r- als de energiebalans en de koppeling met de dynamiek vande vegetatie in hydrologische modellen. Voor hydrologische studies op kleine ruim<strong>te</strong>lijke en<strong>te</strong>mporele schaal wordt de dynamiek van de vegetatie dikwijls genegeerd. tRIBS+VEGGIEbeschrijft ech<strong>te</strong>r de dynamische wisselwerking tussen vegetatie, wa<strong>te</strong>r, en energie door dekoppelingen op verschillende tijdschalen <strong>te</strong> beschouwen. Deze variëren van uurlijkse totjaarlijkse waarden. Stomatale weerstand is gekoppeld aan fotosynthese en hiermee groei. Hetmodel combineert processen in de energiebalans (absorptie, reflectie, en transmissie vankortgolvige straling; absorptie, reflectie en emissie van langgolvige straling; voelbare enla<strong>te</strong>n<strong>te</strong> hit<strong>te</strong>fluxen; verdeling van la<strong>te</strong>n<strong>te</strong> warm<strong>te</strong> in verdamping van in<strong>te</strong>rceptiewa<strong>te</strong>r enbodem; transpiratie; stomatale fysiologie; hit<strong>te</strong>flux van de bodem); hydrologische processen(in<strong>te</strong>rceptie, doorval van in<strong>te</strong>rceptiewa<strong>te</strong>r, afstroming van in<strong>te</strong>rceptiewa<strong>te</strong>r via de stam;infiltratie in een bodem met meerdere compartimen<strong>te</strong>n; la<strong>te</strong>raal wa<strong>te</strong>rtransport in deonverzadigde en verzadigde zone; oppervlakkige afstroming); en processen in deActuele verdamping in hydrologische modellen; CONCEPT, TBV Review 2013Bartholomeus, Heijkers, Droogers, Van Dam, Van Walsum29
- 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 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: weer het type vegetatie; de eigensc
- 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.
Change language