vandbalancemodeller

Vandbalancemodeller er matematiske eller algoritmiske værktøjer, der beskriver og vurderer vandets fordeling og opretholdelse i et givent område, såsom et nedbørfelt, et jordlag eller et hydrologisk område. Modellerne kvantificerer tilstrømning og afstrømning samt ændringer i vandlagrede ressourcer som jordfugtighed og grundvand. De kan være tidsdynamiske eller statiske og anvendes til at forstå hydrologisk respons på nedbør, temperatur og arealanvendelse.

Vandbalanceligningen ligger til grund: tilstrømning minus afstrømning minus evapotranspiration samt ændringer i lager. Modellerne kan være sammensatte med ensartede parametre over området eller fordelt med rumlige variationer, og de kan være deterministiske eller stokastiske. Nøglekomponenter er nedbør, infiltration, overfladeafstrømning, gennemstrømning og evapotranspiration, samt lagre som jordens fugt og grundvand.

Anvendelser omfatter vandressourceplanlægning, vurdering af tørke og oversvømmelser, optimering af vandingsplaner i landbrug og vurdering af klimaændringers virkninger på vandbalancen. Mange modeller integreres med geografiske informationer (GIS) og data til validering og anvendes i forskellige skalaer fra lokalt til regionalt. Eksempler på modeller er SWAT, VIC og TOPMODEL.

Krævede data omfatter nedbør, potential evapotranspiration, jordegenskaber, landdækning og målinger af vandføring til kalibrering og validering. Usikkerhed opstår på grund af datafejl, rumlig heterogenitet og ukendte parametre; derfor anvendes kalibrering og usikkerhedsanalyse, herunder Bayesian-metoder og optimering. Modellerne evalueres ofte med metrikker som Nash–Sutcliffe-effektivitet og RMSE.