Talk:Soil moisture calculation
Verdunstung
Veränderte Definition der Landnutzungsbeschreibung, hier Vegetation
Der Blattflächenindex BFI bezieht sich zukünftig auf die Bestandsfläche. Damit wird der Verlauf der bedeckten Fläche nicht mehr gebraucht, sondern ist letztlich durch einen geringeren mittleren BFI berücksichtigt. Dies hat die Vorteile, dass ein Parameter weniger zu bestimmen ist und dass die Werte aus der Literatur direkt übernommen werden können.
LAI-Definitionen:
- Blattflächenindex LAI (Leaf Area Index = Verhältnis der Blattflächen eines Bestandes oder Kultur zu der von ihm bedeckten Bodenfläche) -- hydroskript.de
- The Leaf Area Index or LAI is the ratio of total upper leaf surface of vegetation divided by the surface area of the land on which the vegetation grows. -- en.wikipedia.org
- Leaf Area Index (LAI) is defined as the one sided green leaf area per unit ground area in broadleaf canopies, or as the projected needleleaf area per unit ground area in needle canopies. -- PlaPaDa
- Der Blattflächenindex ist definiert als Blattfläche pro Bodenoberfläche, BFI = A (Blatt) / A (Boden) (dimensionslos). Beispiele: Mais (32 Pflanzen/m²): 10 | Mais (8 Pflanzen/m²): 4 -- de.wikipedia.org
- The definition of LAI used in this paper is one half the total green leaf area per unit ground surface area. This definition was first proposed by Chen and Black [1992a] and agrees in principle with the independent and simultaneous work of Lang [1991]. This definition has been used by Fassnacht et al. [1994] and is the same as that used by Stenburg et al. [1994]. -- Chen et al. (1997): Leaf area index of boreal forests: Theory, techniques, and measurements
- Blattflächenindex (BFI): Der Blattflächenindex beschreibt das Verhältnis der Gesamtoberfläche der Vegetation (d.h. der Blattoberfläche) zur überdeckten Fläche. -- Skript Ingenieurhydrologie II
Potentielle Verdunstung
Die potentielle Referenzverdunstung ist die einer kurz gemähten Grasfläche, entweder nach Penman-(Monteith) oder Haude ETP.
Interzeption
Die Berechnung kann vorerst so bleiben wie sie ist, wenn in der Eingabe stets Bedeckungsgrad 100% gewählt wird. Kritisch wäre es bei der Verwendung des Überlaufspeichers, da dann keine durchfallender Niederschlag vor erreichen des Schwellwertes auftreten würde.
Bodenfeuchteberechnung
Die Aufteilung der Restverdunstung EPT* (nach Abzug der Interzeptionsverdunstung OutVerd_INTC) erfolgt wie bisher in eine Bodenverdunstung und eine Pflanzenverdunstung..
Potentielle Bodenverdunstung EBP:
- [math]\displaystyle{ EAB = ETP^* \cdot e^{(-0,4 \cdot BFI)} }[/math]
Potentielle Transpiration ETRP:
- [math]\displaystyle{ ETRP = ETP^* \cdot (1 - e^{(-0,4 \cdot BFI)}) }[/math]
Alle Gewichtungen nach Haude entfallen.
Variante 1
Die Bodenverdunstung erfolgt aus der Infiltrationsschicht. Ein Teil der Transpiration erfolgt ebenfalls aus der Infiltrationsschicht im Anteil des Verhältnisses Infiltrationsschichtdicke zu Durchwurzelungstiefe. Die aktuelle Bodenverdunstung und die Transpiration sind oberhalb einer Grenzbodenfeuchte potentiell, darunter werden sie abgemindert.
Verdunstung aus der Infiltrationsschicht:
- [math]\displaystyle{ EA_{DIS} = EBA + ETRA \cdot \frac{DIS}{DWS} }[/math]
Verdunstung aus der Durchwurzelungsschicht:
- [math]\displaystyle{ ES_{DWS} = ETRA \cdot \frac{(DWS-DIS)}{DWS} }[/math]
Variante 2
Die Transpiration erfolgt allein aus der Durchwurzelungstiefe. Ob die Infiltrationsschicht noch abgezogen werden sollte, ist nicht klar.
Verdunstung aus der Infiltrationsschicht:
- [math]\displaystyle{ EA_{DIS} = EBA }[/math]
Verdunstung aus der Durchwurzelungsschicht:
- [math]\displaystyle{ ES_{DWS} = ETRA }[/math]
Perkolation nach van Genuchten
Der aktuell verwendete Perkolationsansatz sollte in einen Ansatz nach Van Genuchten (1980)[1] geändert werden (siehe Bug 51).
- [math]\displaystyle{ \mbox{Perk}(\theta(t)) = k_f \cdot \theta_e^a \cdot \left [ 1 - \left ( 1 - \theta_e^{\frac{n_{PK}}{n_{PK}-1}} \right )^{\frac{n_{PK}-1}{n_{PK}}} \right ]^2 }[/math]
- mit:
a= 0,5nPK= bodenabhängiger Krümmungsparameter der Perkolationsfunktion (3 / 7 / 9)θe= [math]\displaystyle{ \frac{\theta(t)-\mbox{WP}}{\mbox{GPV}-\mbox{WP}} }[/math]
Literaturangaben
- ↑ van Genuchten, M. Th. (1980): A closed-fom equation for predicting the hydraulic conductivity of unsaturated soils - Soil Science Society of America Journal, 44, pp. 892-898 (hydro.nevada.edu)
- ↑ Wösten, J.H.M., van Genuchten, M. (1988): Using texture and other soil properties to predict the unsaturated soil hydraulic functions, Soil Science Society of America Journal (ars.usda.gov)
- ↑ Benecke, Paul (1996): Versickerung und Bodenfeuchte, in: Baumgartner, A. & Liebscher, H.-J.: Lehrbuch der Hydrologie, Band 1: Allgemeine Hydrologie, Quantitative Hydrologie, 2. Auflage, 694 Seiten, 347 Abbildungen, 126 Tabellen, ISBN 3-443-30002-2, Gebrüder Borntraeger: Berlin, Stuttgart. IHWB-Signatur 07.1 BAH (Inhaltsverzeichnis)