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Komponenten und Algorithmen
Auf eine detaillierte Beschreibung der in WaSiM-ETH implementierten Komponenten und Algorithmen wird an dieser Stelle bewusst verzichtet. Hierzu wird auf die ausführlichen Darstellungen in der WaSiM-Dokumentation verwiesen.
| Modellkomponente | Modellansätze | |
| Niederschlagskorrektur | temperatur- und windabhängige Korrektur nach Sevruk (1986); Korrektur erfolgt getrennt für Regen und Schnee | |
| Interpolation der meteorologischen Eingangsdaten | (1) inverse distanzgewichtete (IDW) Interpolation (2) höhenabhängige Regression (3) Kombination aus (1) und (2) (4) Interpolation nach Thiessen-Polygon (5) bilineare Interpolation (6) bilineare Interpolation der Gradienten und Residuen (7) bikubische Spline-Interpolation (8) bikubische Spline-Interpolation der Gradienten und Residuen | |
| Regionale Superposition | Erlaubt die Anwendung unterschiedlicher Interpolationsmethoden für unterschiedliche Regionen oder die Verwendung unterschiedlicher Parameter für dieselbe Interpolationsmethode oder auch die Anwendung mehrerer Interpolationsmethoden für ein. und dasselbe Gebiet (mit gewichteter Überlagerung) | |
| Abschattungs-, Hangneigungs- und Expositionskorrektur für Strahlung und Temperatur | Ansatz nach Oke (1987) | |
| Evapotranspiration | (1) Penman-Monteith (Monteith & U., 1990), auch für geschichtete Bestände (2) Ansatz nach Wendling (1975) (3) Ansatz nach Hamon (1961) (4) Ansatz nach Haude (1955) | |
| Schneeakkumulation und Schneeschmelze | (1) Temperatur-Index-Methode (2) Temperatur-Wind-Index-Methode (Braun 1985) (3) einfache Energiebilanz-Methode (Anderson 1973) (5) Enhanced energy balance approach (enhEnbal) (with more sophisticated parameter estimations) (6) enhEnbal + gravitational slides (7) enhEnbal + gravitational slides + wind redistribution (8) T-Index + gravitational slides (9) T-Index + gravitational slides + wind redistribution (10) T-Index + wind redistribution (11) enhEnbal + wind redistribution (12) T-u-Index + gravitational slides (13) T-u-Index + wind redistribution (14) T-u-Index + gravitational slides + wind redistribution | |
| Mehrschichten-Schneemodell | Auf- und Abbau der Schneedecke kann schichtenweise modelliert werden, der Wasserfluss durch den Schnee wird als "Bodenbestandteil" mit Richards gerechnet, Vorteil: bessere Temperaturmodellierung für den Boden | |
| Gletscherschmelze und -abfluss | (1) Temperatur-Index-Methode (2) Ansatz nach Hock (1999) | |
| Gletscherdynamik | Glatscherwachstum oder -Rückgang kann mit den Algorithmen nach Stahl (2008) modelliert werden | |
| Interzeption | Mehrschichtspeichermodell, either after (legacy) of before snow model (recommended, use methids 11 and higher); methods: [1] classic bucket apprach with EI taken as part from ETP, first snow model, then interception [2] classic bucket apprach with a separate EIP for generating EI, first snow model, then interception; [11] like 1 but first interception then snow model; [12] like 2 but first interception then snow model; [21]/[22] new canopy snow interception model for snowy conditions, else like 11/12; [31]/[32] additional canopy energy balance as en extension to 21/22; else for liquid storage same as 11/12 | |
| Phänologie | dynamische Berechnung mittels dreier Temperatursummenansätze (auch mit Berücksichtigung der Dormanz) | |
| Abflussbildung | (1) Topmodel nach Beven und Kirkby (1979) (2) implizite Abflussbildung mit dem Ansatz nach Richards (1931), siehe auch die folgenden Komponenten für Oberflächen-, Boden- und Grundwasserbewegung | |
| Verschlämmung | Bodenverschlämmung wird anhand versciedener Parameter wie der Korngrössenverteilung des Bodensubstrats, der kinetischen Energie des Niederschlages und anderer landnutzungs- und bodenspezifischer EIgenschaften berechnet, um daraus die maximale Infiltrationsrate und damit ggf. Oberflächenabfluss modellieren zu können | |
| Bodenwasserdynamik | Infiltration nach Green und Ampt (1911) mit Erweiterung nach Peschke (1977, 1987); vertikale Wasserbewegung in der ungesättigten Bodenzone basierend auf der Richards-Gleichung (1931) mit Parametrisierung nach van Genuchten (1980) | |
| Bodenwasserdynamik | Infiltration nach Green und Ampt (1911) mit Erweiterung nach Peschke (1977, 1987); vertikale Wasserbewegung in der ungesättigten Bodenzone basierend auf der Richards-Gleichung (1931) mit Parametrisierung nach van Genuchten (1980) | |
| Wärmetransport | Finite Differenzen Methode; implizite Lösung der Wärmetransportgleichung im Boden, 1D-vertikal; Berücksichtigung von Advektion (Wärmeeintrag durch Niederschlag) sowie Gefrieren und Auftauen des Bodens (inkl. Beeinflussung der hydraulische Parameter) | |
| Abflusskonzentration | (1) Einzellinearspeicher-Kaskade mit Berücksichtigung von Translationszeiten (2) Oberflächen-Abflussrouting mit Kinematischer Welle, Wasser wird von Zelle zu Zelle geleitet und so zum Teilgebietsauslass geroutet. | |
| Abflussrouting in Fliessgewässern | kinematischer Wellenansatz (Lighthill & Witham, 1955) | |
| Stofftransport | Berücksichtigung von radioaktiven und nichtradioaktiven Tracern; Berechnung von (Mischungs-)Konzentrationen in allen Teilmodellen | |
