此模式可反映氣候變遷及土地利用對流量之衝擊,且此模式不用檢定參數,其參數可由集水區之土地利用及土壤等特性決定,如此可以降低評估結果之不確定性。其考慮的水平衡關係在於降雨將水帶入集水區,一部分會入滲土壤中,另一部分成為地表逕流並直接流入河川中:
It = Peff - Qt.................(1)
It:
入滲量
Peff :
降雨量
Qt:
地表逕流量
(單位為公分)
入滲水將補充未飽和層之土壤水份,如未飽和層之土壤水份含量超過土壤最大含水量,水分將滲漏至飽和層。此外,未飽和層的土壤水份亦可能因蒸發散而帶離土壤。未飽和層的水平衡可以下列方程式表示:
Ut+1 = Ut + It - Evt - PCt.................(2)
Ut:
未飽和層之土壤水份含量
Evt :
蒸發散量
PCt:
滲透量
(單位為公分)
土壤自由含水層之水平衡關係,可由下列方程式表示:
St+1 =St + PCt - Gt - Dt.................(3)
PCt :
淺層飽和層之土壤水份含量
PCt :未飽和層滲漏至飽和層之水量
Gt :
飽和層滲漏至河川之水量
Dt :
入滲至受限含水層之水量
(單位為公分)
*PCt =Max[0,Ut+ It - ETt - U*]
**U*: 最大土壤水份含量
當河川水位高於地下水位時,河川補注土壤,則Gt為負值
。此研究中,入滲至受限含水層的水量(Dt)假設為零。
由於SFa (年河川流量)=Ga (年地下水排出量)+Qa
(年逕流量),則尚須估算地表逕流。使用Curve Number方法可以合理反應土地利用方式及土壤水分之影響,納入覆蓋係數(CV)
及土壤水分因子(Ks),則 :
Evt=Min[Ks×CVt×PETt, Ut+ It].................(4)
Evt : 蒸發散量
PETt :
潛能蒸發散量
Ut : 未飽和層之土壤水份含量
It : 入滲量
藉此概念性模式,可以評估土地利用與氣候變遷對水資源的衝擊。在使用水平衡GWLF模式時,必須配合氣候模擬模式(Weather
Generation Model),以產生日資料進行模擬。