Persamaan dasar dan model

Neraca air pada titik

Persamaan dasar dalam ekohidrologi adalah neraca air pada suatu titik di dalam lanskap. Neraca air menyatakan jumlah air yang masuk ke tanah harus sama dengan jumlah air yang meninggalkan tanah, ditambah perubahan jumlah air yang tersimpan di dalam tanah. Neraca air memiliki empat komponen utama: infiltrasi curah hujan ke dalam tanah, evapotranspirasi, kebocoran air ke bagian yang lebih dalam dari tanah dan tidak dapat diakses oleh tanaman, dan limpasan air permukaan (runoff). Hal ini dijelaskan oleh persamaan berikut:

Istilah di sisi kiri dari persamaan menggambarkan jumlah total air yang terkandung di zona perakaran. Air ini, dapat diakses oleh vegetasi, memiliki volume sama dengan porositas tanah (n) dikalikan dengan saturasi (s) dan kedalaman akar tanaman (Zr). Persamaan diferensial ds (t)/dt menggambarkan bagaimana perubahan saturasi tanah dari waktu ke waktu. Istilah di sisi kanan menggambarkan tingkat curah hujan (R), intersepsi (I), limpasan (Q), evapotranspirasi (E), dan kebocoran (L). Ini biasanya diberikan dalam milimeter per hari (mm/hari). Limpasan permukaan, penguapan, dan kebocoran (perkolasi dalam)  semuanya sangat tergantung pada kejenuhan tanah pada waktu-waktu tertentu.

Untuk menyelesaikan persamaan, laju evapotranspirasi sebagai fungsi dari kelembaban tanah harus diketahui. Model umum yang digunakan untuk menggambarkan hal itu menyatakan bahwa pada kejenuhan tertentu, penguapan hanya akan tergantung pada faktor-faktor iklim, seperti radiasi matahari. Setelah di bawah titik ini, kelembaban tanah akan mengendalikan evapotranspirasi, dan menurun sampai tanah mencapai titik di mana vegetasi tidak bisa lagi mengambil air. Tingkat tanah ini umumnya disebut sebagai "titik layu permanen". Istilah ini membingungkan karena banyak spesies tanaman tidak benar-benar "layu".