Figure: Διάγραμμα ροής για την προσομοίωση βροχόπτωσης-απορροής
Η κοιλάδα είναι ένας χώρος, στον οποίο συσσωρεύεται το νερό βροχοπτώσεων που πέφτει μέσα της κατά την περίοδο των βροχών, ή, όπως λέγεται, την υγρή περίοδο του υδρολογικού έτους. Το νερό φθάνει ποικιλότροπα στην πεδινή επιφάνεια, περνάει έτσι στη λεκάνη απορροής του ποτάμιου συστήματος της κοιλάδας και εξέρχεται αμέσως, ή εκρέει με κάποια καθυστέρηση αφού πρώτα κατεισδύσει στο υπέδαφος.
Υπάρχουν βασικά στοιχεία, τα οποία καθορίζουν την ποσότητα νερού και τον κύκλο που εκτελεί μέσα σε μια λεκάνη απορροής. Αυτά τα στοιχεία προσδιορίζουν ουσιαστικά το υδρολογικό ισοζύγιο της λεκάνης.
Οι κλιματικές συνθήκες είναι πρωτεύουσας σημασίας για την ποσότητα του νερού που φθάνει στη λεκάνη. Τα κατακρημνίσματα (δηλαδή οι κάθε είδους βροχοπτώσεις ή υετός, το χιόνι, το χαλάζι, η δροσιά) και η θερμοκρασία είναι κύριοι παράγοντες για την ποσότητα του νερού και τη διάρκεια της παραμονής του στο χώρο που μάς ενδιαφέρει.
Το υπέδαφος διαδραματίζει ρυθμιστικό ρόλο στην κατείσδυση του νερού προς τα χαμηλότερα στρώματα του εδάφους, το ρυθμό διήθησης και την αποθηκευτική ικανότητα της λεκάνης. Σε γενική θεώρηση η φύση των πετρωμάτων που συνιστούν το υπέδαφος της λεκάνης επηρεάζει την ταχύτητα του κύκλου του νερού στη λεκάνη.
Η μορφολογία και το υδρογραφικό δίκτυο της λεκάνης ρυθμίζουν την κίνηση του νερού στην επιφάνειά της, την απορροή από το έδαφος και την εκροή στην έξοδο της λεκάνης. Η περιγραφή γίνεται με ποσοτικούς συντελεστές όπως η μέση κλίση της λεκάνης, η υψομετρική διαφορά μεταξύ υψηλότερου και χαμηλότερου σημείου (μέγιστο ανάγλυφο) , ο συντελεστής αποστράγγισης και η πυκνότητα του υδρογραφικού δικτύου. Για παράδειγμα, εδάφη μεγάλης κλίσης ευνοούν την επιφανειακή απορροή, ενώ εδάφη με μικρή κλίση επιτρέπουν ευκολότερα στο νερό να κατεισδύσει.
Η βλάστηση, τέλος, σε συνάρτηση με τις ανθρώπινες παρεμβάσεις, επιδρά καίρια στο υδρολογικό ισοζύγιο. Σε μια περιοχή με έντονη βλάστηση μειώνεται η επιφανειακή απορροή και επιβραδύνεται η κατείσδυση. Εξάλλου οποιαδήποτε παρέμβαση του ανθρώπου, είτε έχει τη μορφή αλλαγής του τοπίου της λεκάνης, είτε άντλησης νερού από το έδαφος για καλλιέργειες ή πόσιμο νερό συντείνει καταλυτικά στη διαμόρφωση νέων συνθηκών στη λεκάνη απορροής.
Με κανόνες που επιβάλλουν οι συνθήκες που μόλις εξετάσαμε, το νερό εισέρχεται πρώτα στην κοιλάδα με τη μορφή κατακρημνισμάτων, συνηθέστερα στην Ελλάδα σαν βροχοπτώσεις κατά την υγρή περίοδο. Το υπόλοιπο διακεκριμένο χρονικό διάστημα που γενικά δεν παρουσιάζονται βροχοπτώσεις αποτελεί την ξηρή περίοδο. Οι δυο αυτές περίοδοι μέσα σε ένα χρόνο συναποτελούν, από τη σκοπιά της υδρολογίας, το υδρολογικό έτος, το οποίο σε κάθε διαφορετικό κλίμα συνηθίζεται να αρχίζει από την εποχή έναρξης της υγρής περιόδου στο συγκεκριμένο κλίμα. Γενικά στη Μεσόγειο το υδρολογικό έτος ξεκινά το Σεπτέμβριο και η υγρή περίοδος εκτείνεται από τα τέλη Οκτωβρίου ως τα μέσα Απριλίου με μέγιστη μέση πυκνότητα και ένταση βροχοπτώσεων τον Ιανουάριο και Φεβρουάριο.
Figure: Διάγραμμα ροής για την προσομοίωση
βροχόπτωσης-απορροής