Den Nationale Hydrologiske Model havde fra starten tre hovedaktiviteter: at skabe et landsdækkende overblik over den udnyttelige drikkevandsressource, der i Danmark er næsten 100 procent grundvandsbaseret, reorganisering af nationalt pejlestationsnet og videreudvikling af modelsystemet. Der var dermed et ønske om et værktøj til beregning og overordnet vurdering af Danmarks samlede tilgængelige ferskvandsressource med hensyn til mængde, kvalitet og beskyttelse. Med input i form af nedbør og arealanvendelse var det målet at kunne foretage en mere præcis kvantificering og overvågning af udviklingen i grundvandsressourcens aktuelle størrelse og regionale fordeling nu og i fremtiden. Integrering med den eksisterende overvågning af grundvandskvaliteten var fra starten tænkt ind. Sigtet var et væsentligt forbedret grundlag for at vurdere Danmarks samlede tilgængelige ferskvandsressource med hensyn til mængde, kvalitet og beskyttelse som funktion af forureningskilder, nedbør, klima, arealanvendelse m.v. (GEUS, 1995).
Den første version af DK-modellen blev etableret i perioden 1996–2003. Opgørelserne herfra viste, at den udnyttelige ressource var på ca. 1 mia. m3/år, men væsentlig mindre end de hidtidige opgørelser, og at der var store regionale forskellige i udnyttelsesgraden. Som led i det Nationale Overvågningsprogram for Vandmiljøet og Naturen (NOVANA ) blev DK-modellen opdatereret og videreudviklet i perioden 2004–2009. Opdateringen skete i et samarbejde mellem GEUS og de syv danske miljøcentre i Naturstyrelsen. Her blev modellen opbygget, så den kunne indgå som et vigtigt redskab i forbindelse med Naturstyrelsens arbejde med udformning af Vand- og Naturplanerne samt i forbindelse med Danmarks forpligtigelser i forbindelse med indberetning til EU’s Vandrammedirektiv. Modellen blev desuden anvendt til screeningsanalyser (VVM) af fornyelsen af indvindingstilladelser ved Københavns vandforsynings kildepladser på Sjælland.
Den næste væsentlige opgradering af DK-modellen skete i perioden 2010–2015, hvor modellens vandløbsnetværk, spildevandsudledninger m.m. blev yderligere detaljeret, og dataprocessering blev yderligere standardiseret. Multi-objektiv kalibrering blev i denne periode væsentligt udbygget, og de første landsdækkende simuleringer af klimaeffekter på grundvandsstand og afstrømning blev gennemført som en del af KFT og publiceret på klimatilpasning.dk-portalen. Samtidig blev modellens anvendelse udvidet til også at omfatte beregninger for umålte oplande til brug for Aarhus Universitets (DCE) overvågning af havbelastningen med næringsstoffer. Der blev også i denne periode arbejdet på en opdatering af god praksis i hydrologisk modellering, ligesom der blev konstateret udfordringer med vandbalancen (nedbørskorrektion). Endelig blev modellen videreudviklet som det grundlæggende værktøj, der blev anvendt i Vandområdeplaner (Vandplan 2), idet der blev foretaget en revideret afgrænsning af grundvandsforekomster og på baggrund af data fra JUPITER-databasen og modellen foretaget kemisk og kvantitativ tilstandsvurdering af samtlige grundvandsforekomster med implementering af udnyttelsesgrad og økologiske flowkriterier for fisk og smådyr. I denne tredje bølge af DK-modellen blev den nationale kvælstofmodel desuden søsat, og det resulterede i det nationale N-retentionskort.
I den fjerde udviklingsperiode, 2016–2022, har operationalisering og udstilling af DK-modellens resultater primært haft fokus på at gøre modellen lettere tilgængelig for en bredere brugerkreds i kommuner og regioner. Flere tiltag har været i spil. Dels var der udviklingen af Grundrisk, rettet mod jord- og grundvandsforureninger. Dels var der VandWeb, der indeholdt en udstilling af udvalgte vandindvindingsscenarier fra DK-modellen til brug for screening af vandløbspåvirkning i forhold til nul-indvinding, aktuel indvinding og tilladt indvinding med beregning af ændringer i økologiske kvalitets elementer jf. DCE – Nationalt Center for Miljø og Energis opstillede empiriske formler.
I den fjerde periode bidrog digitaliseringsstrategien (FODS' 6.1-initiativ for vand, klima og terræn 2016–20) med forøget fokus på terrænnært grundvand og oversvømmelser fra grundvand og vandløb. I den forbindelse udviklede GEUS en mere detaljeret modelversion (DK-model HIP, bl.a. i 100 m’s opløsning). De nye beregninger blev efterfølgende udstillet på HIP-portalen (hipdata.dk) af Styrelsen for Dataforsyning og Infrastruktur (SDFI) og på klimatilpasning.dk (på KAMP-portalen udviklet af Miljøstyrelsen (MST) og Danmarks Miljøportal (DMP) med henblik på et mere detaljeret datagrundlag til planlægning af klimatilpasning. Antallet af vandløb blev udbygget fra 19.000 km til 22.500 km, dræn blev distribueret i 7 kategorier, arealanvendelser blev udvidet fra 24 til 28 typer, og jordartstyper blev udvidet fra 3 til 9 jordartstyper (Stisen et al. 2019; Henriksen et al. 2020), men DK-model-udviklingen blev fortsat båret videre, hver gang der blev etableret en ny version, således at opdateringer i geologisk model fra kortlægningen blev videreført i HIP-model osv. Også i forbindelse med de seneste vandområdeplaner (2021–2017) er grundvandsforekomsternes afgrænsning blevet opdateret, ligesom modellen endnu en gang har kunnet understøtte basisanalysen og tilstandsvurderingen i forhold til de forskellige tests, der indgår i hhv. kemisk og kvantitativ tilstandsvurdering.
Sideløbende med udviklingen af DK-modellen har modellen helt fra starten indgået i en række forskningsprojekter, der har bidraget til udviklingen. I den første periode 1996-2003 drejede det sig om forskning omkring storskala fysisk baseret hydrologisk modellering (opskalering) og vurdering af bæredygtig vandindvinding. I anden periode (2004–2009) omhandlede det interessentinvolvering i modelleringsprocessen, kvalitetssikring og god praksis i hydrologisk modellering samt invers kalibrering vha. PEST, klimaeffekter på grundvandet og integreret modellering og monitering. I tredje fase (2010–2015) var nedbørskorrektion og integration med satellitdata i fokus samt dynamisk kobling af klimamodel og DK-model (Hyacinth-projektet) i fokus. Der blev også lavet de første tests af en realtidsmodel for hele landet og forsket i data-assimilering i den periode. Endelig blev der i den fjerde udviklingsfase (2016–2022) som en del af Space-projektet forsket i rumlige mønstre i evaluering af en hydrologisk model mod satellitdata.
I den seneste udviklingsfase er der samtidig forsket og udviklet på hybridmodellering, hvorved der ved hjælp af en kombination af maskinlæring og den fysisk baserede DK-model blev udviklet en række nedskaleringsprodukter (f.eks. i C2C CC-sammenhæng af dybden til terrænnært grundvand for Midtjylland til Scalgo, efterfulgt af højopløselig maskinlæringsbaseret landsdækkende 10 m HIP-model for dybden til terrænnært grundlag, og noget random forest-nedskalering fra 500 m til 100 m af klimaeffekter på grundvandsstanden).
I de kommende år, i den femte udviklingsfase, 2022-2025, er målet fortsat at videreudvikle modelværktøjet på en sådan måde, at de forbedringer, der udvikles i forbindelse med forskellige modelversioner, tages med videre i udviklingen af DK-modellen. Der er flere igangværende projekter: dels et projekt, hvor DK-modellen opdateres dynamisk (HIP-realtid) dvs. med daglige opdaterede beregninger med DK-modellen i 100 m i realtid, inkl. prognoser 5-10 dage frem. Et andet projekt går ud på at udvikle en varslingsmodel i 500 m. Et tredje projekt omfatter en forbedret N-retentionsmodel. I andre forsknings- og udviklingsmodeller (Geocenter-havstigningsprojektet) opstilles submodeller (Ribe, Djursland, København) hvor DK-modellen videreudvikles med hydrodynamiske beskrivelser, saltvandsindtrængning og havstigning. Indenfor det kommende år forventes samtlige vandplan-vandløb at blive indbygget i DK-modellen, og der rettes yderligere fokus på, at modellen skal kunne bidrage med modelbaseret viden, der understøtter vurderinger af interaktion mellem grundvand og overfladevand relateret til grundvandsafhængige terrestriske økosystemer. GEUS er desuden gået i gang med en ressourcevurdering, der skal erstatte den seneste beregning fra 2003.
Ved udgangen af den 5. udviklingsfase i 2025 vil DK-modellen sammen med HIP og KAMP, og evt. nye downstream-services (plug-in-modeller, der benytter randbetingelser fra HIP), udgøre et eksempel på en Digital Tvilling (Digital Earth Twin) (Henriksen et al. 2022). Den kan bidrage til adaptiv planlægning i forbindelse med klimatilpasning, styring af vandkredsløbet til gavn for bl.a. naturbaseret klimatilpasning, vandforvaltning, der integrerer grundvand og overfladevand, og bedre beredskab (disaster risk reduction).