Exogeneity, weak identification and instrument selection in econometrics

La dernière décennie a connu un intérêt croissant pour les problèmes posés par les variables instrumentales faibles dans la littérature économétrique, c’est-à-dire les situations où les variables instrumentales sont faiblement corrélées avec la variable à instrumenter. En effet, il est bien connu que lorsque les instruments sont faibles, les distributions des statistiques de Student, de Wald, du ratio de vraisemblance et du multiplicateur de Lagrange ne sont plus standard et dépendent souvent de paramètres de nuisance. Plusieurs études empiriques portant notamment sur les modèles de rendements à l’éducation [Angrist et Krueger (1991, 1995), Angrist et al. (1999), Bound et al. (1995), Dufour et Taamouti (2007)] et d’évaluation des actifs financiers (C-CAPM) [Hansen et Singleton (1982,1983), Stock et Wright (2000)], où les variables instrumentales sont faiblement corrélées avec la variable à instrumenter, ont montré que l’utilisation de ces statistiques conduit souvent à des résultats peu fiables. Un remède à ce problème est l’utilisation de tests robustes à l’identification [Anderson et Rubin (1949), Moreira (2002), Kleibergen (2003), Dufour et Taamouti (2007)]. Cependant, il n’existe aucune littérature économétrique sur la qualité des procédures robustes à l’identification lorsque les instruments disponibles sont endogènes ou à la fois endogènes et faibles. Cela soulève la question de savoir ce qui arrive aux procédures d’inférence robustes à l’identification lorsque certaines variables instrumentales supposées exogènes ne le sont pas effectivement. Plus précisément, qu’arrive-t-il si une variable instrumentale invalide est ajoutée à un ensemble d’instruments valides? Ces procédures se comportent-elles différemment? Et si l’endogénéité des variables instrumentales pose des difficultés majeures à l’inférence statistique, peut-on proposer des procédures de tests qui sélectionnent les instruments lorsqu’ils sont à la fois forts et valides? Est-il possible de proposer les proédures de sélection d’instruments qui demeurent valides même en présence d’identification faible? Cette thèse se focalise sur les modèles structurels (modèles à équations simultanées) et apporte des réponses à ces questions à travers quatre essais. Le premier essai est publié dans Journal of Statistical Planning and Inference 138 (2008) 2649 – 2661. Dans cet essai, nous analysons les effets de l’endogénéité des instruments sur deux statistiques de test robustes à l’identification: la statistique d’Anderson et Rubin (AR, 1949) et la statistique de Kleibergen (K, 2003), avec ou sans instruments faibles. D’abord, lorsque le paramètre qui contrôle l’endogénéité des instruments est fixe (ne dépend pas de la taille de l’échantillon), nous montrons que toutes ces procédures sont en général convergentes contre la présence d’instruments invalides (c’est-à-dire détectent la présence d’instruments invalides) indépendamment de leur qualité (forts ou faibles). Nous décrivons aussi des cas où cette convergence peut ne pas tenir, mais la distribution asymptotique est modifiée d’une manière qui pourrait conduire à des distorsions de niveau même pour de grands échantillons. Ceci inclut, en particulier, les cas où l’estimateur des double moindres carrés demeure convergent, mais les tests sont asymptotiquement invalides. Ensuite, lorsque les instruments sont localement exogènes (c’est-à-dire le paramètre d’endogénéité converge vers zéro lorsque la taille de l’échantillon augmente), nous montrons que ces tests convergent vers des distributions chi-carré non centrées, que les instruments soient forts ou faibles. Nous caractérisons aussi les situations où le paramètre de non centralité est nul et la distribution asymptotique des statistiques demeure la même que dans le cas des instruments valides (malgré la présence des instruments invalides). Le deuxième essai étudie l’impact des instruments faibles sur les tests de spécification du type Durbin-Wu-Hausman (DWH) ainsi que le test de Revankar et Hartley (1973). Nous proposons une analyse en petit et grand échantillon de la distribution de ces tests sous l’hypothèse nulle (niveau) et l’alternative (puissance), incluant les cas où l’identification est déficiente ou faible (instruments faibles). Notre analyse en petit échantillon founit plusieurs perspectives ainsi que des extensions des précédentes procédures. En effet, la caractérisation de la distribution de ces statistiques en petit échantillon permet la construction des tests de Monte Carlo exacts pour l’exogénéité même avec les erreurs non Gaussiens. Nous montrons que ces tests sont typiquement robustes aux intruments faibles (le niveau est contrôlé). De plus, nous fournissons une caractérisation de la puissance des tests, qui exhibe clairement les facteurs qui déterminent la puissance. Nous montrons que les tests n’ont pas de puissance lorsque tous les instruments sont faibles [similaire à Guggenberger(2008)]. Cependant, la puissance existe tant qu’au moins un seul instruments est fort. La conclusion de Guggenberger (2008) concerne le cas où tous les instruments sont faibles (un cas d’intérêt mineur en pratique). Notre théorie asymptotique sous les hypothèses affaiblies confirme la théorie en échantillon fini. Par ailleurs, nous présentons une analyse de Monte Carlo indiquant que: (1) l’estimateur des moindres carrés ordinaires est plus efficace que celui des doubles moindres carrés lorsque les instruments sont faibles et l’endogenéité modérée [conclusion similaire à celle de Kiviet and Niemczyk (2007)]; (2) les estimateurs pré-test basés sur les tests d’exogenété ont une excellente performance par rapport aux doubles moindres carrés. Ceci suggère que la méthode des variables instrumentales ne devrait être appliquée que si l’on a la certitude d’avoir des instruments forts. Donc, les conclusions de Guggenberger (2008) sont mitigées et pourraient être trompeuses. Nous illustrons nos résultats théoriques à travers des expériences de simulation et deux applications empiriques: la relation entre le taux d’ouverture et la croissance économique et le problème bien connu du rendement à l’éducation. Le troisième essai étend le test d’exogénéité du type Wald proposé par Dufour (1987) aux cas où les erreurs de la régression ont une distribution non-normale. Nous proposons une nouvelle version du précédent test qui est valide même en présence d’erreurs non-Gaussiens. Contrairement aux procédures de test d’exogénéité usuelles (tests de Durbin-Wu-Hausman et de Rvankar- Hartley), le test de Wald permet de résoudre un problème courant dans les travaux empiriques qui consiste à tester l’exogénéité partielle d’un sous ensemble de variables. Nous proposons deux nouveaux estimateurs pré-test basés sur le test de Wald qui performent mieux (en terme d’erreur quadratique moyenne) que l’estimateur IV usuel lorsque les variables instrumentales sont faibles et l’endogénéité modérée. Nous montrons également que ce test peut servir de procédure de sélection de variables instrumentales. Nous illustrons les résultats théoriques par deux applications empiriques: le modèle bien connu d’équation du salaire [Angist et Krueger (1991, 1999)] et les rendements d’échelle [Nerlove (1963)]. Nos résultats suggèrent que l’éducation de la mère expliquerait le décrochage de son fils, que l’output est une variable endogène dans l’estimation du coût de la firme et que le prix du fuel en est un instrument valide pour l’output. Le quatrième essai résout deux problèmes très importants dans la littérature économétrique. D’abord, bien que le test de Wald initial ou étendu permette de construire les régions de confiance et de tester les restrictions linéaires sur les covariances, il suppose que les paramètres du modèle sont identifiés. Lorsque l’identification est faible (instruments faiblement corrélés avec la variable à instrumenter), ce test n’est en général plus valide. Cet essai développe une procédure d’inférence robuste à l’identification (instruments faibles) qui permet de construire des régions de confiance pour la matrices de covariances entre les erreurs de la régression et les variables explicatives (possiblement endogènes). Nous fournissons les expressions analytiques des régions de confiance et caractérisons les conditions nécessaires et suffisantes sous lesquelles ils sont bornés. La procédure proposée demeure valide même pour de petits échantillons et elle est aussi asymptotiquement robuste à l’hétéroscédasticité et l’autocorrélation des erreurs. Ensuite, les résultats sont utilisés pour développer les tests d’exogénéité partielle robustes à l’identification. Les simulations Monte Carlo indiquent que ces tests contrôlent le niveau et ont de la puissance même si les instruments sont faibles. Ceci nous permet de proposer une procédure valide de sélection de variables instrumentales même s’il y a un problème d’identification. La procédure de sélection des instruments est basée sur deux nouveaux estimateurs pré-test qui combinent l’estimateur IV usuel et les estimateurs IV partiels. Nos simulations montrent que: (1) tout comme l’estimateur des moindres carrés ordinaires, les estimateurs IV partiels sont plus efficaces que l’estimateur IV usuel lorsque les instruments sont faibles et l’endogénéité modérée; (2) les estimateurs pré-test ont globalement une excellente performance comparés à l’estimateur IV usuel. Nous illustrons nos résultats théoriques par deux applications empiriques: la relation entre le taux d’ouverture et la croissance économique et le modèle de rendements à l’éducation. Dans la première application, les études antérieures ont conclu que les instruments n’étaient pas trop faibles [Dufour et Taamouti (2007)] alors qu’ils le sont fortement dans la seconde [Bound (1995), Doko et Dufour (2009)]. Conformément à nos résultats théoriques, nous trouvons les régions de confiance non bornées pour la covariance dans le cas où les instruments sont assez faibles.

Modélisation de l'irradiance solaire spectrale dans le proche et moyen ultraviolet

Nous présentons un modèle pour l’irradiance solaire spectrale entre 200 et 400 nm. Celui-ci est une extension d’un modèle d’irradiance solaire totale basé sur la simulation de la fragmentation et l’érosion des taches qui utilise, en entrée, les positions et aires des taches observées pour chaque pas de temps d’une journée. L’émergence des taches sur la face du Soleil opposée à la Terre est simulée par une injection stochastique. Le modèle simule ensuite leur désintégration, qui produit des taches plus petites et des facules. Par la suite, l’irradiance est calculée en sommant la contribution des taches, des facules et du Soleil inactif. Les paramètres libres du modèle sont ajustés en comparant les séquences temporelles produites avec les données provenant de divers satellites s’étalant sur trois cycles d’activité. Le modèle d’irradiance spectrale, quant à lui, a été obtenu en modifiant le calcul de la contribution des taches et des facules, ainsi que celle du Soleil inactif, afin de tenir compte de leur dépendance spectrale. Le flux de la photosphère inactive est interpolé sur un spectre synthétique non magnétisé, alors que le contraste des taches est obtenu en calculant le rapport du flux provenant d’un spectre synthétique représentatif des taches et de celui provenant du spectre représentatif du Soleil inactif. Le contraste des facules est quand à lui calculé avec une procédure simple d’inversion de corps noir. Cette dernière nécessite l’utilisation d’un profil de température des facules obtenu à l’aide de modèles d’atmosphère. Les données produites avec le modèle d’irradiance spectrale sont comparées aux observations de SOLSTICE sur UARS. L’accord étant peu satisfaisant, particulièrement concernant le niveau d’irradiance minimal ainsi que l’amplitude des variations, des corrections sont appliquées sur le flux du Soleil inactif, sur le profil de température des facules, ainsi qu’à la dépendance centre-bord du contraste des facules. Enfin, un profil de température des facules est reconstruit empiriquement en maximisant l’accord avec les observations grâce à un algorithme génétique. Il est utilisé afin de reconstruire les séquences temporelles d’irradiance jusqu’en 1874 à des longueurs d’ondes d’intérêt pour la chimie et la dynamique stratosphérique.

Problèmes de premier passage et de commande optimale pour des chaînes de Markov à temps discret.

Nous considérons des processus de diffusion, définis par des équations différentielles stochastiques, et puis nous nous intéressons à des problèmes de premier passage pour les chaînes de Markov en temps discret correspon- dant à ces processus de diffusion. Comme il est connu dans la littérature, ces chaînes convergent en loi vers la solution des équations différentielles stochas- tiques considérées. Notre contribution consiste à trouver des formules expli- cites pour la probabilité de premier passage et la durée de la partie pour ces chaînes de Markov à temps discret. Nous montrons aussi que les résultats ob- tenus convergent selon la métrique euclidienne (i.e topologie euclidienne) vers les quantités correspondantes pour les processus de diffusion. En dernier lieu, nous étudions un problème de commande optimale pour des chaînes de Markov en temps discret. L’objectif est de trouver la valeur qui mi- nimise l’espérance mathématique d’une certaine fonction de coût. Contraire- ment au cas continu, il n’existe pas de formule explicite pour cette valeur op- timale dans le cas discret. Ainsi, nous avons étudié dans cette thèse quelques cas particuliers pour lesquels nous avons trouvé cette valeur optimale.

Demi-vérités et vrais mensonges : une analyse des processus liés à la dissimulation dans les questionnaires informatisés

De nombreux chercheurs et cliniciens sont sceptiques quant à la validité des questionnaires autoadministrés, lorsqu’utilisés auprès d’une population carcérale (Gendreau, Irvine et Knight, 1973), surtout si celle-ci est composée de délinquants sexuels (Marshall et Hall, 1995). La sensibilité des sujets investigués jumelés à la transparence des questions expose l’évaluateur à la possibilité que le participant dissimule et modifie ses réponses (Tierney et McCabe, 2001). L’objectif de ce projet est de comprendre les processus impliqués dans la performance des participants à une évaluation autoadministrée. Les données de 282 délinquants sexuels ayant complétés le Multidimensional Inventory of Development, Sex, and Agression (MIDSA) ont été analysées afin de mieux comprendre l’interaction entre les échelles de désirabilité sociale, les temps de latence et les coefficients d’ajustement du modèle de Rasch. La convergence des analyses de temps de latence et des échelles de désirabilité sociale semble indiquer que certains participants dissimuleraient consciemment leurs réponses. Notamment, les participants détectés par les échelles de désirabilité sociales sembleraient répondre de manière de plus lente aux échelles d’évaluations, et certains d’entre eux offriraient des patrons de réponses incohérents à la prescription du modèle de Rasch. Les hypothèses permettant d’expliquer les potentiels mécanismes liés à la dissimulation seront discutées.

Invariant density for a class of initial distributions under quadratic mapping

For the discrete-time quadratic map xt+1=4xt(1-xt) the evolution equation for a class of non-uniform initial densities is obtained. It is shown that in the t to infinity limit all of them approach the invariant density for the map.

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Retos y alternativas de inversión para las compañías aseguradoras en Colombia

En este documento se explica el rol de las compañías aseguradoras colombianas dentro del sistema pensional y se busca, a través de la comprensión de la evolución del entorno macroeconómico y del marco regulatorio, identificar los retos que enfrentan. Los retos explicados en el documento son tres: el reto de la rentabilidad, el reto que plantean los cambios relativamente frecuentes de la regulación, y el reto del “calce”. El documento se enfoca principalmente en el reto de la rentabilidad y desarrolla un ejercicio de frontera eficiente que utiliza retornos esperados calculados a partir de la metodología de Damodaran (2012). Los resultados del ejercicio soportan la idea de que en efecto los retornos esperados serán menores para cualquier nivel de riesgo y sugiere que ante tal panorama, la relajación de las restricciones impuestas por el Régimen de inversiones podría alivianar los preocupaciones de las compañías aseguradoras en esta materia. Para los otros dos retos también se sugieren alternativas: el Algorithmic Trading para el caso del reto que impone los cambios en la regulación, y las Asociaciones Público-Privadas para abordar el reto del “calce”.

Valoración del costo de los recursos propios de las empresas. caso particular: empresas de servicios a la persona en Francia

El WACC o Coste Medio Ponderado de Capital es la tasa a la que se deben descontar los flujos para evaluar un proyecto o empresa. Para calcular esta tasa es necesario determinar el costo de la deuda y el costo de los recursos propios de la compañía; el costo de la deuda es la tasa actual del mercado que la empresa está pagando por su deuda, sin embargo el costo de los recursos propios podría ser difícil y más complejo de estimar ya que no existe un costo explícito. En este trabajo se presenta un panorama de las teorías propuestas a lo largo de la historia para calcular el costo de los recursos propios. Como caso particular, se estimará el costo de los recursos propios sin apalancamiento financiero de seis empresas francesas que no cotizan en bolsa y pertenecientes al sector de Servicios a la Persona (SAP). Para lograr lo anterior, se utilizará el Proceso de Análisis Jerárquico (AHP) y el Modelo de Valoración del Precio de los Activos Financieros (CAPM) con base en lo presentado por Martha Pachón (2013) en “Modelo alternativo para calcular el costo de los recursos propios”.

Unemployment insurance in the presence of an informal sector

We study the effect of UI benefits in a typical developing country where the informal sector is sizeable and persistent. In a partial equilibrium environment, ruling out the macroeconomic consequences of UI benefits, we characterize the stationary equilibrium of an economy where policyholders may be employed in the formal sector, short-run unemployed receiving UI benefits or long-run unemployed without UI benefits. We perform comparative static exercises to understand how UI benefits affect unemployed worker´s effort to secure a formal job, their labor supply in the informal sector and leisure time. Our model reveals that an increase in UI benefits generates two opposing effects for the short-run unemployed. First, since search efforts cannot be monitored it generates moral hazard behaviours that lower effort. Second, it generates an income effect as it reduces the marginal cost of searching for a formal job and increases effort.The overall effect is ambiguous and depends on the relative strength of these two effects. Additionally, we show that an increase in UI benefits increases the efforts of long-run unemployed workers. We provide a simple simulation exercise which suggests that the income effect pointed out is not necessarily of second-order importance in comparison with moral hazard strength. This result softens the widespread opinion, usually based on the microeconomic/partial equilibrium argument that the presence of dual labor markets is an obstacle to providing UI in developing countries.

Diseño de portafolios de inversión sobre los sectores económicos del PIB

Muchas empresas nacionales o inversionistas extranjeros desean saber cual es el mejor sector productivo en donde puedan invertir su dinero. Pero de manera más amplia, un buen inversionista desea saber como diseñar un portafolio de inversión en varios sectores, de manera de diversificar el riesgo sobre su dinero. En nuestro país, como en muchos países en vías de desarrollo, los sectores económicos tienen fluctuaciones a lo largo del tiempo. En ciertas épocas, mientras unos negocios mantienen una buena rentabilidad, otros pasan por períodos de depresión. En esos casos, es deseable tener el dinero repartido de tal forma que los negocios en sectores productivos prósperos ayuden a mantener la operación de los negocios más deprimidos. Con esta perspectiva, la presente tesis tiene por objeto establecer un ensayo de cálculo que permita definir las mejores opciones de inversión entre los diferentes sectores económicos del país. El trabajo comie nza con la recolección de información sobre los estados de resultados y balances de las compañías de cada sector económico, a partir de la cual se obtendrán índices financieros y otros parámetros que permitan caracterizar a cada sector de la economía según su rentabilidad y estabilidad financiera. El análisis de portafolios considera siempre la rentabilidad como una de las variables fundamentales, por lo que se debe escoger un índice de rendimiento para los respectivos análisis. En la presente tesis se ha tomado el índice de apalancamiento de manera de hacer un ensayo y establecer comparaciones con resultados obtenidos a partir del rendimiento patrimonial. Estos datos son tomados en un período de 12 años para analizar su variabilidad a través del tiempo y catalogar el riesgo de cada sector. Con los datos de riesgo y rendimiento así obtenidos, se ha procedido encontrar los valores de sensibilidad Beta de cada sector y los rendimientos esperados mediante el CAPM (Capital Asset Pricing Model). Finalmente se han diseñado varios portafolios de inversión aplicando el modelo de Marcowitz. No obstante, la limitación de información que se tiene en el país, hace que los resultados obtenidos deban ser tomados solo como referencias y no como datos cien por ciento confiables. La tesis ante todo solo pretende ser un ensayo metodológico de cálculo, el cual pueda ser aplicado posteriormente cuando se pueda disponer de información mas adecuada y completa sobre la situación real de las compañías en el Ecuador

Over-parameterised, uncertain 'mathematical marionettes' - How can we best use catchment water quality models? An example of an 80-year catchment-scale nutrient balance

The Integrated Catchment Model of Nitrogen (INCA-N) was applied to the River Lambourn, a Chalk river-system in southern England. The model's abilities to simulate the long-term trend and seasonal patterns in observed stream water nitrate concentrations from 1920 to 2003 were tested. This is the first time a semi-distributed, daily time-step model has been applied to simulate such a long time period and then used to calculate detailed catchment nutrient budgets which span the conversion of pasture to arable during the late 1930s and 1940s. Thus, this work goes beyond source apportionment and looks to demonstrate how such simulations can be used to assess the state of the catchment and develop an understanding of system behaviour. The mass-balance results from 1921, 1922, 1991, 2001 and 2002 are presented and those for 1991 are compared to other modelled and literature values of loads associated with nitrogen soil processes and export. The variations highlighted the problem of comparing modelled fluxes with point measurements but proved useful for identifying the most poorly understood inputs and processes thereby providing an assessment of input data and model structural uncertainty. The modelled terrestrial and instream mass-balances also highlight the importance of the hydrological conditions in pollutant transport. Between 1922 and 2002, increased inputs of nitrogen from fertiliser, livestock and deposition have altered the nitrogen balance with a shift from possible reduction in soil fertility but little environmental impact in 1922, to a situation of nitrogen accumulation in the soil, groundwater and instream biota in 2002. In 1922 and 2002 it was estimated that approximately 2 and 18 kg N ha(-1) yr(-1) respectively were exported from the land to the stream. The utility of the approach and further considerations for the best use of models are discussed. (C) 2008 Elsevier B.V. All rights reserved.

Over-parameterised, uncertain 'mathematical marionettes' - How can we best use catchment water quality models? An example of an 80-year catchment-scale nutrient balance

The Integrated Catchment Model of Nitrogen (INCA-N) was applied to the River Lambourn, a Chalk river-system in southern England. The model's abilities to simulate the long-term trend and seasonal patterns in observed stream water nitrate concentrations from 1920 to 2003 were tested. This is the first time a semi-distributed, daily time-step model has been applied to simulate such a long time period and then used to calculate detailed catchment nutrient budgets which span the conversion of pasture to arable during the late 1930s and 1940s. Thus, this work goes beyond source apportionment and looks to demonstrate how such simulations can be used to assess the state of the catchment and develop an understanding of system behaviour. The mass-balance results from 1921, 1922, 1991, 2001 and 2002 are presented and those for 1991 are compared to other modelled and literature values of loads associated with nitrogen soil processes and export. The variations highlighted the problem of comparing modelled fluxes with point measurements but proved useful for identifying the most poorly understood inputs and processes thereby providing an assessment of input data and model structural uncertainty. The modelled terrestrial and instream mass-balances also highlight the importance of the hydrological conditions in pollutant transport. Between 1922 and 2002, increased inputs of nitrogen from fertiliser, livestock and deposition have altered the nitrogen balance with a shift from possible reduction in soil fertility but little environmental impact in 1922, to a situation of nitrogen accumulation in the soil, groundwater and instream biota in 2002. In 1922 and 2002 it was estimated that approximately 2 and 18 kg N ha(-1) yr(-1) respectively were exported from the land to the stream. The utility of the approach and further considerations for the best use of models are discussed. (C) 2008 Elsevier B.V. All rights reserved.

Observations of the depth of ice particle evaporation beneath frontal cloud to improve NWP modelling

The evaporation (sublimation) of ice particles beneath frontal ice cloud can provide a significant source of diabatic cooling which can lead to enhanced slantwise descent below the frontal surface. The strength and vertical extent of the cooling play a role in determining the dynamic response of the atmosphere, and an adequate representation is required in numerical weather-prediction (NWP) models for accurate forecasts of frontal dynamics. In this paper, data from a vertically pointing 94 GHz radar are used to determine the characteristic depth-scale of ice particle sublimation beneath frontal ice cloud. A statistical comparison is made with equivalent data extracted from the NWP mesoscale model operational at the Met Office, defining the evaporation depth-scale as the distance for the ice water content to fall to 10% of its peak value in the cloud. The results show that the depth of the ice evaporation zone derived from observations is less than 1 km for 90% of the time. The model significantly overestimates the sublimation depth-scales by a factor of between two and three, and underestimates the local ice water content by a factor of between two and four. Consequently the results suggest the model significantly underestimates the strength of the evaporative cooling, with implications for the prediction of frontal dynamics. A number of reasons for the model discrepancy are suggested. A comparison with radiosonde relative humidity data suggests part of the overestimation in evaporation depth may be due to a high RH bias in the dry slot beneath the frontal cloud, but other possible reasons include poor vertical resolution and deficiencies in the evaporation rate or ice particle fall-speed parametrizations.

An assessment of the fine sediment dynamics in an upland river system: INCA-Sed modifications and implications for fisheries

There is a need for better links between hydrology and ecology, specifically between landscapes and riverscapes to understand how processes and factors controlling the transport and storage of environmental pollution have affected or will affect the freshwater biota. Here we show how the INCA modelling framework, specifically INCA-Sed (the Integrated Catchments model for Sediments) can be used to link sediment delivery from the landscape to sediment changes in-stream. INCA-Sed is a dynamic, process-based, daily time step model. The first complete description of the equations used in the INCA-Sed software (version 1.9.11) is presented. This is followed by an application of INCA-Sed made to the River Lugg (1077 km2) in Wales. Excess suspended sediment can negatively affect salmonid health. The Lugg has a large and potentially threatened population of both Atlantic salmon (Salmo salar) and Brown Trout (Salmo trutta). With the exception of the extreme sediment transport processes, the model satisfactorily simulated both the hydrology and the sediment dynamics in the catchment. Model results indicate that diffuse soil loss is the most important sediment generation process in the catchment. In the River Lugg, the mean annual Guideline Standard for suspended sediment concentration, proposed by UKTAG, of 25 mg l− 1 is only slightly exceeded during the simulation period (1995–2000), indicating only minimal effect on the Atlantic salmon population. However, the daily time step simulation of INCA-Sed also allows the investigation of the critical spawning period. It shows that the sediment may have a significant negative effect on the fish population in years with high sediment runoff. It is proposed that the fine settled particles probably do not affect the salmonid egg incubation process, though suspended particles may damage the gills of fish and make the area unfavourable for spawning if the conditions do not improve.