SWAT模型培訓(xùn)-綜合

SWAT模型培訓(xùn)講義單位：中國(guó)水科院水資源所講解人：陸垂裕日期：2012-2-221精選2021版課件自我介紹1976年10月陸垂裕，出生于湖北省黃石市1995~1999武漢水利電力大學(xué)，本科，

農(nóng)田水利1998~2001武漢大學(xué)，碩士，

水利水電工程2001~2004武漢大學(xué)，博士，

水利水電工程2004~2006中國(guó)水科院，博士后，水文水資源2006~至今

中國(guó)水科院，水資源所，高工研究領(lǐng)域：土壤水/地下水，地表/地下水質(zhì)，行業(yè)軟件開發(fā)，水文模型等2精選2021版課件講義提

綱水文科學(xué)發(fā)展簡(jiǎn)述SWAT模型簡(jiǎn)介SWAT主要水循環(huán)模擬方法詳解SWAT的主要物質(zhì)循環(huán)模擬簡(jiǎn)介SWAT的輸入輸出SWAT的軟件界面SWAT的參數(shù)敏感性分析、自動(dòng)率定等SWAT應(yīng)用研究示例講解基于SWAT原理改進(jìn)的水循環(huán)模擬模型MODCYCLE3精選2021版課件自我介紹聯(lián)系方式：中國(guó)水利水電科學(xué)研究院水資源所北京市復(fù)興路甲1號(hào)A座920室QQ：63711279手機(jī)：136010816494精選2021版課件水文/水循環(huán)模型研究簡(jiǎn)述5精選2021版課件水文科學(xué)發(fā)展簡(jiǎn)述

國(guó)際上，特別是西方認(rèn)為以17世紀(jì)進(jìn)行的有史以來首批重要水文量測(cè)為標(biāo)志，作為科學(xué)水文學(xué)的開始。這些量測(cè)是：PierrePerrault的塞納河流域降雨、蒸發(fā)和毛管勢(shì)量測(cè)；EdmeMariotte的塞納河流量量測(cè)；EdmondHalley的地中海蒸發(fā)和流量量測(cè)等等。6精選2021版課件18、19世紀(jì)主要在水力學(xué)試驗(yàn)研究方面發(fā)展1856年HenryDarcy通過滲透試驗(yàn)得出水在多孔介質(zhì)中的滲透定律，即著名的達(dá)西公式；1863年J.Dupuit以Darcy公式為基礎(chǔ)提出了Dupuit假設(shè)，為開采井的穩(wěn)定流計(jì)算奠定了基礎(chǔ)1880年雷諾根據(jù)試驗(yàn)提出了針對(duì)流體力學(xué)的雷諾公式；1889年曼寧提出了明渠穩(wěn)定流公式；

進(jìn)入20世紀(jì)初水文學(xué)科開始快速發(fā)展40年代以前：水文要素實(shí)驗(yàn)和理論研究入滲：1911年,Green-Ampt建立了飽和入滲理論公式，至今應(yīng)用仍然很廣泛；蒸發(fā)：1926年,Bowen提出第一個(gè)理論公式，其中將蒸發(fā)通量的潛熱和能量通量的感熱通過一個(gè)比值聯(lián)系起來，這就是著名的波溫比。這是脫離經(jīng)驗(yàn)公式的顯著進(jìn)步。7精選2021版課件非飽和水分運(yùn)動(dòng)：

1907年，Burkingham引進(jìn)毛管勢(shì)概念，即土壤水基質(zhì)勢(shì)概念，建立非飽和水分運(yùn)動(dòng)的理論基礎(chǔ)；

1931年，Richards建立控制非飽和土壤水的等溫輸送的基本方程，提出一種量測(cè)土壤水基質(zhì)勢(shì)的方法，并且研究了土壤水運(yùn)動(dòng)的滯后現(xiàn)象。飽和地下水分運(yùn)動(dòng)：

1935年C.V.Theis（泰斯）提出了地下水向承壓水井運(yùn)動(dòng)的非穩(wěn)定流公式，開創(chuàng)了現(xiàn)代地下水運(yùn)動(dòng)理論的新紀(jì)元；河川徑流：1907年，Hoyt發(fā)表了流速儀測(cè)流的經(jīng)典專著，總結(jié)了用流速儀測(cè)流的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。降雨產(chǎn)流：

1933年，Horton提出降雨產(chǎn)流的入滲理論，開始了對(duì)陸面通量的從經(jīng)驗(yàn)向推理的過渡；

1932年，Sherman提出流域響應(yīng)的單位線方法。兩者結(jié)合形成完整的流域水文推理和計(jì)算體系，開創(chuàng)了流域水文的定量途徑。8精選2021版課件40～60年代：應(yīng)用水文學(xué)全面發(fā)展河道洪水演算：

1939年，McCarthy提出Muskingum洪水演算方法（水文學(xué)法）；

1941年，Meyer提出Lag和route方法（槽蓄方程，水文學(xué)法）；

1951年，Hayami提出擴(kuò)散相似法…（擴(kuò)散波方程，水力學(xué)法）流域匯流：

1945年，Clark提出在等流時(shí)線基礎(chǔ)上，通過一個(gè)概念性蓄水單元調(diào)蓄，建立單位線的推理方法，開創(chuàng)了單位線的理論研究時(shí)期。

蒸發(fā)：蒸發(fā)研究更系統(tǒng)，更具理論價(jià)值。

1935，1948年，Thornthweite對(duì)蒸發(fā)估算的改進(jìn)；

1948年，Penman提出潛在騰發(fā)概念及潛在騰發(fā)估算的混合公式；

1948年開始，Budyko發(fā)表關(guān)于蒸發(fā)的系列文章。9精選2021版課件60～80年代：流域產(chǎn)流試驗(yàn)研究1963年，Hewlitt和Hilbert的排水期斜坡土壤水分和能量實(shí)驗(yàn)1969年，Betson的暴雨徑流產(chǎn)流面積實(shí)驗(yàn)1970年，Dunne和Black的小流域透水土壤產(chǎn)流實(shí)驗(yàn)這些研究大大豐富了對(duì)流域產(chǎn)流過程的認(rèn)識(shí)，提出了若干不同于Horton產(chǎn)流入滲理論的降雨產(chǎn)流機(jī)制，并突出認(rèn)識(shí)到流域部分面積產(chǎn)流概念和山坡非飽和水分側(cè)向運(yùn)動(dòng)的重要作用.70年代以后：水文學(xué)進(jìn)入模型計(jì)算時(shí)代地下水?dāng)?shù)值模型1988年，MODFLOW（美國(guó)）流域水文模型1977年，新安江模型（中國(guó)）1979年，TOPMODEL（紐芬蘭）1986年，SHE模型（英國(guó)、法國(guó)、荷蘭聯(lián)合開發(fā)）10精選2021版課件本世紀(jì)前半葉：水文測(cè)驗(yàn)積累水文資料工程實(shí)踐積累經(jīng)驗(yàn)和問題本世紀(jì)后半葉：水文研究山坡水文實(shí)驗(yàn)流域水文模擬計(jì)算機(jī)出現(xiàn)11精選2021版課件水循環(huán)的各個(gè)子系統(tǒng)大氣環(huán)流系統(tǒng)地表水系統(tǒng)土壤水系統(tǒng)地下水系統(tǒng)12精選2021版課件氣象學(xué)領(lǐng)域地表水文學(xué)領(lǐng)域農(nóng)田水利學(xué)領(lǐng)域地下水文學(xué)領(lǐng)域大氣環(huán)流系統(tǒng)地表水系統(tǒng)土壤水系統(tǒng)地下水系統(tǒng)各個(gè)學(xué)科領(lǐng)域?qū)?yīng)的水循環(huán)子系統(tǒng)13精選2021版課件水循環(huán)研究的目的

生產(chǎn)實(shí)踐中與水循環(huán)有關(guān)的各種問題：天氣預(yù)報(bào)降雨時(shí)間？降雨量？降雨范圍？氣候變化干旱化？濕潤(rùn)化？防洪調(diào)度降雨徑流關(guān)系？洪峰流量？洪峰移動(dòng)速度？泥沙淤積沖淤平衡流量？河道輸沙量？水力發(fā)電上游來水量？來水過程？氣象學(xué)地表水文學(xué)14精選2021版課件農(nóng)田灌溉灌溉方式？灌溉制度？土壤鹽漬化埋深控制？排水溝間距？大壩、基坑防滲/排水滲透壓力？減壓控制？地下水水源地開發(fā)開采井間距？開采總量控制？海水入侵咸/淡界面位置？平衡關(guān)系?農(nóng)田水利學(xué)地下水文學(xué)15精選2021版課件流域水文/水循環(huán)模型優(yōu)勢(shì)：各種水文過程統(tǒng)一模擬的平臺(tái)，使人們可以站在流域整體視角研究各種水文過程的綜合影響降雨/蒸發(fā)、產(chǎn)流、河網(wǎng)匯流、土壤水運(yùn)動(dòng)、地下水運(yùn)動(dòng)16精選2021版課件流域水文/水循環(huán)模型中國(guó)10大一級(jí)流域分區(qū)流域：由分水線所包圍的河流集水區(qū)17精選2021版課件流域水文/水循環(huán)模型淮河流域淮南市淮河干流18精選2021版課件土壤水模擬產(chǎn)流、入滲、滲漏、蒸發(fā)問題地下水模擬河道基流問題地表水模擬數(shù)字高程流域劃分、匯流路徑問題河道洪水演進(jìn)問題地下水運(yùn)動(dòng)土壤水運(yùn)動(dòng)降水入滲蒸散水文過程地表徑流匯流流域出流流域?qū)用嫔系慕y(tǒng)一19精選2021版課件水資源研究方面的需求水資源評(píng)價(jià)水資源開發(fā)利用評(píng)價(jià)重點(diǎn)：“四水轉(zhuǎn)化”規(guī)律反演及水平衡分析水文研究方面的需求：防洪、徑流預(yù)測(cè)重點(diǎn)：產(chǎn)匯流計(jì)算，洪水過程模擬

流域水文模型的應(yīng)用層面20精選2021版課件概念性：斯坦福模型，1966

水箱模型，1967

新安江模型，1977

…

物理性：Freeze模型，1971SHE模型，1986TOPMODEL，1979WEP，2001

…

流域水文模型21精選2021版課件

流域水文模型水箱模型(TANK)頂層水箱：模擬地表徑流，設(shè)置２～３個(gè)出流口第二層水箱：模擬壤中流第三層水箱：模擬地下徑流１、水箱結(jié)構(gòu)22精選2021版課件

流域水文模型水箱模型(TANK)①以水箱作為蓄水容器，將降雨徑流過程模擬為若干水箱的調(diào)蓄作用；②模型結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，而且不定，水箱個(gè)數(shù)和孔數(shù)等均可以改變，參數(shù)值也不受物理概念的約束，所以適應(yīng)性好，在濕潤(rùn)地區(qū)易于取得成功；③模型的物理概念不是直接的，沒有明確的土壤含水量的概念，參數(shù)多且沒有一個(gè)客觀的數(shù)學(xué)方法來描述，主要依靠試錯(cuò)法來確定參數(shù)；④由于線性水庫(kù)的出流沒有洪峰滯時(shí)，所以計(jì)算的出流過程需要作一定時(shí)間的滯后才能與實(shí)測(cè)出流過程相符，這就相當(dāng)于河網(wǎng)匯流。23精選2021版課件

流域水文模型新安江（三水源）模型河海大學(xué)趙人俊提出的一個(gè)水文模型，是中國(guó)少有的一個(gè)具有世界影響力的水文模型。三水源指按“山坡水文學(xué)”產(chǎn)流理論用一個(gè)具有有限容積和測(cè)孔、底孔的自由水蓄水庫(kù)把總徑流劃分成飽和地面徑流、壤中水徑流和地下水徑流。適合于濕潤(rùn)地區(qū)與半濕潤(rùn)地區(qū)水文模擬。24精選2021版課件

流域水文模型25精選2021版課件

流域水文模型MIKE-SHE圣-維南方程組26精選2021版課件

分布式物理基礎(chǔ)模型主要依據(jù)物理定律，其參數(shù)都是明確的物理量，可直接測(cè)定。但對(duì)模型輸入信息質(zhì)量和數(shù)量有較高要求，計(jì)算成本較高，一般較難滿足。同時(shí)對(duì)復(fù)雜的應(yīng)用條件(如人類活動(dòng))難以適應(yīng)，計(jì)算效率不高；

概念性模型計(jì)算原理簡(jiǎn)單，相對(duì)靈活，但主要參數(shù)只有抽象意義，物理意義不強(qiáng)，多數(shù)需要反復(fù)調(diào)算和率定。另外對(duì)具體水循環(huán)過程刻畫不足；概念-物理相結(jié)合的半分布式模型？概念性模型和分布式模型優(yōu)缺點(diǎn)27精選2021版課件SWAT模型簡(jiǎn)介（SOILANDWATER

ASSESSMENTTOOL）28精選2021版課件SWAT簡(jiǎn)介開發(fā)者:

Dr.JeffArnoldfortheUSDAAgriculturalResearchService(ARS)-美國(guó)農(nóng)業(yè)部農(nóng)業(yè)研究局應(yīng)用方向:評(píng)價(jià)土地利用管理等人類活動(dòng)對(duì)流域水循環(huán)、泥沙、農(nóng)業(yè)污染物質(zhì)遷移的長(zhǎng)期影響和作用特點(diǎn)：屬于物理－概念結(jié)合的模型，具有很強(qiáng)的物理基礎(chǔ)，能夠考慮天氣、土壤性質(zhì)、地形、植被、人類土地管理的綜合作用，同時(shí)能夠靈活處理各種復(fù)雜應(yīng)用條件；適合于長(zhǎng)時(shí)間尺度的水文循環(huán)和物質(zhì)循環(huán)研究，而非短時(shí)期水文預(yù)報(bào)；適合于宏觀尺度的模擬；29精選2021版課件SWAT簡(jiǎn)介不僅模擬水循環(huán)過程，還能以水循環(huán)為載體，研究水土流失、營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)輸移、農(nóng)藥、病原菌等物質(zhì)循環(huán)過程；能夠靈活處理資料缺失問題。具有強(qiáng)大的模型數(shù)據(jù)庫(kù)，除地形和土地利用等少量基本數(shù)據(jù)資料外，很多參數(shù)，如作物相關(guān)參數(shù)、土壤參數(shù)等可直接選用備用數(shù)據(jù)；分布式計(jì)算，先將流域分成子流域，子流域內(nèi)繼續(xù)細(xì)分水文響應(yīng)單元（HRU），單獨(dú)研究每個(gè)水文響應(yīng)單元的內(nèi)部循環(huán)，并在子流域進(jìn)行累計(jì)匯總，再通過河網(wǎng)對(duì)子流域進(jìn)行有機(jī)連接以模擬地表匯流，計(jì)算效率很高30精選2021版課件SWAT開發(fā)歷史前身：SWRRBmodel(SimulatorforWaterResourcesinRuralBasins)(Williamsetal.,1985;Arnoldetal.,1990)該模型為美國(guó)農(nóng)業(yè)部的三個(gè)模型的集成成果：CREAMS2

(Chemicals,Runoff,andErosionfromAgriculturalManagementSystems)(Knisel,1980)；(PS:農(nóng)業(yè)管理系統(tǒng)中的化學(xué)作用、徑流和土壤侵蝕）EPIC4

(Erosion-ProductivityImpactCalculator)(Williamsetal.,1984).(ps:土壤侵蝕和生產(chǎn)力影響估算模型）GLEAMS3

(GroundwaterLoadingEffectsonAgriculturalManagementSystems)(Leonardetal.,1987)(ps:農(nóng)業(yè)管理系統(tǒng)對(duì)地下水的負(fù)荷影響）31精選2021版課件SWAT開發(fā)歷史SWRRB（SimulatorforWaterResourcesinRuralBasins）初始時(shí)直接源于CREAMS模型的修正，擴(kuò)展以下功能：

1)多個(gè)子流域同時(shí)演算；2)地下水基流計(jì)算；

3)水庫(kù)蓄滯計(jì)算;4)氣象模擬與插值；

5)提高洪峰模擬精度；6)EPIC植物生長(zhǎng)模型；

7)簡(jiǎn)單的洪水演算模塊；8)流域產(chǎn)沙及運(yùn)移；

9)考慮地表徑流傳輸損失

80年代末，又針對(duì)污染物運(yùn)移模擬進(jìn)行了增強(qiáng)，包括：

1)借鑒GLEAMS模型的農(nóng)藥循環(huán);2)增加SCS曲線法模擬產(chǎn)流過程；

3)更新產(chǎn)沙計(jì)算公式；32精選2021版課件SWAT開發(fā)歷史SWRRB的主要問題：1、SWRRB最多只能模擬10個(gè)子流域，適合于幾百平方公里面積的模擬，如面積太大(幾千平方公里以上)會(huì)影響模擬精度；2、各子流域的產(chǎn)出直接輸出到流域出口，無(wú)河道循環(huán)過程ROTO

(RoutingOutputstoOutlet)在80年代末期美國(guó)印第安事務(wù)局研究亞利桑那州和新墨西哥州的印第安保留區(qū)水管理對(duì)下游影響評(píng)估時(shí)開發(fā)的，是個(gè)單獨(dú)的連接程序。初始開發(fā)時(shí)的目的是把多個(gè)SWRRB的輸出連接起來，并進(jìn)行河道循環(huán)演算。后來發(fā)現(xiàn)雖然效果很好，但SWRRB和ROTO分別獨(dú)立運(yùn)行很不方便，于是進(jìn)行整合。SWAT=SWRRB+ROTO33精選2021版課件SWAT開發(fā)歷史

版本進(jìn)展：

SWAT90:第1版，融合SWRRB和ROTO；

SWAT94.2：子流域劃分多個(gè)水文響應(yīng)單元；

SWAT96.2：自動(dòng)施肥、自動(dòng)灌溉、作物模型考慮CO2作用、

Penman-Monteith、河水演進(jìn)中考慮水質(zhì)、農(nóng)藥傳輸過程；

SWAT98.1：放牧活動(dòng)、有機(jī)肥料、暗管排水、

SWAT99.2：重金屬、城市塵埃的沉積、沖洗；

SWAT2000：微生物運(yùn)移、Green-Ampt模型、氣象發(fā)生器、無(wú)限水庫(kù)模擬、馬斯京根法

SWAT2005：氣象情景預(yù)測(cè)、日降雨細(xì)化分布

SWAT2009：…源代碼和正式文檔近期已經(jīng)發(fā)布34精選2021版課件SWAT流域模擬結(jié)構(gòu)可選可選水庫(kù)也在河網(wǎng)系統(tǒng)內(nèi)35精選2021版課件SWAT子流域劃分及河道系統(tǒng)36精選2021版課件SWAT的概念性和物理性概念性：1、模擬結(jié)構(gòu)的概念性全流域/區(qū)域子流域水文響應(yīng)單元，松散耦合物理模型：網(wǎng)格、地形單元等，強(qiáng)耦合2、模擬方法的概念性降雨/灌溉入滲：SCS、Green-Ampt

土壤水模擬：概念性的分層下滲模型，田間持水度地下水：均衡模式，不考慮側(cè)向徑流地表水：河槽蓄量法、馬斯京根法物理模型：Richard方程、運(yùn)動(dòng)波/動(dòng)力波方程、地下水動(dòng)力學(xué)方程物理性：水循環(huán)各過程刻畫比較全面和貼合實(shí)際，幾乎所有的實(shí)際物理水文過程均有模型計(jì)算過程對(duì)應(yīng)37精選2021版課件水文響應(yīng)單元？1、代表了流域的下墊面2、是集合體的概念土地利用+土壤類型+管理方式草地(30%)麥田(50%)林地(20%)灰潮土(70%）紅壤土(30%）林地-紅壤土(20%)草地-灰潮土(30%)麥田-紅壤土(30%)麥田-灰潮土(20%)子流域雨養(yǎng)灌2水灌3水林地-紅壤土-雨養(yǎng)(20%)草地-灰潮土-雨養(yǎng)(30%)麥田-紅壤土-灌2水(30%)麥田-灰潮土-灌2水(8%)麥田-灰潮土-灌3水(12%）劃分結(jié)果：全子流域5個(gè)水文響應(yīng)單元38精選2021版課件340個(gè)子流域，16種土地利用，28種土壤，共分出2711個(gè)水文響應(yīng)單元39精選2021版課件同一HRU子流域40精選2021版課件1、單個(gè)水文響應(yīng)單元用一維土柱模擬土壤水及作物過程2、水文響應(yīng)單元相互獨(dú)立，無(wú)空間聯(lián)系，不發(fā)生水分交換41精選2021版課件與全分布式模型的區(qū)別基于網(wǎng)格的全分布式水文模型->MIKE-SHE單元格一維非飽和滲流模型飽和流動(dòng)模型地表水模型42精選2021版課件兩階段的水文過程模擬

第1階段：陸面過程，控制每個(gè)子流域水、泥沙、營(yíng)養(yǎng)物微生物等的內(nèi)部循環(huán)轉(zhuǎn)化過程，并產(chǎn)出到主河道43精選2021版課件兩階段的水文過程模擬

第2階段：河道演進(jìn)過程，模擬水、泥沙、營(yíng)養(yǎng)物等通過河道演進(jìn)直到流域出口

44精選2021版課件SWAT水循環(huán)模擬路徑陸面過程河道過程水文響應(yīng)單元主河道池塘/濕地淺層地下水深層地下水45精選2021版課件SWAT主要水循環(huán)模擬方法詳解46精選2021版課件SWAT主要過程模擬1、大氣水過程

2、土壤水過程

3、地下水過程

4、地表水過程

5、植物生長(zhǎng)過程

6、土地與水分管理7、泥沙過程

8、營(yíng)養(yǎng)物遷移過程

9、農(nóng)藥遷移

10、重金屬遷移

11、病原菌遷移水循環(huán)過程原理物質(zhì)循環(huán)過程原理+47精選2021版課件一、SWAT的大氣水過程大氣水主過程2、氣象站點(diǎn)與子流域的關(guān)系1、SWAT對(duì)氣象數(shù)據(jù)的管理五大氣象要素分開管理：降水站、氣溫站、濕度站、輻射站、風(fēng)速站采用類似泰森多邊形的方法，子流域所用的氣象數(shù)據(jù)來自與其形心距離最近的氣象站48精選2021版課件一、SWAT的大氣水過程氣象發(fā)生器（WEATHERGENERATOR）？作用：1、實(shí)際日序列氣象數(shù)據(jù)有缺失時(shí)氣象發(fā)生器可填補(bǔ)之2、氣象資料缺乏時(shí)可用氣象發(fā)生器模擬的氣象數(shù)據(jù)替代3、用于情景方案計(jì)算時(shí)的氣象模擬預(yù)測(cè)4、降雨過程的日內(nèi)分布預(yù)測(cè)，用于Green-Ampt法計(jì)算產(chǎn)流-入滲

根據(jù)長(zhǎng)測(cè)站氣象數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)規(guī)律按照某種隨機(jī)模擬方法產(chǎn)生日氣象數(shù)據(jù)的計(jì)算模塊，五大氣象要素：降雨、氣溫、日平均相對(duì)濕度、日輻射、日平均風(fēng)速都能隨機(jī)生成局限：必須提供氣象站氣象數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)特征值49精選2021版課件一、SWAT的大氣水過程單個(gè)氣象發(fā)生器為1個(gè)長(zhǎng)測(cè)氣象站，需給出的信息包括：1、站點(diǎn)位置：經(jīng)/緯度，高程2、站點(diǎn)氣象數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)特征值：

1）月最大半小時(shí)降雨的統(tǒng)計(jì)年數(shù)。1個(gè)數(shù)據(jù)

2）多年平均每月的日最高氣溫。12個(gè)數(shù)據(jù)

3）多年平均每月的日最低氣溫。12個(gè)數(shù)據(jù)

4）多年每月的日最高氣溫的標(biāo)準(zhǔn)方差。12個(gè)數(shù)據(jù)

5）多年每月的日最低氣溫的標(biāo)準(zhǔn)方差。12個(gè)數(shù)據(jù)

6）多年平均每月的降雨量。12個(gè)數(shù)據(jù)

7）多年平均每月的日降雨量的標(biāo)準(zhǔn)方差。12個(gè)數(shù)據(jù)

8）多年平均每月的日降雨量的偏差系數(shù)。12個(gè)數(shù)據(jù)

9）每月單日降雨之后第二天放晴的概率。12個(gè)數(shù)據(jù)

10）每月單日降雨之后第二天繼續(xù)降雨的概率。12個(gè)數(shù)據(jù)

11）多年平均每月的降雨天數(shù)。12個(gè)數(shù)據(jù)

12）史上每月的最大半小時(shí)降雨量，12個(gè)數(shù)據(jù)

13）多年平均每月的日平均輻射。12個(gè)數(shù)據(jù)

14）多年平均每月的露點(diǎn)溫度。12個(gè)數(shù)據(jù)

15）多年平均每月的日風(fēng)速。12個(gè)數(shù)據(jù)1個(gè)氣象發(fā)生器共需給出172個(gè)數(shù)據(jù)信息50精選2021版課件一、SWAT的大氣水過程大氣水主過程

1、降雨、降雪

2、冠層截留過程

3、積雪/融雪/升華1、降雨降雪的分離，決定于當(dāng)日平均氣溫：降雨降雪T≥TBase?T<TBase?日平均氣溫降雪基溫51精選2021版課件一、SWAT的大氣水分過程（2）再根據(jù)截留能力計(jì)算冠層截留量和到達(dá)地面的雨量當(dāng)天截留量前天截留量降雨量到達(dá)地面的雨量降雨量小于當(dāng)天截留能力與前天截留量之差時(shí)降雨量大于當(dāng)天截留能力與前天截留量之差時(shí)2、冠層截留過程(僅Green-Ampt時(shí)使用）當(dāng)天的截留能力最大的截留能力最大葉面積指數(shù)當(dāng)前葉面積指數(shù)（1）先算截留能力52精選2021版課件一、SWAT的大氣水分過程（3）計(jì)算冠層截留蒸發(fā)參考作物騰發(fā)量a、潛在騰發(fā)量小于植被截留量冠層截留蒸發(fā)量當(dāng)天的實(shí)際蒸騰量當(dāng)天初始時(shí)的截留量當(dāng)天結(jié)束時(shí)的截留量b、潛在騰發(fā)量大于植被截留量當(dāng)天初始時(shí)的截留量SWAT關(guān)于蒸發(fā)的計(jì)算循序：冠層截留蒸發(fā)積雪升華土壤蒸發(fā)參考作物騰發(fā)植物蒸騰①②③④53精選2021版課件一、SWAT的大氣水分過程參考作物騰發(fā)量計(jì)算：1、PENMAN-MONTEITH公式，5項(xiàng)氣象數(shù)據(jù)需齊備2、PRIESTLEY-TAYLOR公式，不需要風(fēng)速數(shù)據(jù)3、HARGREAVES公式，僅要最高、最低氣溫?cái)?shù)據(jù)SWAT中參考作物滕發(fā)量為40cm高，最小葉面阻抗為100（Sm-1）的紫花苜蓿在供水充足條件下的騰發(fā)量植被阻抗54精選2021版課件一、SWAT的大氣水分過程（2）融雪方程（度-日因子法）：前天的融雪量融雪因子積雪覆蓋度積雪溫度日最高氣溫融雪基溫（1）積雪方程（水量平衡法）當(dāng)天的積雪量前天的積雪量當(dāng)天的降雪量當(dāng)天的積雪升華量當(dāng)天的融雪量3、積雪/融雪/升華過程55精選2021版課件一、SWAT的大氣水分過程（3）積雪升華：當(dāng)天的潛在積雪升華量參考作物蒸騰量（扣除植被截留蒸發(fā)）地表覆蓋指數(shù)1、當(dāng)天積雪量大于潛在積雪升華量當(dāng)天的實(shí)際積雪升華量當(dāng)天的潛在積雪升華量2、當(dāng)天積雪量小于潛在積雪升華量當(dāng)天的實(shí)際積雪升華量當(dāng)天的積雪量根據(jù)植被蒸騰調(diào)整潛在積雪升華量56精選2021版課件二、SWAT的土壤水過程土壤水主過程

1、入滲過程

2、土表蒸發(fā)過程

3、植被蒸騰過程

4、壤中流過程

5、深層滲漏過程

6、灌溉過程土壤水量平衡：當(dāng)天的土壤水蓄積量前天的土壤水蓄積量57精選2021版課件二、SWAT的土壤水過程1、入滲計(jì)算兩種方法可選，SCS曲線法及Green-Ampt方法1）SCS曲線法計(jì)算產(chǎn)流-入滲（日尺度）作用：將降雨分為入滲和地表產(chǎn)流兩部分地表產(chǎn)流量降雨量初損儲(chǔ)流參數(shù)入滲量等于降雨量減產(chǎn)流量58精選2021版課件二、SWAT的土壤水過程2）Green-Ampt法計(jì)算產(chǎn)流-入滲（日內(nèi)尺度，半小時(shí)或小時(shí)）當(dāng)前時(shí)段累積入滲量前一時(shí)段累積入滲量有效水力傳導(dǎo)度時(shí)段長(zhǎng)度濕潤(rùn)鋒界面土壤基質(zhì)勢(shì)濕潤(rùn)鋒界面含水率差值需要迭代計(jì)算59精選2021版課件二、SWAT的土壤水過程2、土壤蒸發(fā)量計(jì)算：當(dāng)天的潛在土壤蒸發(fā)量參考作物蒸騰量（扣除植被截留蒸發(fā)）地表覆蓋指數(shù)1）先算土壤潛在蒸發(fā)2）再對(duì)各土層進(jìn)行潛在蒸發(fā)分配土壤潛在蒸發(fā)-埋深關(guān)系曲線單個(gè)土層潛在蒸發(fā)分配計(jì)算60精選2021版課件二、SWAT的土壤水過程土壤潛在蒸發(fā)-埋深關(guān)系曲線（默認(rèn)500mm蒸發(fā)深度）61精選2021版課件二、SWAT的土壤水過程關(guān)鍵參數(shù)esco(蒸發(fā)補(bǔ)償因子)對(duì)曲線的影響62精選2021版課件二、SWAT的土壤水過程3）最后根據(jù)各層土壤含水率情況計(jì)算實(shí)際蒸發(fā)土層含水率低于田間持水度時(shí)含水率土層含水率高于田間持水度時(shí)含水率63精選2021版課件二、SWAT的土壤水過程3、植被蒸騰(根系吸水）計(jì)算：如用PRIESTLEY-TAYLOR或HARGREAVES

公式計(jì)算參考作物騰發(fā)量，植被潛在蒸騰直接按照參考作物騰發(fā)量結(jié)合植物葉面積指數(shù)計(jì)算如用PENMAN-MONTEITH公式計(jì)算參考作物騰發(fā)量，植被潛在蒸騰仍用PENMAN-MONTEITH公式結(jié)合實(shí)際作物參數(shù)計(jì)算1）先算植物根系潛在蒸騰量64精選2021版課件二、SWAT的土壤水過程2）再對(duì)各土層進(jìn)行潛在蒸騰分配潛在蒸騰-埋深關(guān)系曲線單個(gè)土層的潛在蒸騰分配計(jì)算65精選2021版課件二、SWAT的土壤水過程3）最后根據(jù)各層土壤含水率情況計(jì)算實(shí)際蒸騰土層含水量低于植物可利用水量的25%土層含水量高于植物可利用水量的25%植物可利用水量？為田間持水度時(shí)土壤含水量與凋萎含水量之間的差值66精選2021版課件二、SWAT的土壤水過程總體積總孔隙顆粒田間持水度時(shí)水分所占孔隙凋萎系數(shù)時(shí)水分所占孔隙植物可用水所占孔隙重力水所占孔隙67精選2021版課件二、SWAT的土壤水過程4、壤中流計(jì)算用類似于運(yùn)動(dòng)波的方法計(jì)算重力水壤中流量飽和水力傳導(dǎo)度坡度土壤可排水的孔隙度山坡的坡長(zhǎng)68精選2021版課件二、SWAT的土壤水過程5、深層滲漏計(jì)算上層重力水向下層的滲漏用一種儲(chǔ)量方法計(jì)算分層下滲量飽和水力傳導(dǎo)度完全飽和時(shí)含水量田間持水度時(shí)的含水量土層的重力含水量計(jì)算時(shí)段(1天)參考下滲時(shí)間69精選2021版課件二、SWAT的土壤水過程6、特殊土壤情況：變性土的裂隙流現(xiàn)象1）主要用來刻畫有裂隙存在時(shí)土壤的入滲量會(huì)加大；2）SWAT計(jì)算每層土壤的裂隙體積，裂隙隨含水率動(dòng)態(tài)變化；3）地表產(chǎn)流時(shí)，只有超過土壤總裂隙體積的水量才能流走；4）進(jìn)入裂隙的水量先填充最底層的土壤的裂隙70精選2021版課件三、SWAT的地下水過程模擬特點(diǎn)：

1、只概念性分淺層和深層

2、只模擬水量平衡，不模擬地下水位

3、子流域之間的地下水相對(duì)獨(dú)立（不考慮側(cè)向徑流）71精選2021版課件三、SWAT的地下水過程淺層地下水主過程1、補(bǔ)給

2、基流

3、潛水蒸發(fā)

4、灌溉

5、耗用淺層地下水水量平衡：當(dāng)天的淺層地下水蓄存量前天的淺層地下水蓄存量淺層補(bǔ)給量基流產(chǎn)生量潛水蒸發(fā)量淺層使用量(灌溉/耗用)72精選2021版課件三、SWAT的地下水過程1、補(bǔ)給計(jì)算：

用系數(shù)法將來自土壤剖面的深層滲漏分為兩部分，一部分為淺層水補(bǔ)給，剩余為深層水補(bǔ)給。其余滲漏量如池塘濕地滲漏、子河道滲漏、主河道滲漏則直接補(bǔ)給淺層地下水土壤深層滲漏量補(bǔ)給延遲因子前一天的土壤深層滲漏補(bǔ)給當(dāng)天的土壤深層滲漏補(bǔ)給深層地下水補(bǔ)給比例土壤深層滲漏補(bǔ)給（衰減函數(shù)模擬其過程）：深層地下水補(bǔ)給量淺層地下水補(bǔ)給量73精選2021版課件三、SWAT的地下水過程2、基流計(jì)算(衰減函數(shù))

：前天的地下水基流產(chǎn)生量當(dāng)天的地下水基流產(chǎn)生量基流衰退常數(shù)當(dāng)天的總補(bǔ)給量基流產(chǎn)生時(shí)的蓄量閾值當(dāng)天淺層地下水的蓄量74精選2021版課件三、SWAT的地下水過程3、潛水蒸發(fā)潛水蒸發(fā)直接用系數(shù)法計(jì)算1）先算最大可能潛水蒸發(fā)量潛水蒸發(fā)系數(shù)參考作物騰發(fā)量2）再根據(jù)淺層地下水儲(chǔ)量和潛水蒸發(fā)儲(chǔ)量閾值分情況計(jì)算潛水蒸發(fā)儲(chǔ)量閾值當(dāng)前淺層地下水儲(chǔ)量實(shí)際潛水蒸發(fā)量最大可能潛水蒸發(fā)量潛水蒸發(fā)的去向？75精選2021版課件三、SWAT的地下水過程深層地下水主過程1、補(bǔ)給

4、灌溉

5、耗用深層地下水水量平衡：當(dāng)天的深層地下水蓄存量前天的深層地下水蓄存量深層補(bǔ)給量深層使用量(灌溉/耗用)76精選2021版課件四、SWAT的地表水過程地表水過程包括三部分1、子河道傳輸過程；2、水庫(kù)、池塘、濕地、洼地的蓄滯過程；3、主河道的水量演進(jìn)過程水庫(kù)和池塘/濕地的區(qū)別：

水庫(kù)從屬于由主河道-水庫(kù)構(gòu)成的河網(wǎng)系統(tǒng)，參與河網(wǎng)系統(tǒng)循環(huán)過程；池塘/濕地從屬于子流域，不參與河網(wǎng)系統(tǒng)循環(huán)過程池塘/濕地水庫(kù)主河道77精選2021版課件四、SWAT的地表水過程地表水的總來源：1、水文響應(yīng)單元的地表產(chǎn)流；2、水文響應(yīng)單元產(chǎn)生的壤中流；3、子流域淺層地下水產(chǎn)生的基流；78精選2021版課件四、SWAT的地表水過程子流域地表水的傳輸路徑1、水文響應(yīng)單元的地表產(chǎn)流先經(jīng)過子河道過程，產(chǎn)生傳輸損失；2、剩余地表產(chǎn)流、壤中流、地下水基流一部分進(jìn)入子流域的池塘/濕地，一部分進(jìn)入子流域的主河道；3、池塘/濕地的出流進(jìn)入子流域的主河道；79精選2021版課件四、SWAT的地表水過程子河道的傳輸損失計(jì)算(回歸系數(shù)法)：損失后的地表產(chǎn)流量最小徑流水量閾值損失前的地表產(chǎn)流量回歸系數(shù)回歸系數(shù)80精選2021版課件四、SWAT的地表水過程一、池塘/濕地的滯蓄過程1、入流2、降雨與蒸發(fā)3、滲漏4、出流5、耗用(僅池塘)池塘和濕地的區(qū)別:1、池塘的水可被人工耗用2、出流計(jì)算方面略有差異81精選2021版課件四、SWAT的地表水過程池塘/濕地水量平衡當(dāng)前蓄量前天蓄量入流量出流量降雨量蒸發(fā)量滲漏量1）池塘/濕地入流計(jì)算：損失后的地表產(chǎn)流地下水基流壤中流子流域面積池塘/濕地面積池塘/濕地排水面積比例82精選2021版課件四、SWAT的地表水過程（1）水表面積計(jì)算：蓄水系數(shù)蓄水指數(shù)蓄水體積（2）降雨/蒸發(fā)計(jì)算:2）池塘/濕地的降雨/蒸發(fā)計(jì)算：當(dāng)日降雨量當(dāng)日參考作物騰發(fā)量蒸發(fā)系數(shù)83精選2021版課件四、SWAT的地表水過程3）池塘/濕地的滲漏量計(jì)算：飽和滲透系數(shù)4）池塘/濕地的出流量計(jì)算：池塘：目標(biāo)庫(kù)容控制濕地：正常庫(kù)容-最大庫(kù)容控制84精選2021版課件四、SWAT的地表水過程二、水庫(kù)的滯蓄過程1、入流2、降雨與蒸發(fā)3、滲漏4、出流5、耗用6、灌溉水庫(kù)蓄滯過程與池塘/濕地的區(qū)別:1、水庫(kù)的入流為上游河道的匯流，出流為下游河道的入流；2、更加豐富的出流控制方式(日/月觀測(cè)出流量、目標(biāo)蓄量控制、正常庫(kù)容-最大庫(kù)容控制)；3、可作為水文響應(yīng)單元的灌溉水源85精選2021版課件四、SWAT的地表水過程三、洼地的滯蓄過程SWAT中洼地是一種特殊的水文響應(yīng)單元，主要用來模擬種植水稻而人工圍建的圩垸，以及子流域內(nèi)封閉的，一般不向主河道產(chǎn)流排水的下陷區(qū)。與池塘/濕地、水庫(kù)等滯蓄水體的不同之處在于：1、洼地是水文響應(yīng)單元的一種，具有土壤層結(jié)構(gòu)?？梢杂猛帘砟芊e水的水文響應(yīng)單元來概括；灌溉時(shí)水量進(jìn)入表層積水。2、洼地上可種植作物；3、洼地的入流和出流需指定時(shí)間；4、洼地的滲漏進(jìn)入土壤層，而不是直接進(jìn)入子流域的地下水系統(tǒng)；5、洼地的出流計(jì)算方式比較特殊86精選2021版課件四、SWAT的地表水過程洼地的出流計(jì)算：1）超蓄出流2）泄水出流（一次全部放出）3）暗管排水洼地最大滯蓄能力暗管每天的平均流量87精選2021版課件四、SWAT的地表水過程四、主河道的水量演進(jìn)過程1、河道入流(上游與本子流域匯流)2、河道水面蒸發(fā)3、河岸蓄積4、滲漏5、向下游出流5、耗用6、灌溉主河道的水量平衡：88精選2021版課件四、SWAT的地表水過程河網(wǎng)系統(tǒng)描述：1、SWAT只能描述樹狀拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的河網(wǎng)系統(tǒng)；2、河道和水庫(kù)分別有各自的編號(hào)系統(tǒng)河網(wǎng)系統(tǒng)描述的作用：規(guī)定河網(wǎng)系統(tǒng)各單元的計(jì)算循序246813579①②水庫(kù)246813579①②主河道Fig.fig文件89精選2021版課件四、SWAT的地表水過程主河道水量循環(huán)演進(jìn)計(jì)算：1、先不考慮蒸發(fā)、滲漏、河岸蓄積、引水的因素，用河槽蓄量法或馬斯京根法計(jì)算出流；2、在河段的出流量進(jìn)入下一個(gè)河段時(shí)，將這些水量在出流量中進(jìn)行扣除以保持水量平衡SWAT對(duì)河道特征的描述：90精選2021版課件四、SWAT的地表水過程1）河段出流計(jì)算（1）河槽蓄量法(VARIABLESTORAGEROUTINGMETHOD)；（2）馬斯京根法(MUSKINGUMROUTINGMETHOD)91精選2021版課件五、SWAT的植物生長(zhǎng)過程為EPIC植物生長(zhǎng)模型的簡(jiǎn)化版本EPIC模型：1、作物的生長(zhǎng)基于日積累的熱單位（heatunits）；2、潛在生物量的計(jì)算基于Monteith提出的方法；3、通過收獲指數(shù)確定產(chǎn)量；4、植物生長(zhǎng)受水分、養(yǎng)分脅迫和溫度的影響；5、對(duì)作物生長(zhǎng)期休眠的模擬；6、詳細(xì)的根系生長(zhǎng)模擬；7、微量營(yíng)養(yǎng)素循環(huán)；8、植物的毒理響應(yīng)；9、多種作物在同一HRU中的生長(zhǎng)；92精選2021版課件五、SWAT的植物生長(zhǎng)過程SWAT的植物分類1、溫季年生豆類氮素固持；根系生長(zhǎng)；2、寒季年生豆類

氮素固持；根系生長(zhǎng)；休眠過程；3、多年生豆類

氮素固持；根系深度固定；休眠過程；4、一般溫季年生植物

根系生長(zhǎng)；5、一般寒季年生植物

根系生長(zhǎng)；休眠過程；6、一般多年生植物

根系深度固定；休眠過程；7、樹木

根系深度固定；生長(zhǎng)量與樹木的年齡相關(guān)；休眠過程93精選2021版課件五、SWAT的植物生長(zhǎng)過程植物熱單位理論1、植物具有可量化的熱量需求，并且熱量需求與成熟時(shí)間有關(guān)。2、當(dāng)平均氣溫低于作物生長(zhǎng)基溫時(shí)作物不會(huì)生長(zhǎng)，日平均氣溫中只有超過作物生長(zhǎng)基溫的那部分才對(duì)作物生長(zhǎng)有貢獻(xiàn)。3、作物成熟時(shí)的總熱量需求為在整個(gè)作物的生長(zhǎng)期內(nèi)，超過作物生長(zhǎng)基溫的日平均溫度的累加值，即潛在熱單位。作物單天熱單位計(jì)算：作物累積熱單位：94精選2021版課件五、SWAT的植物生長(zhǎng)過程零基溫?zé)釂挝灰粤愣茸鳛橛?jì)算熱單位的基礎(chǔ)，并從當(dāng)年年初直到年末進(jìn)行累積。對(duì)于非常大的流域，其不同地區(qū)的氣候可能存在較大的差異，以至于各地區(qū)農(nóng)業(yè)管理操作時(shí)間不同，如同樣種玉米，河南比北京早。通過指定潛在熱單位作為預(yù)定時(shí)間規(guī)則，可使管理操作發(fā)生的時(shí)間在模型中成為溫度的函數(shù)。對(duì)于氣候條件年際間變化較大的區(qū)域，使用熱單位法，管理操作時(shí)間將由模型自動(dòng)調(diào)整，無(wú)需人工干預(yù)。熱單位的重要用途-用來預(yù)定管理操作發(fā)生的時(shí)間作物潛在熱單位比例零積溫?zé)釂挝槐壤齼?yōu)點(diǎn)：解決需分區(qū)指定作物管理操作問題解決需分年指定作物管理操作問題95精選2021版課件五、SWAT的植物生長(zhǎng)過程作物生長(zhǎng)計(jì)算框架：潛在生長(zhǎng)

限制因素：水分脅迫、溫度脅迫、氮素脅迫、磷素脅迫實(shí)際生長(zhǎng)實(shí)際產(chǎn)量理想產(chǎn)量96精選2021版課件五、SWAT的植物生長(zhǎng)過程一、潛在生長(zhǎng)模擬1、潛在生物量的增長(zhǎng)計(jì)算2、潛在冠層高度和葉面積指數(shù)的計(jì)算3、根系的生長(zhǎng)1、潛在生物量的增長(zhǎng)計(jì)算：總太陽(yáng)輻射量消光系數(shù)葉面積指數(shù)有效光合作用輻射當(dāng)天的潛在生長(zhǎng)量光能利用系數(shù)97精選2021版課件五、SWAT的植物生長(zhǎng)過程1）葉面積/冠層理想生長(zhǎng)公式2、潛在冠層高度和葉面積指數(shù)的計(jì)算：2）潛在冠層高度計(jì)算公式3）潛在葉面積指數(shù)計(jì)算公式最大葉面積指數(shù)之前衰敗期之后葉面積指數(shù)相對(duì)比例98精選2021版課件五、SWAT的植物生長(zhǎng)過程3、根系生長(zhǎng)：1）根系生物量：SWAT假定發(fā)芽時(shí)的根系生物量比例定為40%，成熟時(shí)的作物根系生物量比例定為20%2）根系長(zhǎng)度：樹木/多年生植物年生植物99精選2021版課件五、SWAT的植物生長(zhǎng)過程二、實(shí)際生長(zhǎng)修正1、水分脅迫2、溫度脅迫實(shí)際蒸騰量潛在蒸騰量生長(zhǎng)基溫最優(yōu)生長(zhǎng)溫度100精選2021版課件五、SWAT的植物生長(zhǎng)過程3、氮素脅迫（豆類植物從不受氮素脅迫）4、磷素脅迫（與氮素脅迫計(jì)算公式完全一致）標(biāo)定因子，與植物當(dāng)前實(shí)際累積吸收的氮量水平相關(guān)計(jì)算修正系數(shù)修正當(dāng)日生物量增長(zhǎng)量修正當(dāng)日葉面積指數(shù)增長(zhǎng)量101精選2021版課件五、SWAT的植物生長(zhǎng)過程三、產(chǎn)量收獲人工參與下植物的幾種命運(yùn)：1、僅收獲。一部分植物的生物量將作為產(chǎn)量從HRU上移除，產(chǎn)量中的營(yíng)養(yǎng)和植物物質(zhì)將視為從系統(tǒng)（流域）中損失，而剩余物將作為植物殘余進(jìn)入碳和氮磷循環(huán)。但作物仍可生長(zhǎng)（如草場(chǎng)的收割）2、僅殺死。終結(jié)植物在HRU上的生長(zhǎng)，所有的生物量將全部轉(zhuǎn)變?yōu)橹参餁堄?。適用于年生的野生作物（如野草、蘆葦?shù)龋?、收獲并殺死。終結(jié)植物在HRU上的生長(zhǎng)。一部分由收獲指數(shù)（植物生長(zhǎng)數(shù)據(jù)庫(kù)中指定）確定的生物量比例作為產(chǎn)量從HRU上移除，其它的生物量將作為植物殘余保存在土表中。適用于農(nóng)業(yè)作物（如玉米、棉花等）102精選2021版課件五、SWAT的植物生長(zhǎng)過程收獲指數(shù)的概念：

植物干物質(zhì)收獲量占植物地面部分總生物量的比例稱為收獲指數(shù)。大多數(shù)作物收獲指數(shù)為0.0~1.0之間。塊根作物的情況，如紅薯，收獲指數(shù)則可以大于1.0。當(dāng)天的潛在收獲指數(shù)成熟時(shí)的最大收獲指數(shù)當(dāng)前植物累積的熱單位比例1、計(jì)算潛在收獲指數(shù)103精選2021版課件五、SWAT的植物生長(zhǎng)過程2、計(jì)算實(shí)際收獲指數(shù)認(rèn)為收獲指數(shù)受水分虧缺的影響當(dāng)天的潛在收獲指數(shù)最低收獲指數(shù)水分虧缺因子水分虧缺因子：截止收獲日植物累計(jì)實(shí)際蒸騰量與累積潛在蒸騰量的比值104精選2021版課件六、SWAT的土地與水分管理水土管理(人工干預(yù))土地管理：1、農(nóng)業(yè)種植2、作物收割（多種）3、放牧4、耕耘5、施肥（綠肥、化肥）6、施農(nóng)藥7、過渡帶水分管理：1、灌溉2、暗管排水3、蓄滯區(qū)排水4、河道、水庫(kù)之間輸水5、用水消耗（水庫(kù)、河道等）6、點(diǎn)源1、城市不透水區(qū)產(chǎn)流模擬2、城市區(qū)的層埃堆積和沖刷城市區(qū)水文模擬105精選2021版課件六、SWAT的土地與水分管理一、灌溉：1、用戶指定灌溉：指定灌溉時(shí)間、灌溉水量、灌溉水源(固定）；2、自動(dòng)灌溉：根據(jù)土壤水分虧缺狀況進(jìn)行自動(dòng)灌溉。只需指定虧缺閾值、灌溉水源；過程：

1：先計(jì)算水源的可供水量，與指定的灌溉取水量進(jìn)行比較，若水源的可供水量小于指定的灌溉取水量，則只用可供水量進(jìn)行灌溉。

2：從HRU頂層土層至下逐一填充至田間持水度。若指定的灌溉水量超過使土壤剖面達(dá)到田間持水率的水量，多余的水量將退回水源。水源(5種，只能選一種)：主河道、水庫(kù)、淺層地下水、深層地下水、流域外供水；水源標(biāo)示：河道、淺層地下水、深層地下水指定子流域編號(hào)；水庫(kù)指定水庫(kù)編號(hào)；流域外供水無(wú)需指定標(biāo)示106精選2021版課件六、SWAT的土地與水分管理二、暗管排水HRU可指定暗管排水選項(xiàng)。需要三個(gè)參數(shù)：1、暗管埋在地面以下的深度2、將土壤剖面的水分排泄至田間持水率所需的時(shí)間3、水分從暗管排泄到主河道的時(shí)間延遲暗管排水發(fā)生的條件：1、土層中存在重力水2、重力水的滯水面在排水管埋深之上滯水面高度排水管高度剖面含水率田持時(shí)含水率排水所需時(shí)間107精選2021版課件六、SWAT的土地與水分管理三、滯蓄區(qū)排水即洼地的排水（見洼地）四、水量傳輸將水從流域的任何河段和水庫(kù)轉(zhuǎn)移到其它任意河段和水庫(kù)，需指定：1、傳輸水源類型（水庫(kù)？主河道？)；2、傳輸水源位置（水庫(kù)編號(hào)、子流域編號(hào)）；3、目的水源類型（水庫(kù)？主河道？）；4、目的水源位置（水庫(kù)編號(hào)、子流域編號(hào)）

；5、被傳輸?shù)乃浚▽⑴c傳輸水源的可供水量進(jìn)行自動(dòng)校核）108精選2021版課件六、SWAT的土地與水分管理五、用水消耗1、將水分從任何子流域的淺層地下水、深層地下水、主河道、池塘、以及水庫(kù)直接移除；2、主要用來模擬工業(yè)、生活用水消耗；3、移除的水分認(rèn)為離開水循環(huán)系統(tǒng)(人工ET？）；4、SWAT2005及以前版本只能指定年平均每月的用水消耗量。不管模擬多少年，每月的消耗量是固定的。2009版本？109精選2021版課件六、SWAT的土地與水分管理六、點(diǎn)源1、SWAT可在沿著河道網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的任何地點(diǎn)加入點(diǎn)源；2、點(diǎn)源信息可包括水量、泥沙、有機(jī)氮、有機(jī)磷、硝態(tài)氮、可溶性磷、銨態(tài)氮、亞硝態(tài)氮、重金屬、細(xì)菌等數(shù)據(jù)；3、點(diǎn)源負(fù)荷可以基于多年平均、年、月、日時(shí)間尺度進(jìn)行輸入；4、主要用于模擬工業(yè)用水、城市生活用水、污水處理廠等退水行為110精選2021版課件六、SWAT的土地與水分管理七、農(nóng)業(yè)種植1、用來指定植物的種植，或指定地表植被（如野生草地、森林）在春天時(shí)的開始生長(zhǎng)；2、一個(gè)HRU在同一時(shí)間只能生長(zhǎng)一種作物；3、需要以下信息：A、種植時(shí)間B、植物達(dá)到成熟時(shí)需要的總的熱單位C、在HRU上種植的植物類型（7種之一，見植物分類）；D、如果不是從種子開始生長(zhǎng)的植物，如移植的植物，還需提供移植時(shí)已經(jīng)累積的生物量、葉面積指數(shù)等信息八、作物的收獲（三種方式，見植物生長(zhǎng)模型）111精選2021版課件六、SWAT的土地與水分管理九、放牧1、主要模擬某指定時(shí)間內(nèi)植物生物量被移除，同時(shí)牲畜排泄糞便（綠肥）的過程；2、可指定放牧開始的時(shí)間、放牧持續(xù)的時(shí)間、每天被移除的生物量、每天排泄的綠肥量以及綠肥的類型。每天被踐踏的生物量是一個(gè)可選輸入項(xiàng)；4、被踐踏的生物量將轉(zhuǎn)化為植物殘余進(jìn)入氮磷循環(huán)；3、低于允許放牧的最低生物量時(shí)放牧過程可自行停止；112精選2021版課件六、SWAT的土地與水分管理十、城市區(qū)水文1、城市區(qū)是一種特殊的水文響應(yīng)單元，地表產(chǎn)流量和徑流速度較大；2、考慮透水面積、不透水面積的比例，類似于新安江模型；3、不透水面積進(jìn)一步細(xì)分為與排水系統(tǒng)直接聯(lián)系和間接聯(lián)系的；4、城市區(qū)的產(chǎn)流量為透水面積、不透水面積的加權(quán)平均值；5、城市區(qū)類型分5種典型，主要區(qū)別在于透水/不透水面積的比例，與排水系統(tǒng)直接聯(lián)系/間接聯(lián)系的不透水面積比例：（1）工業(yè)區(qū)；（2）商業(yè)區(qū)；（3）科研院校區(qū)；（4）交通樞紐區(qū)；（5）居民區(qū)。細(xì)分為高密度、中密度、低密度三類113精選2021版課件SWAT的主要物質(zhì)循環(huán)模擬簡(jiǎn)介114精選2021版課件SWAT的物質(zhì)循環(huán)模擬物質(zhì)運(yùn)移內(nèi)容：1、土壤侵蝕（泥沙運(yùn)移）；2、營(yíng)養(yǎng)物(氮/磷）。包括有機(jī)/無(wú)機(jī)氮、有機(jī)/無(wú)機(jī)磷；3、農(nóng)藥；4、重金屬；5、病原菌；6、生化需氧量、溶解氧過程：

與水循環(huán)過程類似，多數(shù)先在水文響應(yīng)單元計(jì)算各種產(chǎn)出量（陸面過程），再輸出到子流域的滯蓄水體以及河網(wǎng)系統(tǒng)進(jìn)行循環(huán)過程115精選2021版課件土壤侵蝕（泥沙運(yùn)移）土壤侵蝕的概念：

土壤侵蝕指景觀地貌隨時(shí)間的變化被損耗的過程，包括土壤顆粒在雨滴和地表水流的侵蝕力作用下發(fā)生的分離、輸移和土沉積等過程。產(chǎn)沙公式：修正的通用土壤流失方程（USLE）每天的產(chǎn)沙量地表產(chǎn)流量雨洪峰值流量水文響應(yīng)單元面積雨水侵蝕度因子覆蓋管理因子農(nóng)業(yè)活動(dòng)改造因子地形因子粗顆粒因子116精選2021版課件土壤侵蝕（泥沙運(yùn)移）泥沙在地表水體中的循環(huán)：主河道中：1、泥沙在主河道的沉積和沖刷；2、泥沙沉積和沖刷導(dǎo)致主河道的變寬和深切（可選，河道參數(shù)將會(huì)動(dòng)態(tài)改變，包括坡度、河寬、河深）滯蓄水體中（池塘、濕地、水庫(kù)、洼地）：1、隨地表徑流進(jìn)入滯蓄水體2、泥沙在滯蓄水體中沉降2、泥沙在滯蓄水體中的輸出117精選2021版課件氮素的土壤循環(huán)氨氮的吸附118精選2021版課件氮素的土壤循環(huán)有機(jī)氮無(wú)機(jī)氮植物殘余腐殖質(zhì)活躍態(tài)穩(wěn)定態(tài)銨氮硝氮新鮮有機(jī)物土壤的氮分為兩大類：1、有機(jī)氮；2、無(wú)機(jī)氮分為5個(gè)氮庫(kù)：銨氮、硝氮、腐殖質(zhì)(活躍態(tài)/穩(wěn)定態(tài)）、新鮮有機(jī)物SWAT的土壤氮素循環(huán)模擬路徑119精選2021版課件氮素的土壤循環(huán)120精選2021版課件磷素的土壤循環(huán)化肥收割綠肥/垃圾/淤泥綠肥/垃圾/淤泥礦化土壤有機(jī)質(zhì)吸附態(tài)無(wú)機(jī)磷固持解吸吸附121精選2021版課件營(yíng)養(yǎng)元素的地表水體循環(huán)主河道中：1、藻類的死亡->增加有機(jī)氮和有機(jī)磷；2、藻類的生長(zhǎng)->氮磷固持（包括銨氮、硝氮、無(wú)機(jī)磷）；3、有機(jī)氮/有機(jī)磷的底泥沉降；3、有機(jī)氮的礦化及底泥吸附態(tài)銨氮的釋放->銨氮；4、銨氮的硝化->亞硝氮->硝氮；5、有機(jī)磷的礦化及底泥吸附態(tài)無(wú)機(jī)磷的釋放->無(wú)機(jī)磷滯蓄水體中（池塘、濕地、水庫(kù),不包括洼地）：1、隨地表徑流進(jìn)入滯蓄水體，并出流進(jìn)入主河道2、僅考慮營(yíng)養(yǎng)元素的沉降，不模擬轉(zhuǎn)化過程；122精選2021版課件農(nóng)藥循環(huán)葉面施藥揮發(fā)分解沖刷入滲淋溶揮發(fā)產(chǎn)流帶走分解地表施藥123精選2021版課件農(nóng)藥的地表水體循環(huán)主河道中（僅模擬一種農(nóng)藥）：1、水中：降解、揮發(fā)、底泥沉降、出流；2、底泥中：降解、再懸浮、解吸附、掩埋；滯蓄水體中（僅水庫(kù)，過程與主河道基本一致）124精選2021版課件病原菌運(yùn)移病原菌的來源：SWAT僅概念性地模擬兩種菌群，一種為可長(zhǎng)久生存的，一種為相對(duì)短命的。病原菌來自于綠肥(動(dòng)物糞便），SWAT的肥料類型數(shù)據(jù)庫(kù)中有各種綠肥的含菌量參數(shù)。在施肥過程中，病原菌也一同施入，并在植物葉面和表層10mm的土層中進(jìn)行分配。另外可通過點(diǎn)源輸入。病原菌的運(yùn)移模擬：HRU的病原菌分布：1、植物葉面；2、土壤溶液；3、吸附在土壤顆粒中1、植物葉面的雨水沖刷；2、菌群的死亡-生長(zhǎng)(3種介質(zhì)）；3、土壤溶液中細(xì)菌的淋溶（淋溶的細(xì)菌認(rèn)為死亡）；4、地表產(chǎn)流帶走；5、在地表水體中（主河道、僅水庫(kù)）隨水流演進(jìn)，并僅考慮死亡過程125精選2021版課件生化需氧量及溶解氧生化需氧量(CBOD)：

指水體中有機(jī)物質(zhì)分解所需要的氧氣的總量?？捎傻乇韽搅骱忘c(diǎn)源進(jìn)入到河網(wǎng)系統(tǒng)，在主河道和水庫(kù)中循環(huán)。溶解氧(DO)：1、復(fù)氧過程。大氣復(fù)氧、藻類的光合作用、水體擾動(dòng)復(fù)氧(壩體)2、消耗過程。藻類的呼吸作用、CBOD耗氧、底泥耗氧、銨氮硝化、亞硝氮硝化.1、CBOD的底泥沉降；2、CBOD的氧化分解（耗氧）；126精選2021版課件重金屬的運(yùn)移重金屬（允許模擬3種）：SWAT的重金屬來源于點(diǎn)源輸入。重金屬運(yùn)移是SWAT的物質(zhì)運(yùn)移模擬中唯一一個(gè)不考慮HRU因素的物質(zhì)運(yùn)移，僅是簡(jiǎn)單地計(jì)算隨河網(wǎng)系統(tǒng)水流演進(jìn)過程和物質(zhì)量平衡。127精選2021版課件SWAT的優(yōu)缺點(diǎn)總結(jié)優(yōu)點(diǎn)：1、開源模型。模型相關(guān)研究文檔豐富、源代碼容易獲得；2、開發(fā)時(shí)間較長(zhǎng)，比較成熟。從1990~至今20余年；3、半分布式模型。比全分布式模型易于理解和掌握，同時(shí)計(jì)算速度較快；比概念性模型更能體現(xiàn)水循環(huán)的物理機(jī)制，同時(shí)精度要好；4、物質(zhì)循環(huán)考慮比較全面，能模擬的物質(zhì)遷移種類多，應(yīng)用面廣；5、能夠充分利用土地利用等遙感信息；6、積累了較豐富的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)，如作物、農(nóng)藥、化肥等；缺點(diǎn)：1、某些水循環(huán)機(jī)理刻畫不盡人意，如灌溉、潛水蒸發(fā)、地下水循環(huán)等；2、涉及的模擬方向太多，初學(xué)容易找不著北；3、沒有水量平衡誤差分析和物質(zhì)平衡誤差分析；4、模塊化程度不高，源程序不易學(xué)習(xí)和修改（300多個(gè)FORTRAN源程序）；5、輸入文件數(shù)量巨大，不易管理。128精選2021版課件SWAT的輸入輸出129精選2021版課件SWAT的輸入文件TXT文件水文響應(yīng)單元個(gè)數(shù)*5+子流域個(gè)數(shù)*6+若干點(diǎn)源文件和氣象文件模擬控制氣象數(shù)據(jù)子流域HRU水庫(kù)點(diǎn)源參數(shù)庫(kù)130精選2021版課件SWAT的輸出文件131精選2021版課件SWAT軟件界面操作132精選2021版課件SWAT應(yīng)用界面系統(tǒng)1、AVSWAT-需ARCVIEW平臺(tái)支持；2、ARCSWAT-需ARCGIS平臺(tái)支持；3、MAPWINDOW-需MAPWINDOW平臺(tái)支持/swat/SWAT官方網(wǎng)站：133精選2021版課件SWAT應(yīng)用界面系統(tǒng)1、ARCVIEW3.3；2、AVSWAT-2005；3、SWAT相關(guān)文檔。原理說明、軟件操作、輸入輸出說明；4、SWAT2005源碼軟件培訓(xùn)材料：134精選2021版課件SWAT應(yīng)用界面系統(tǒng)1、DEM（數(shù)值高程數(shù)據(jù)）；2、土地利用GIS圖件；3、土壤分布GIS圖件；4、研究區(qū)的氣象數(shù)據(jù)站點(diǎn)。模擬必備基礎(chǔ)數(shù)據(jù)：135精選2021版課件SWAT的參數(shù)敏感性分析、自動(dòng)率定等136精選2021版課件SWAT的參數(shù)敏感性分析問題：SWAT是一個(gè)涉及多個(gè)參數(shù)的綜合水文/水循環(huán)模擬模型，針對(duì)具體的一個(gè)應(yīng)用過程，各個(gè)參數(shù)對(duì)模型影響程度如何？哪些參數(shù)對(duì)模擬結(jié)果的影響最大？敏感性分析的作用：

通過合理的抽樣多次試算并統(tǒng)計(jì)，對(duì)各參數(shù)的影響等級(jí)進(jìn)行評(píng)價(jià)并排序，使用戶清楚地知道影響模型模擬結(jié)果的主要參數(shù)，有利于進(jìn)一步的模型調(diào)算工作。137精選2021版課件SWAT的參數(shù)敏感性分析SWAT2005自帶的敏感性分析工具：TheLH-OATsensitivityanalysisLH：指Latin-Hypercube隨機(jī)采樣方法，與蒙特卡洛法類似。將每個(gè)模型參數(shù)按其取值范圍等分為N個(gè)取值區(qū)間，每次模擬時(shí)該參數(shù)按平均概率隨機(jī)采樣。以等分為10個(gè)取值區(qū)間計(jì)，模型運(yùn)行10次，參數(shù)在每個(gè)取值區(qū)間內(nèi)的采樣概率為1/10.如對(duì)于土壤Ks值，其取值范圍為0~100cm/hr.Latin-Hypercube隨機(jī)采樣過程中Ks值將被分為（0-10）、（10-20）、（20-30)、…、(90-100)共10個(gè)取值區(qū)間138精選2021版課件SWAT的參數(shù)敏感性分析SWAT2005自帶的敏感性分析工具：TheLH-OATsensitivityanalysisOAT：One-factor-At-a-Time。指每次模擬僅改變1個(gè)參數(shù)的值，這樣便于將模擬結(jié)果的變化無(wú)偏差地歸因到該參數(shù)的變化上.LH-OAT結(jié)合：每次僅對(duì)1個(gè)參數(shù)進(jìn)行敏感性分析，將其按固定比例調(diào)整大小(如取值范圍的5%），其他參數(shù)按Latin-ypercube采樣方法隨機(jī)變化，模擬m次并統(tǒng)計(jì)分析對(duì)模擬結(jié)果的影響，m為取值區(qū)間的個(gè)數(shù)。如對(duì)n個(gè)參數(shù)進(jìn)行敏感性分析，共需m*(n+1)次模擬。139精選2021版課件SWAT的參數(shù)敏感性分析共61個(gè)參數(shù)可供率定三個(gè)主要的輸入控制文件：1、Senin.dat2、changepar.dat3、Responsmet.datAVSWAT界面自動(dòng)選取27個(gè)固定參數(shù)進(jìn)行敏感性分析（280次模擬），如有特殊要求，需自己手動(dòng)修改這三個(gè)文件。140精選2021版課件SWAT的參數(shù)敏感性分析LH-OAT基本參數(shù)設(shè)置Sensin.dat141精選2021版課件SWAT的參數(shù)敏感性分析LH-OAT基本參數(shù)設(shè)置changepar.dat針對(duì)隨機(jī)變化參數(shù)的變動(dòng)方法142精選2021版課件SWAT的參數(shù)敏感性分析LH-OAT基本參數(shù)設(shè)置responsmet.dat敏感性分析對(duì)象及評(píng)價(jià)方法控制?？啥鄠€(gè)對(duì)象分析。每個(gè)一行數(shù)據(jù)控制。對(duì)象編號(hào)評(píng)價(jià)方法評(píng)價(jià)方法2閾值臨時(shí)文件號(hào)水質(zhì)選項(xiàng)143精選2021版課件SWAT的參數(shù)敏感性分析LH-OAT基本參數(shù)設(shè)置敏感性分析對(duì)象為進(jìn)行敏感性評(píng)判的數(shù)據(jù)對(duì)象：流量(1)？產(chǎn)沙量(2)?有機(jī)氮(3)？有機(jī)磷(4)？…144精選2021版課件SWAT的參數(shù)敏感性分析LH-OAT敏感性分析主要輸出文件：145精選2021版課件SWAT的參數(shù)自動(dòng)率定/不確定性分析參數(shù)自動(dòng)率定（參數(shù)尋優(yōu)）目的：在模型各參數(shù)可行的取值范圍內(nèi)，尋找一套確定的參數(shù)，使得模擬值與實(shí)測(cè)值的整體差別最小。SWAT自帶的參數(shù)尋優(yōu)/不確定性分析方法：SCE-UA(ShuffledComplexEvolution)算法目標(biāo)函數(shù)：146精選2021版課件該算法結(jié)合了單純形法、受控隨機(jī)搜索、生物競(jìng)爭(zhēng)進(jìn)化和種群交叉等方法的優(yōu)點(diǎn)。算法第一步(第零個(gè)循環(huán))先運(yùn)用隨機(jī)抽樣在所有可行參數(shù)空間中選擇一個(gè)初始種群。該可行空間為由changepar.dat文件指定的參數(shù)及其變化范圍。隨后，該種群被分割成多個(gè)個(gè)體(complexs)，對(duì)應(yīng)P個(gè)參數(shù)來說就得到2p+1個(gè)點(diǎn)。每個(gè)個(gè)體運(yùn)用單純形法進(jìn)行獨(dú)立進(jìn)化，個(gè)體之間定期進(jìn)行交叉形成新的個(gè)體，從而可以獲得更多的優(yōu)化信息。該算法可以搜索全部參數(shù)的可行空間，找到全局最優(yōu)參數(shù)的成功率是100%。SCE-UA算法的特點(diǎn)：SWAT的參數(shù)自動(dòng)率定/不確定性分析147精選2021版課件SWAT的參數(shù)自動(dòng)率定/不確定性分析不確定性分析目的：由于參數(shù)有不確定性因素，因此給出某一置信區(qū)間內(nèi)（如90%、95%、97.5%）模擬結(jié)果的分布范圍，供用戶參考。148精選2021版課件SCE-UA主要輸入文件：SWAT的參數(shù)自動(dòng)率定/不確定性分析149精選2021版課件SCE-UA主要輸出文件：SWAT的參數(shù)自動(dòng)率定/不確定性分析150精選2021版課件SWAT-CUPSWAT-CUP是一個(gè)用于SWAT率定驗(yàn)證的計(jì)算機(jī)程序，為開源程序，可以自由使用和拷貝。該程序?qū)LUE、ParaSol，SUFI2，MCMC、PSO等處理過程與SWAT關(guān)聯(lián)起來，用于參數(shù)敏感性分析（sensitivityanalysis）

、參數(shù)率定（calibration）、模型驗(yàn)證（validation）、不確定性分析（uncertaintyanalysis）SWAT-CUP特色:并行處理可視化界面151精選2021版課件SWAT應(yīng)用研究示例講解152精選2021版課件SWAT應(yīng)用研究示例1、徑流預(yù)測(cè)2、ET模擬3、土地利用變化4、氣候變化5、水土保持6、水資源評(píng)價(jià)7、融雪產(chǎn)流8、水資源管理9、水量平衡分析10、模型耦合研究11、模型改進(jìn)研究12、參數(shù)敏感性分析研究13、流域面源污染153精選2021版課件SWAT應(yīng)用類1-徑流預(yù)測(cè)1袁軍營(yíng)等，基于SWAT模型的柴河水庫(kù)流域徑流模擬研究[J],北京師范大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版),2006.柴河水庫(kù)流域位于遼寧省鐵嶺市，是遼河中游左側(cè)支流柴河上的一座以防洪、灌溉、工業(yè)和城市供水為主，兼顧發(fā)電、養(yǎng)魚等綜合利用的多年調(diào)節(jié)大(Ⅱ)型水利樞紐工程?？値?kù)容6.36億m3，其控制流域面積1355km2，流域多年平均降水量737mm.154精選2021版課件SWAT應(yīng)用類1-徑流預(yù)測(cè)1袁軍營(yíng)等，基于SWAT模型的柴河水庫(kù)流域徑流模擬研究[J],北京師范大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版),2006.利用2002—2003年的實(shí)測(cè)水量、降水?dāng)?shù)據(jù)進(jìn)行參數(shù)率定,應(yīng)用2004—2005年的實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行模型驗(yàn)證。模擬結(jié)果表明，SWAT模型在柴河水庫(kù)流域徑流模擬中的適用性和可靠性良好，可為流域水文過程的預(yù)測(cè)提供可靠的模型基礎(chǔ)155精選2021版課件SWAT應(yīng)用類1-徑流預(yù)測(cè)2宋軒等，SWAT模型在淅川縣丹江口庫(kù)區(qū)的應(yīng)用研究[J],鄭州大學(xué)學(xué)報(bào)(工學(xué)版),2010.淅川縣位于河南省西南邊陲,豫、鄂、陜?nèi)〉慕Y(jié)合部，面積2820km2，是南水北調(diào)中線工程渠首所在地。屬北亞熱帶向暖溫帶過渡的季風(fēng)性氣候，多年平均降水量804mm。其主要河流有丹江、鸛河、淇河、滔河、刁河。丹江及其支流域面積占全縣面積的93.5%.156精選2021版課件SWAT應(yīng)用類1-徑流預(yù)測(cè)2宋軒等，SWAT模型在淅川縣丹江口庫(kù)區(qū)的應(yīng)用研究[J],鄭州大學(xué)學(xué)報(bào)(工學(xué)版),2010.通過表1對(duì)模擬結(jié)果與實(shí)測(cè)值進(jìn)行比較，可以看出模型預(yù)測(cè)相對(duì)誤差控制在15%的范圍內(nèi)，平均精度達(dá)到91%，納西效率系數(shù)也高達(dá)0.88，表明年徑流的預(yù)測(cè)值與觀測(cè)值變化基本一致，說明模型能夠較好地模擬丹江口庫(kù)區(qū)年徑流的變化157精選2021版課件SWAT應(yīng)用類2-ET模擬錢坤等，基于SWAT模型的房山區(qū)不同情景方案下的蒸發(fā)蒸騰模擬[J].農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào)，2011.房山區(qū)位于北京市西南部，全區(qū)的總面積2019km2，山地和丘陵面積占65.3%，平原面積占34.7%。地處華北平原與太行山交界地帶，處于暖溫帶半濕潤(rùn)地區(qū)多年平均降雨量為587.6mm。158精選2021版課件SWAT應(yīng)用類2-ET模擬錢坤等，基于SWAT模型的房山區(qū)不同情景方案下的蒸發(fā)蒸騰模擬[J].農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào)，2011.耕地園林、灌木林/綠地、荒草地為三個(gè)占主導(dǎo)地位的土地利用，占總面積的87%。159精選2021版課件SWAT應(yīng)用類2-ET模擬錢坤等，基于SWAT模型的房山區(qū)不同情景方案下的蒸發(fā)蒸騰模擬[J].農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào)，2011.模型模擬的房山區(qū)2002－2007年蒸騰蒸發(fā)值除2003年與遙感監(jiān)測(cè)值相差5%以上外，其余年分均在5%以內(nèi)。平均值相差為1.9%。不同土地利用情況下的ET值與遙感監(jiān)測(cè)值對(duì)比平均相差誤差為6.01%。表明模型具有較好的適用性。不同土地利用不同年份區(qū)域整體160精選2021版課件SWAT應(yīng)用類2-ET模擬錢坤等，基于SWAT模型的房山區(qū)不同情景方案下的蒸發(fā)蒸騰模擬[J].農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào)，2011.以2020年和2030年為水平年，情景方案設(shè)置1、考慮節(jié)水灌溉措施下的農(nóng)業(yè)灌溉定額管理；2、考慮農(nóng)業(yè)種植結(jié)構(gòu)優(yōu)化；3、考慮逐步減少地下水超采，2020年零超采；4、考慮南水北調(diào)來水(1.2億方）種植結(jié)構(gòu)調(diào)整數(shù)據(jù)農(nóng)業(yè)節(jié)水灌溉設(shè)置8個(gè)情景161精選2021版課件SWAT應(yīng)用類2-ET模擬錢坤等，基于SWAT模型的房山區(qū)不同情景方案下的蒸發(fā)蒸騰模擬[J].農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào)，2011.以2004年為現(xiàn)狀年，根據(jù)未來2020、2030年房山區(qū)水平衡，設(shè)定目標(biāo)ET為546.1mm。將按照8種情景模擬的全年ET結(jié)果與目標(biāo)ET進(jìn)行比較，從結(jié)果看，預(yù)測(cè)2020、2030年，在情景3（即中度節(jié)水、種植結(jié)構(gòu)為優(yōu)化及地下水超采逐步減少）時(shí)模擬的ET值與目標(biāo)ET值最接近評(píng)論：似乎各個(gè)情景區(qū)別不大？是不是與耕地面積比重較小有關(guān)？162精選2021版課件SWAT應(yīng)用類3-土地利用變化1龐靖鵬，劉昌明等，密云水庫(kù)流域土地利用變化對(duì)產(chǎn)流和產(chǎn)沙的影響[J].北京師范大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2010.研究區(qū)為密云水庫(kù)上游流域。密云水庫(kù)流域是指潮白河流域密云水庫(kù)所控制的部分，流域面積為15369km2，其中白河流域面積約為9197km2，潮河流域面積為6172km2。流域內(nèi)多年平均降水量為488.9mm.163精選2021版課件SWAT應(yīng)用類3-土地利用變化1龐靖鵬，劉昌明等，密云水庫(kù)流域土地利用變化對(duì)產(chǎn)流和產(chǎn)沙的影響[J].北京師范大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2010.先做現(xiàn)狀模擬。以1986~1991年共5年進(jìn)行連續(xù)模擬。率定期(1986~1988)和驗(yàn)證期(1989~1991)下會(huì)和張家墳2個(gè)站點(diǎn)的模擬效果都非常好，納西效率系數(shù)達(dá)到0.87~0.95164精選2021版課件SWAT應(yīng)用類3-土地利用變化1龐靖鵬，劉昌明等，密云水庫(kù)流域土地利用變化對(duì)產(chǎn)流和產(chǎn)沙的影響[J].北京師范大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2010.收集密云水庫(kù)流域內(nèi)90年代初、90年代中期、90年代末期三期土地利用。通過分析，地類轉(zhuǎn)移主要在耕地、林地和草地間進(jìn)行。以草地和耕地向林地、林地和耕地向草地轉(zhuǎn)變最為劇烈。165精選2021版課件SWAT應(yīng)用類3-土地利用變化1龐靖鵬，劉昌明等，密云水庫(kù)流域土地利用變化對(duì)產(chǎn)流和產(chǎn)沙的影響[J].北京師范大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2010.將90年代初、中和末期3期的土地利用圖分別輸入SWAT模型中,對(duì)密云水庫(kù)流域土地利用變化對(duì)密云水庫(kù)徑流和產(chǎn)沙的影響作出定量的分析.（降水氣象數(shù)據(jù)沿用1986~1991年系列）與1990年相比，1995年的土地利用條件下徑流量略有下降，然而泥沙量卻有大幅度的減少。說明采取退耕還林、還草等措施將極大地減少流域內(nèi)的水土流失潮河白河166精選2021版課件宋艷華等，SWAT模型輔助下的生態(tài)恢復(fù)水文響應(yīng)-以隴西黃土高原華家?guī)X南河流域?yàn)槔齕J].生態(tài)學(xué)報(bào)，2008.SWAT應(yīng)用類3-土地利用變化2華家?guī)X南河流域位于隴西黃土高原的中部地區(qū)，為葫蘆河一級(jí)支流。面積約為1125km