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1、SWAT模型及其应用第11卷第4期2004年12月水土保持研究ResearchofSollandWaterConservationVo1.11No.4Dec.,2004SWAT模型及其应用丁晋利,郑粉莉h(1.中国科学院水利部水土保持研究所黄土高原土壤侵蚀与旱地农业国家重点实验室,陕西杨陵712100;2.西北农林科技大学,陕西杨陵712100)摘要:SWAT模型是美国农业部开发的长时段的流域分布式水文模型.它能够利用GIS和RS提供的空间数据信息,模拟复杂大流域中多种不同的水文物理过程,包括水,沙,化学物质和杀虫剂的输移与转化过程.从SWAT模型的原理,结构,应用及评价等方面对
2、该模型作一综合性评述,为我国水文模型的建立提供参考.关键词:SWAT;分布式水文模型;应用及评价中图分类号:S157.1文献标识码:A文章编号:1005—3409(2004)04—0128—03SWATModelandItsApplicationDINGJin—li,ZHENGFen—li'.(1.TheStateKeyLaboratoryofSoilErosionandDrylandFarmingonLoessPlateau,InstituteofSoilandWaterConservation,CAS&MWR,Yangling,Shaanxi712100,China;
3、2.NorthwestSci—techUniversityofAgriculture&Forestry,Yangling,Shaanxi712100,China)Abstract:SWATmodlephysicallybasedistheacronymforSoilandWaterAssessmentTool,developedbytheUSDA.ByusingGISandRS,SWATwasdevelopedtopredicttheimpactoflandmanagementpracticesonwater,sedimentandagriculturalchemical
4、yieldsinlargecomplexwatershedswithvaryingsoils,landuseandmanagementconditionsinthelong—term.TheSWATmodelenablesuserstostudylong—termimpacts.Theprinciple,structure,applianceandassessmentofSWATarepresentedinordertoofferreferenceforourcountry'Shydrologicalmodels.Keywords:SWAT;awatershedscalemode
5、l;applianceandassessmentSwAT(SoilandWaterAssessmentToo1)是美国农业部(USDA)开发的流域尺度的分布式模型,用于模拟预测长期土地管理措施对于具有多种土壤类型,土地利用和管理条件的大面积复杂流域的径流,泥沙负荷和营养物流失的影响…,SWAT模型对径流和泥沙负荷的预测能力在美国已经得到广泛的验证[z3.模型应用T0POAZ(TopographicParameterization)自动进行数字地形分析的软件包,基于最陡坡度原则和最小给水面积阈值的概念[3],对输入栅格型DEM进行处理,定义流域范围,划分亚流域,确定河网结构和计算子
6、流域参数.当集水区面积阈值(形成河流的最小集水面积)被划定之后,自动划分亚流域.在亚流域划分的基础上其采用代表性基本单元概念划分计算单元,根据不同土地利用和土壤类型的组合在每一个亚流域内进一步划分HRU(HydrologicResponseUnit),HRU以非空间方式模拟,即以在某一亚流域中土壤和土地利用协同变化特征的概率分布来表征.1SWAT模型机理SWAT模型可以模拟流域内多种不同的水循环物理过程.为了减小流域下垫面和气候因素时空变异对该模型的影响,SWAT模型通常将研究流域细分成若干个单元流域.流域离散的方法有三种:自然子流域(subbasin),山坡(hillslop)
7、和网格(grid).SWAT模拟的流域水文过程分为两部分:坡面产流和汇流部分及河道汇流部分.前者控制着每个子流域内主河道的水,沙和化学物质等的输入量;后者决定水,沙等物质从河网向流域出口的输移情况[7].1.1坡面产流和汇流部分流域内蒸发量随植被覆盖和土壤的不同而变化,可通过水文响应单元(HRU)【8]的划分来反映这种变化.在具体的应用计算中,通常需要考虑气候,植被覆盖及水文这三个方面的因素L7].1.1.1气候,植被因素流域气候控制着水量平衡尤其是湿度和能量的输入对其起决定性作
