SWAT模型能与GIS结合模拟复杂流域不同土地利用条件下的水文和非点源污染过程。采用ArcSWAT对柴河水库流域进行径流模拟，利用2002-3003年的实测水量、降水数据进行参数率定，应用2004-2005年的实测数据进行模型验证。模拟结果表明，SWAT模型在柴河水库流域径流模拟中的适用性和可靠性良好，可为流域水文过程的预测提供可靠的模型基础。

SWAT模型，全称为Soil and Water Assessment Tool，是一种用于评估流域内土地使用、管理措施和气候条件对水资源质量和数量影响的模型。SWAT模型通过模拟水循环过程，能够分析不同土地利用方式和管理措施对水质和水量的影响，并预测未来气候变化对流域水文循环的影响。该模型特别适用于大流域和长期的水资源管理规划，是农业、环境科学以及水资源管理等领域中应用广泛的一个工具。 USLE（Universal Soil Loss Equation）通用土壤流失方程是用于估算特定土地条件下年平均土壤侵蚀量的一个经验公式。USLE公式最早在1965年由Wischmeier和Smith提出，其基本形式为： A = R * K * LS * C * P 其中，A代表单位面积年平均土壤流失量；R代表降雨侵蚀力因子；K代表土壤可蚀性因子；LS代表地形因子，即斜率长度因子；C代表植被覆盖因子；P代表侵蚀控制措施因子。 K值（土壤可蚀性因子）是USLE模型中的一个关键因子，它反映了土壤对侵蚀的敏感程度，与土壤颗粒组成、有机质含量、土壤结构等因素密切相关。K值的计算公式为： K = [（2.1 * M^1.14 *（12 - a）^0.91）/（100 * （b + c）^1.54）] 其中，M为土壤颗粒平均直径（mm），a为有机质含量（%），b和c为土壤结构相关参数。 SWAT模型和USLE结合使用时，K值可以作为SWAT模型中一个重要的参数来计算流域内不同区域的土壤流失量。通过将K值以及其他USLE因子输入到SWAT模型中，研究人员和工程师能够评估特定土地管理措施对减少土壤流失和改善流域水质的潜在效果。此外，SWAT模型还允许用户进行模拟分析，预测气候变化等未来情景下的流域响应，为制定科学的土地和水资源管理策略提供数据支持。 SWAT模型-USLE-K计算公式的应用广泛，涵盖了从农业流域管理到环境保护规划的多个方面。它不仅能够帮助决策者理解当前流域管理措施的效果，还能为未来的土地使用规划提供科学依据，保障流域的可持续发展。此外，随着GIS（地理信息系统）技术的发展和应用，SWAT模型在空间数据处理和展示上的能力得到增强，使模型的应用更加直观、高效。这种模型结合USLE-K计算公式的模式为精准农业和水资源保护提供了新的解决思路和工具。

### SWAT 操作说明详解 #### 一、SWAT模型简介 SWAT（Soil and Water Assessment Tool）模型是一种广泛应用于水文循环模拟、水质评价及生态效应分析的强大工具。它能够帮助用户理解流域内的水资源利用状况及其对环境的影响。本教程主要针对初次接触SWAT模型的新手用户，提供了一系列必要的操作指南。 #### 二、SWAT模型安装与配置 ##### 安装前准备 - **ArcView 3.1或更高版本**：推荐使用3.3版本，尤其是对于运行Windows XP系统的用户。 - **ArcView Spatial Analyst Extension**：需安装1.1或2.0版本。 - **ArcView Dialog Designer Extension**：通常情况下已随ArcView 3.1及后续版本一同安装。 ##### 安装步骤 1. **解压文件**：使用提供的CD-ROM或解压avswatx.zip文件（未来可能通过网络提供下载）到一个临时目录。 2. **启动项目文件**：双击Start.apr项目文件或使用ArcView打开。 3. **安装向导**：启动后会进入AVSWATX Install Wizard，引导完成剩余的安装过程。 4. **设置扩展**：安装完成后，打开一个新的空ArcView会话，不要使用含有表格或视图的工作项目。选择菜单File下的Extensions，选择“AVSWATX Extendable”，然后点击OK按钮。 5. **避免默认设置**：在设置扩展时，请勿勾选“Make Default Option”选项。 6. **创建新项目或打开旧项目**：主界面对话框会显示出来，可以选择创建新项目（New Project）或打开之前的项目（Open Project），项目文件扩展名为.avsx。 ##### 注意事项 - 不需要卸载先前的AVSWAT 2000版本。 - 无法直接使用AVSWAT 2000项目的.swat文件在新的AVSWATX中。 #### 三、SSURGO土壤数据的安装与配置 SSURGO（Soil Survey Geographic Database）是美国农业部的一项重要数据库，用于存储详细的土壤数据。对于不同的州，AVSWATX安装时仅提供有限的数据支持，如德克萨斯州、宾夕法尼亚州和威斯康星州等。其他州的数据可以通过以下步骤单独安装： 1. **下载土壤数据**：访问ftp://ftp.brc.tamus.edu/pub/swat/pc/soilav/下载按州划分的土壤数据。 2. **安装土壤数据**：在AVSWATX的土壤目录下，根据所下载的文件进行安装配置。 #### 四、SWAT模型应用实例 本章节将通过一个具体的应用案例来介绍如何使用SWAT模型。这将包括从建立项目、导入基础地理数据、配置参数到模型运行的整个流程。通过实践，用户可以更深入地理解SWAT模型的功能和使用方法。 #### 五、土地利用/覆盖分割工具 此章节介绍了如何使用AVSWATX中的土地利用/覆盖分割工具。该工具可以帮助用户根据实际的土地利用情况调整模型中的土地分类，从而提高模型的准确性和实用性。 #### 六、敏感性分析、自动校准与不确定性分析 这部分内容着重于如何进行敏感性分析、自动校准以及不确定性分析。这些分析对于优化模型参数、提高模型预测精度具有重要意义。通过对不同参数的敏感性测试、模型结果的不确定性评估，可以更好地理解和改进模型性能。 本教程不仅提供了SWAT模型的基础安装和配置指导，还涵盖了多个实用工具和技术，旨在帮助新手用户快速掌握SWAT模型的使用方法，并能有效地应用于实际研究中。

SWAT模型：pcpSTAT中文手册(pcpSTAT.exe 程序用来计算 SWAT 模型气象发生器所需要的每日降水数据的统计参数(userwgn.dbf)。)

中科院_SWAT模型结构与软件. SWAT（Soil and Water Assessment Tool）模型可用于预测土地管理措施对于具有多种土壤类型、土地利用和管理措施的大面积复杂流域中径流、泥沙负荷及营养物质流失的长期影响。

SWAT（Soil and Water Assessment Tool）是由美国农业部（USDA）的农业研究中心Jeff Arnold博士1994年开发的。模型开发的最初目的是为了预测在大流域复杂多变的土壤类型、土地利用方式和管理措施条件下，土地管理对水分、泥沙和化学物质的长期影响。SWAT模型采用日为时间连续计算。是一种基于GIS基础之上的分布式流域水文模型，近年来得到了快速的发展和应用，主要是利用遥感和地理信息系统提供的空间信息模拟多种不同的水文物理化学过程，如水量、水质、以及杀虫剂的输移与转化过程。

一种高效的SWAT模型参数自动率定方法，分析了SWAT模型和PSO算法的原理，将PSO算法引入SWAT模型中

水文响应单元？ 集合体的概念： 土地利用 + 土壤类型 + 管理方式 草地(30%) 麦田(50%) 林地(20%) 灰潮土(70%） 红壤土(30%） 林地-红壤土(20%) 草地-灰潮土(30%) 麦田-红壤土(30%) 麦田-灰潮土(20%) 子 流 域 雨养 灌2水 灌3水 林地-红壤土-雨养(20%) 草地-灰潮土-雨养(30%) 麦田-红壤土-灌2水(30%) 麦田-灰潮土-灌2水(8%) 麦田-灰潮土-灌3水(12%） 划分结果： 全子流域 5 个水文响应单元

水质校核 主要考虑因素： 营养物来源：HRUs/子流域、河道内过程 营养物分布：总量、季节性负荷 洪水过程后的分布：地形起伏、浓度峰值 子流域内矿物性N校核 调整土壤中营养物的初始浓度SOL_NO3（.sol） 确定并调整土壤表层的施肥率FRT_LY1 （ .mgt） 确定耕作措施（*.mgt ），调整作物残留系数RSDCO和作物混合有效系数BIOMIX（. bsn） 调整N渗透系数NPERCO (.bsn) 河道内矿物性N运移过程校核 调整藻类生物量比率AI1（.wwq）

SWAT模型所需要的气象数据 1.日降水量、最高气温、最低气温、太阳辐射、风速和相对湿度等数据的日时间序列 2.天气发生器输入数据(多年气象数据的月统计值) 参数 含义 参数 含义 TMPMX 平均日最高气温 PR_W1 湿日之后干日的概率 TMPMN 平均日最低气温 PR_W2 湿日之后湿日的概率 TMPSTDMX 日最高气温的方差 PCPD 平均降水天数 TMPSTDMN 日最低气温的方差 RAINHHMX 最大半小时降水量 PCPMM 月平均降水量 SOLARAV 日平均太阳辐射量 PCPSTD 日降水量的方差 DEWPT 平均日露点温度 PCPSKW 日降水量偏斜系数 WNDAV 日平均风速