SWAT模型详解与应用：流域模拟与水循环研究

"该资源是一份关于SWAT模型的培训讲义，由中国水科院水资源所的陆垂裕于2012年2月22日讲解。讲义涵盖了水文/水循环模型的研究概述，SWAT模型的详细介绍，包括其水循环模拟方法、物质循环模拟、输入输出数据、软件界面、参数敏感性分析、自动率定以及基于SWAT的MODCYCLE模型。此外，还提及了水文学科的历史发展，从17世纪的首批水文量测到20世纪初的理论研究，如达西公式、雷诺公式和曼宁公式等。" SWAT模型是水文模拟领域广泛应用的工具，主要用于大尺度流域的水文过程模拟，包括降雨径流、土壤侵蚀、营养物迁移等方面。模型的结构复杂，包含了多个子模型，如气候、土壤、植被、地形等，以全面模拟流域内的水文循环。 1. **水文/水循环模型研究简述** - 科学水文学起源于17世纪的首批水文量测，如Pierre Perrault对塞纳河流域的观测。 - 19世纪，水力学试验研究得到显著发展，例如Henry Darcy提出的达西公式，奠定了地下水流动的基础。 - 20世纪初，水文学科迅速发展，40年代以前主要关注水文要素的实验和理论研究，如Green-Ampt的饱和入渗理论。 2. **SWAT模型简介** - SWAT模型全称为Soil and Water Assessment Tool，主要用于长期的水文环境模拟，考虑了流域的物理特性、气候条件、土地利用等因素。 - 模型可以处理复杂的流域结构，包括水库在内的河网系统，提供灵活的配置选项。 3. **SWAT主要水循环模拟方法** - SWAT模型采用分层土壤水分动态模型，模拟土壤的蒸发、渗透和径流过程。 - 包含了多种水文过程，如雪融化、降雨入渗、地下水运动、表面径流和河网流动。 4. **物质循环模拟** - SWAT模型不仅关注水量的平衡，还模拟营养物质（如氮、磷）的迁移和转化过程，对水质管理有重要意义。 5. **SWAT的输入输出** - 输入数据包括气候数据、地形数据、土壤类型、土地利用等。 - 输出包括流域内的径流、土壤湿度、营养物浓度等水文和水质参数。 6. **SWAT的软件界面与参数调整** - SWAT模型通常通过图形用户界面操作，方便用户输入数据和配置模型。 - 参数敏感性分析和自动率定有助于找到最佳参数组合，提高模拟精度。 7. **MODCYCLE模型** - MODCYCLE是基于SWAT模型原理改进的水循环模拟模型，可能在特定条件下提供更精细或更适应特定流域特性的模拟结果。 通过这份SWAT模型教程，学习者可以深入了解水文模型的原理和应用，掌握如何使用SWAT模型进行流域水文环境分析和管理。