SWAT模型應(yīng)用及實(shí)例精編版課件

1、SWAT模型應(yīng)用及實(shí)例 張思聰 劉銘環(huán)清華大學(xué)水利水電工程系第1頁(yè)，共60頁(yè)。2SWAT模型的應(yīng)用潘家口水庫(kù)上游地區(qū)面源污染計(jì)算淮河典型流域竹竿河流域面源污染計(jì)算第2頁(yè)，共60頁(yè)。3SWAT啟動(dòng)第3頁(yè)，共60頁(yè)。4主界面第4頁(yè)，共60頁(yè)。5DEM設(shè)置第5頁(yè)，共60頁(yè)。6DEM第6頁(yè)，共60頁(yè)。7投影第7頁(yè)，共60頁(yè)。8生成河道第8頁(yè)，共60頁(yè)。9河道及出口第9頁(yè)，共60頁(yè)。10劃分子流域第10頁(yè)，共60頁(yè)。11子流域第11頁(yè)，共60頁(yè)。12土地利用圖設(shè)置第12頁(yè)，共60頁(yè)。13土地利用圖第13頁(yè)，共60頁(yè)。14土壤類型圖設(shè)置第14頁(yè)，共60頁(yè)。15土壤類型圖第15頁(yè)，共60頁(yè)。16HRU（水文

2、響應(yīng)單元）第16頁(yè)，共60頁(yè)。17SWAT View 菜單第17頁(yè)，共60頁(yè)。18氣象站和雨量站第18頁(yè)，共60頁(yè)。19模型數(shù)據(jù)庫(kù)第19頁(yè)，共60頁(yè)。20數(shù)據(jù)庫(kù)文件第20頁(yè)，共60頁(yè)。21其他設(shè)置第21頁(yè)，共60頁(yè)。22子流域參數(shù)輸入第22頁(yè)，共60頁(yè)。23其他設(shè)置第23頁(yè)，共60頁(yè)。24運(yùn)行界面第24頁(yè)，共60頁(yè)。25運(yùn)行結(jié)果第25頁(yè)，共60頁(yè)。26SWAT模型的應(yīng)用潘家口水庫(kù)上游地區(qū)面源污染計(jì)算淮河典型流域竹竿河流域面源污染計(jì)算第26頁(yè)，共60頁(yè)。27潘家口水庫(kù)上游面源污染計(jì)算SWAT模型的輸入數(shù)據(jù)GIS數(shù)據(jù)：地形圖、河網(wǎng)圖、土壤圖、土地利用圖等氣象數(shù)據(jù)降雨、氣溫、風(fēng)速、相對(duì)濕度 、太陽(yáng)輻

3、射等坐標(biāo)系投影： Custom Albers Equal-Area Conic橢球體： Krasovsky中央經(jīng)線：東經(jīng)171.25度參考緯度：北緯41.5度標(biāo)準(zhǔn)緯線1：北緯41度緯線標(biāo)準(zhǔn)緯線2：北緯42度緯線北偏移：0度東偏移：0度第27頁(yè)，共60頁(yè)。28流域DEM第28頁(yè)，共60頁(yè)。29子流域劃分第29頁(yè)，共60頁(yè)。30土壤圖第30頁(yè)，共60頁(yè)。31土地利用圖第31頁(yè)，共60頁(yè)。32重分類后的土地利用圖第32頁(yè)，共60頁(yè)。33氣象站點(diǎn)分布第33頁(yè)，共60頁(yè)。34主要計(jì)算成果面源污染產(chǎn)出的空間分布特性對(duì)三個(gè)水平年（2000年、2010年和2020年）在不同降雨條件下（豐水年、平水年、枯水年和

4、特枯年）的進(jìn)入潘家口水庫(kù)的水量、泥沙量以及非點(diǎn)源和點(diǎn)源共同造成的污染負(fù)荷量進(jìn)行模擬計(jì)算 ，針對(duì)水量、泥沙、總氮、總磷、氨氮和BOD進(jìn)行了模擬計(jì)算，得出不同時(shí)期進(jìn)入潘家口水庫(kù)的污染負(fù)荷量和負(fù)荷濃度。第34頁(yè)，共60頁(yè)。351998年研究?jī)?nèi)各子流域內(nèi)產(chǎn)流量及各河段流量第35頁(yè)，共60頁(yè)。361998年各子流域產(chǎn)沙量及各河段的輸沙量第36頁(yè)，共60頁(yè)。371998年各子流域ORG_N的產(chǎn)出量和河道輸出量第37頁(yè)，共60頁(yè)。381998年各子流域NO3_N的產(chǎn)出量及各河段的輸出量第38頁(yè)，共60頁(yè)。391998年各子流域可溶性磷的產(chǎn)出量和河道中輸出的總磷第39頁(yè)，共60頁(yè)。40不同水平年入庫(kù)流量水平年

5、：2000年水平年：2010年水平年：2020年水文年不同時(shí)期進(jìn)庫(kù)流量比例不同時(shí)期進(jìn)庫(kù)流量比例不同時(shí)期進(jìn)庫(kù)流量比例豐水年全年3361.951.00003260.671.00003183.801.0000汛期6-9月2807.690.83512726.840.83632661.030.8358非汛期554.260.1649533.830.1637522.770.1642平水年全年2107.101.00002001.471.00001916.881.0000汛期6-9月1574.840.74741492.230.74561423.450.7426非汛期532.270.2526509.250.254

6、4493.430.2574枯水年全年847.171.0000774.161.0000728.591.0000汛期6-9月659.750.7788599.320.7742557.170.7647非汛期187.420.2212174.840.2258171.420.2353特枯年全年551.801.0000551.671.0000549.751.0000汛期6-9月366.180.6636360.600.6537351.060.6386非汛期185.620.3364191.060.3463198.700.3614第40頁(yè)，共60頁(yè)。41不同水平年潘家口水庫(kù)逐月入庫(kù)水量過(guò)程線豐水年平水年枯水年特枯年

7、第41頁(yè)，共60頁(yè)。42不同水平年潘家口水庫(kù)逐月入庫(kù)泥沙量過(guò)程線豐水年平水年枯水年特枯年第42頁(yè)，共60頁(yè)。43不同水平年不同水文年的逐月總氮量過(guò)程線豐水年平水年枯水年特枯年第43頁(yè)，共60頁(yè)。44不同水平年在不同的水文年逐月總磷量入庫(kù)過(guò)程線豐水年平水年枯水年特枯年第44頁(yè)，共60頁(yè)。45不同水平年在不同水文年的逐月氨氮量入庫(kù)過(guò)程線豐水年平水年枯水年特枯年第45頁(yè)，共60頁(yè)。46不同水平年不同水文年的逐月BOD量入庫(kù)過(guò)程線豐水年平水年枯水年特枯年第46頁(yè)，共60頁(yè)。47逐月入庫(kù)濃度 第47頁(yè)，共60頁(yè)。48逐日入庫(kù)濃度第48頁(yè)，共60頁(yè)。49SWAT模型的應(yīng)用潘家口水庫(kù)上游地區(qū)面源污染計(jì)算淮河

8、典型流域竹竿河流域面源污染計(jì)算第49頁(yè)，共60頁(yè)。50竹竿河流域面源污染計(jì)算第50頁(yè)，共60頁(yè)。51數(shù)據(jù)預(yù)處理子流域劃分：選取河道閾值面積為1500公頃，則由SWAT自動(dòng)將竹竿河流域劃分為34個(gè)子流域：第51頁(yè)，共60頁(yè)。52雨量站和氣象站第52頁(yè)，共60頁(yè)。53水量和泥沙校核和驗(yàn)證結(jié)果 1996參數(shù)校核地表徑流(m3/s)基 流(m3/s)總徑流(m3/s)月徑流NS系數(shù)月平均泥沙量 (T)泥沙NS系數(shù)實(shí)測(cè)值33.708.3641.870.8833001.50.81模擬值33.259.3742.6231952.3相對(duì)誤差(%)1.36-10.84-1.76-3.181998參數(shù)驗(yàn)證地表徑流(

9、m3/s)基 流(m3/s)總徑流(m3/s)月徑流NS系數(shù)月平均泥沙量 (T)泥沙NS系數(shù)實(shí)測(cè)值27.0510.6137.480.8726746.80.67模擬值25.5410.7836.3322908.0相對(duì)誤差(%)5.91-1.633.18-14.35第53頁(yè)，共60頁(yè)。54逐月水量和年泥沙校核結(jié)果第54頁(yè)，共60頁(yè)。55逐日污染校核 第55頁(yè)，共60頁(yè)。56流域分區(qū)為了了解面源污染在空間分布特點(diǎn)，根據(jù)竹竿河流域的地貌不同特點(diǎn)，將該流域分為山區(qū)、丘陵區(qū)和平原區(qū)三個(gè)分區(qū)，如下圖所示：平均高程（m）面積（km2）百分比平原200，100674.3740.3%山區(qū)200454.7427.2%

10、第56頁(yè)，共60頁(yè)。57不同水平年三個(gè)分區(qū)污染負(fù)荷模數(shù)比較 泥沙（T/km2）總氮（kg/km2）總磷（kg/km2）199619931999199619931999199619931999平原84.113.012.21527 515326202 3630丘陵383.195.982.92806 918778684 180153山區(qū)215.495.561.81062 547354334 15892平均240.468.954.21916 686516432 12797第57頁(yè)，共60頁(yè)。58不同水平年汛期和非汛期污染負(fù)荷量分配比較 泥沙（103T）比例總氮（T）比例總磷（T）比例氨氮（T）比例BO

11、D（T）比例1996總量383.41.003477.11.00393.31.001465.81.005732.61.00汛期333.30.872827.70.81330.70.841303.90.894332.20.76非汛期50.10.13649.40.1962.60.16162.00.111400.40.241993總量105.51.001367.11.00115.41.00415.51.001788.11.00汛期42.10.40584.90.4339.90.35206.40.50267.30.15非汛期63.50.60782.20.5775.50.65209.10.501520.70.851999總量76.51.00945.11.0073.71.00356.51.00789.41.00汛期53.50.70537.90.5745.80.62248.70.70354.70.45非汛期23.00.30407.20.4327.90.38107.90.30434.80.55第58頁(yè)，共60頁(yè)。59不同水平年竹竿鋪站汛期和非汛期污染物濃度比較 總氮（mg/L）總磷（mg/L）氨氮（mg/L）BOD（mg/L）1996平均1.410.100.381.29