SWAT模型国内外研究应用现状.docx

SWAT模型及应用研究摘要：本文综述了SWAT（Soil and Water Assessment Tool）模型在水利行业中起到的至关重要的作用，尤其在非点源污染模拟和控制、环境变化对水文响应的影响、洪水短期预报等领域，并对我国在应用SWAT模型方面的发展方向进行了初步探讨。关键词：SWAT；水文模型；非点源；应用；污染Primarily Study for SWAT(Soil and Water Assessment Tool)Tiantian Yang(Faculty of Infrastructure Engineering Dalian University of Technology, 116024)Abstract: The role of SWAT (Soil and Water Assessment Tool) in the field of water conservation is analyzed. Special attention is paid on simulation and control for nonpoint source pollution, the impact of environmental change on hydrologic response, and real-time flood forecasting.In order to use SWAT well, the main issues introduces the application of SWAT model include international and domestic application.Keywrods：SWAT; hydrologic model; nonpoint source; application; pollution人类对水文系统最重要的影响是由土地利用变化所引起的，如果这种变化发生在一个流域的大片区域或者关键地区，会对径流过程产生短期或长期的影响，包括增加下游洪水泛滥的可能性以及减少深层和浅层地下水的补给[1]。在城市化区域，不透水表面和工程排水系统会增加洪峰流量和降低水质，从而使供水问题变得更加复杂[2]。非点源威胁着农业可持续发展并被认为是对地表和地下饮用水源的最大威胁，然而农业生产活动是全球非点源污染最主要的原因，全世界有30%～50%的地表已经受到非点源污染物的影响。在地方、地区和全球尺度上评价农业管理措施对非点源污染的影响已经成为取得农业可持续发展，减缓有害的环境影响策略的关键组成部分。数学模拟是用来分析非点源污染空间分布规律最好的技术方法之一，也是评估非点源污染控制中特定最优管理措施(Best Management Practice，BMP)效率和特定管理情景效果的重要工具。本文论述了国外SWAT模型研究领域的必威体育精装版进展和我国的研究情况，通过二者的对比，可以把握SWAT模型的研究前沿，对我国引入SWAT模型进行非点源污染研究和水资源管理起到一定的参考和借鉴作用。模型概述SWAT（Soil and Water Assessment Tool）是美国农业部（USDA）农业研究局（ARS）开发的流域尺度模型，用于模拟地表水和地下水的水质和水量，长期预测土地管理措施对具有多种土壤、土地利用和管理条件的大面积复杂流域的水文、泥沙和农业化学物质产量的影响。SWAT是一个物理流域模型，能同时计算数百个子流域，能模拟层间流、地下水流、河段演算输移损失和通过池塘、水库、河流、山谷运动的泥沙和化学物质量，具有柔性流域和子流域特点及演算结构，它可以读入观测的流量数据和点源数据，还可用于无法收集输入数据地区的模拟。SWAT模型原理SWAT模型采用模块化结构，由三大部分组成：子流域水文循环过程、河道径流演算、水库水量平衡与演算。其中子流域水文循环部分包括8个功能相对独立的模块：水文过程、气象、泥沙、土壤温度、农作物生长、营养物质、杀虫剂和农业管理。在进行水环境非点源污染模拟时，主要应用的模块有：水文过程、泥沙、营养物、杀虫剂模块。其中水文模块是SWAT模型的核心组件之一，也是进行非点源污染模拟的基础和关键。SWAT模型采用分布式参数模拟方法，比传统的集总式参数模拟方法更符合流域下垫面非均质的实际情况，具有更高的模拟精度。SWAT在模拟非点源污染过程时，先将流域离散化为水文响应单元(HRU)来解决空间异质性问题，实现参数的分布式模拟；污染物的流失和迁移先在单个的HRU中进行模拟计算，然后在子流域中汇总，再模拟污染物总量在河道、水库等水体中的分配和迁移。SWAT模型特点SWAT模型方便提取天气、土地利用、土壤类型、农业活动和其他输入数据能力使它能够对大流域进行模拟。模型在土地利用活动和流域过程之间