SWAT模型应用及实例精编版课件

1、SWAT模型应用及实例 张思聪 刘铭环清华大学水利水电工程系第1页，共60页。2SWAT模型的应用潘家口水库上游地区面源污染计算淮河典型流域竹竿河流域面源污染计算第2页，共60页。3SWAT启动第3页，共60页。4主界面第4页，共60页。5DEM设置第5页，共60页。6DEM第6页，共60页。7投影第7页，共60页。8生成河道第8页，共60页。9河道及出口第9页，共60页。10划分子流域第10页，共60页。11子流域第11页，共60页。12土地利用图设置第12页，共60页。13土地利用图第13页，共60页。14土壤类型图设置第14页，共60页。15土壤类型图第15页，共60页。16HRU（水文

2、响应单元）第16页，共60页。17SWAT View 菜单第17页，共60页。18气象站和雨量站第18页，共60页。19模型数据库第19页，共60页。20数据库文件第20页，共60页。21其他设置第21页，共60页。22子流域参数输入第22页，共60页。23其他设置第23页，共60页。24运行界面第24页，共60页。25运行结果第25页，共60页。26SWAT模型的应用潘家口水库上游地区面源污染计算淮河典型流域竹竿河流域面源污染计算第26页，共60页。27潘家口水库上游面源污染计算SWAT模型的输入数据GIS数据：地形图、河网图、土壤图、土地利用图等气象数据降雨、气温、风速、相对湿度 、太阳辐

3、射等坐标系投影： Custom Albers Equal-Area Conic椭球体： Krasovsky中央经线：东经171.25度参考纬度：北纬41.5度标准纬线1：北纬41度纬线标准纬线2：北纬42度纬线北偏移：0度东偏移：0度第27页，共60页。28流域DEM第28页，共60页。29子流域划分第29页，共60页。30土壤图第30页，共60页。31土地利用图第31页，共60页。32重分类后的土地利用图第32页，共60页。33气象站点分布第33页，共60页。34主要计算成果面源污染产出的空间分布特性对三个水平年（2000年、2010年和2020年）在不同降雨条件下（丰水年、平水年、枯水年和

4、特枯年）的进入潘家口水库的水量、泥沙量以及非点源和点源共同造成的污染负荷量进行模拟计算 ，针对水量、泥沙、总氮、总磷、氨氮和BOD进行了模拟计算，得出不同时期进入潘家口水库的污染负荷量和负荷浓度。第34页，共60页。351998年研究内各子流域内产流量及各河段流量第35页，共60页。361998年各子流域产沙量及各河段的输沙量第36页，共60页。371998年各子流域ORG_N的产出量和河道输出量第37页，共60页。381998年各子流域NO3_N的产出量及各河段的输出量第38页，共60页。391998年各子流域可溶性磷的产出量和河道中输出的总磷第39页，共60页。40不同水平年入库流量水平年

5、：2000年水平年：2010年水平年：2020年水文年不同时期进库流量比例不同时期进库流量比例不同时期进库流量比例丰水年全年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页，共60页。41不同水平年潘家口水库逐月入库水量过程线丰水年平水年枯水年特枯年

7、第41页，共60页。42不同水平年潘家口水库逐月入库泥沙量过程线丰水年平水年枯水年特枯年第42页，共60页。43不同水平年不同水文年的逐月总氮量过程线丰水年平水年枯水年特枯年第43页，共60页。44不同水平年在不同的水文年逐月总磷量入库过程线丰水年平水年枯水年特枯年第44页，共60页。45不同水平年在不同水文年的逐月氨氮量入库过程线丰水年平水年枯水年特枯年第45页，共60页。46不同水平年不同水文年的逐月BOD量入库过程线丰水年平水年枯水年特枯年第46页，共60页。47逐月入库浓度 第47页，共60页。48逐日入库浓度第48页，共60页。49SWAT模型的应用潘家口水库上游地区面源污染计算淮河

8、典型流域竹竿河流域面源污染计算第49页，共60页。50竹竿河流域面源污染计算第50页，共60页。51数据预处理子流域划分：选取河道阈值面积为1500公顷，则由SWAT自动将竹竿河流域划分为34个子流域：第51页，共60页。52雨量站和气象站第52页，共60页。53水量和泥沙校核和验证结果 1996参数校核地表径流(m3/s)基 流(m3/s)总径流(m3/s)月径流NS系数月平均泥沙量 (T)泥沙NS系数实测值33.708.3641.870.8833001.50.81模拟值33.259.3742.6231952.3相对误差(%)1.36-10.84-1.76-3.181998参数验证地表径流(

9、m3/s)基 流(m3/s)总径流(m3/s)月径流NS系数月平均泥沙量 (T)泥沙NS系数实测值27.0510.6137.480.8726746.80.67模拟值25.5410.7836.3322908.0相对误差(%)5.91-1.633.18-14.35第53页，共60页。54逐月水量和年泥沙校核结果第54页，共60页。55逐日污染校核 第55页，共60页。56流域分区为了了解面源污染在空间分布特点，根据竹竿河流域的地貌不同特点，将该流域分为山区、丘陵区和平原区三个分区，如下图所示：平均高程（m）面积（km2）百分比平原200，100674.3740.3%山区200454.7427.2%

10、第56页，共60页。57不同水平年三个分区污染负荷模数比较 泥沙（T/km2）总氮（kg/km2）总磷（kg/km2）199619931999199619931999199619931999平原84.113.012.21527 515326202 3630丘陵383.195.982.92806 918778684 180153山区215.495.561.81062 547354334 15892平均240.468.954.21916 686516432 12797第57页，共60页。58不同水平年汛期和非汛期污染负荷量分配比较 泥沙（103T）比例总氮（T）比例总磷（T）比例氨氮（T）比例BO

11、D（T）比例1996总量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总量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总量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页，共60页。59不同水平年竹竿铺站汛期和非汛期污染物浓度比较 总氮（mg/L）总磷（mg/L）氨氮（mg/L）BOD（mg/L）1996平均1.410.100.381.29