SWAT模型应用及实例

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1.SWAT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2.SWAT启动3.主界面4.DEM设置5.DEM6.投影7.生成河道8.河道及出口9.划分子流域10.子流域11.土地利用图设置12.土地利用图13.土壤类型图设置14.土壤类型图15.HRU（水文响应单元）16.SWATView菜单17.气象站和雨量站18.模型数据库19.数据库文件20.其他设置21.子流域参数输入22.其他设置23.运行界面24.运行结果25.SWAT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26.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、太阳辐射等坐标系投影：CustomAlbersEqual-AreaConic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27.流域DEM28.子流域划分29.土壤图30.土地利用图31.重分类后的土地利用图32.气象站点分布33.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。34.1998年研究内各子流域内产流量及各河段流量35.1998年各子流域产沙量及各河段的输沙量36.1998年各子流域ORG_N的产出量和河道输出量37.1998年各子流域NO3_N的产出量及各河段的输出量38.1998年各子流域可溶性磷的产出量和河道中输出的总磷39.不同水平年入库流量水平年：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532.270.2526509.250.2544493.430.2574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185.620.3364191.060.3463198.700.361440.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41.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42.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43.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44.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45.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46.逐月入库浓度

47.逐日入库浓度48.SWAT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49.竹竿河流域面源污染计算50.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：51.雨量站和气象站52.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(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(%)5.91-1.633.18-14.3553.逐月水量和年泥沙校核结果54.逐日污染校核

55.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<100543.1232.5%丘陵>200，≥100674.3740.3%山区≥200454.7427.2%56.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84.113.012.215275153262023630丘陵383.195.982.92806918778684180153山区215.495.561.8106254735433415892平均240.468.954.219166865164321279757.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BOD

（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23.00.30407.20.4327.90.38107.90.30434.80.5558.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汛期2.280.190.802.28