基于SWAT模型的东北水稻灌区水文及面源污染过程模拟_李颖_王康_周祖昊
《2024年基于SWAT模型的黄河源区河流泥沙变化研究》范文
《基于SWAT模型的黄河源区河流泥沙变化研究》篇一一、引言黄河作为中国的第二长河，其源区的水沙变化对流域的生态环境和人类社会经济发展具有重要影响。
近年来，随着气候变化和人类活动的加剧，黄河源区的河流泥沙变化日益显著，成为研究的热点问题。
本文旨在利用SWAT（Soil and Water Assessment Tool）模型，对黄河源区的河流泥沙变化进行深入研究，为该区域的可持续发展提供科学依据。
二、研究区域与数据本研究选取黄河源区为研究区域，涉及青海、甘肃、四川三省的多个县市。
研究所需数据包括气象数据、土壤数据、地形数据、水文泥沙数据等。
其中，气象数据来自国家气象局，土壤和地形数据来自地理空间数据云，水文泥沙数据则通过实地观测和历史资料收集获得。
三、SWAT模型构建与应用SWAT模型是一种分布式水文模型，能够模拟流域的水文循环过程，包括降水、蒸发、径流、泥沙等。
本研究首先根据研究区域的地理、气候、土壤等特征，构建了SWAT模型。
模型构建过程中，对参数进行了率定和验证，确保模型的准确性和可靠性。
在模型应用方面，我们利用SWAT模型对黄河源区的河流泥沙变化进行了模拟和分析。
通过设置不同的气候情景和人类活动情景，分析了气候变化和人类活动对河流泥沙变化的影响。
同时，我们还利用历史数据对模型的模拟结果进行了验证，确保结果的可靠性。
四、研究结果与分析1. 河流泥沙变化趋势根据SWAT模型的模拟结果，我们发现黄河源区的河流泥沙变化呈现出明显的趋势。
总体上，由于气候变化和人类活动的共同作用，河流泥沙量呈现出逐年增加的趋势。
其中，人类活动对河流泥沙的影响更为显著，主要表现为过度放牧、过度开垦等导致土地退化、水土流失加剧。
2. 气候变化与人类活动的影响通过设置不同的气候情景和人类活动情景，我们发现气候变化和人类活动对河流泥沙变化的影响不同。
气候变化主要影响降雨量和温度等气象因素，进而影响河流的径流量和泥沙量。
而人类活动则主要通过改变土地利用方式、增加地表覆盖等途径影响河流泥沙量。
基于GIS的SWAT模型在农业面源污染模拟中的应用的开题报告
基于GIS的SWAT模型在农业面源污染模拟中的应用的开题报告一、研究背景农业是人类生存和发展的基础，但随着人口的增加和经济的发展，农业生产活动也不断增加，导致农业面源污染日趋严重。
农业面源污染指农业活动所产生的污染物，如农药、化肥、畜禽粪便等通过地表径流或地下水逐渐汇入水体，造成水质污染进而威胁人类和生态环境安全。
因此，如何有效地模拟农业面源污染，引导农业生产健康发展已成为一个重要问题。
SWAT (Soil and Water Assessment Tool)模型是目前行之有效的农业面源污染模拟工具，普遍应用于农业面源污染的研究中。
SWAT模型通过模拟流域中各种农业活动的影响，可以预测流域中的水量、营养物质流量和土壤侵蚀等信息，分析农业面源污染的产生和传输过程。
在SWAT模型中，地理信息系统（GIS）起着至关重要的作用。
GIS 可以对农业面源污染影响因素进行空间分析和建模，得出流域内各有机面的空间分布和相关参数，并将结果输入SWAT模型中，以获取流域内农业面源污染信息，从而提高模型的准确性和可靠性。
二、研究目的及意义本论文旨在研究基于GIS的SWAT模型在农业面源污染模拟中的应用，具体研究内容包括：1. 分析农业活动对地表水和地下水的污染过程及其机理；2. 探讨GIS在农业面源污染数据处理、分析和模拟中的作用；3. 构建基于GIS的SWAT模型，开展农业面源污染模拟。
本研究通过GIS对流域内农业面源污染相关参数进行空间分析和建模，得出流域内不同地区农业面源污染的空间分布和传输特征，同时，结合SWAT模型对农业面源污染的产生和传输过程进行模拟，以期得出流域内不同地区农业面源污染的程度和分布情况，为流域管理和农业生产提供科学参考。
三、研究方法1. 数据获取：获取流域内相关数据，包括数字高程模型、土地利用数据、气象数据、土壤数据等；2. 数据处理：采用GIS软件对流域内农业面源污染相关参数进行空间分析和建模，以获取流域内不同地区农业面源污染的空间分布和传输特征；3. 模型构建：基于GIS的SWAT模型构建，采用已有的数据进行参数设置和模型校准，并进行模拟和预测；4. 结果分析：利用GIS软件对模拟结果进行可视化处理和空间分析，得出流域内不同地区农业面源污染的程度和分布情况，并与实际情况进行对比和分析。
SWAT模型及其在水环境非点源污染研究中的应用
SWAT模型及其在水环境非点源污染研究中的应用
SWAT模型（Soil and Water Assessment Tool）是一种广泛应用于水环境非点源污染研究的数学模型。
它是由美国农业部农业研究局（USDA-ARS）开发的，旨在评估土壤侵蚀
和水质影响。
该模型能够模拟流域水循环、水质和土壤侵蚀等多种过程，并为决策者提供
合理的水资源管理策略。
1. 水质模拟：SWAT模型可以通过模拟流域内的水文过程、光合作用和养分循环等过程，预测流域的水质状况。
利用该模型，研究人员可以对流域内不同污染源（如农田、城
市等）的水质负荷进行定量评估，为水资源管理提供科学依据。
2. 土壤侵蚀模拟：SWAT模型还可以模拟流域内的土壤侵蚀过程，预测土壤侵蚀的程
度和分布。
该模型考虑了地形、土壤类型、降水等因素对土壤侵蚀的影响，可以帮助研究
人员评估不同土地利用方式对土壤侵蚀的影响，并制定相应的土地管理策略。
3. 水资源管理：SWAT模型可以帮助决策者评估不同水资源管理策略对流域水资源的
影响。
模拟不同农业灌溉管理措施对地下水蓄水量和表层径流的影响，为农业水资源管理
提供科学建议。
4. 气候变化研究：SWAT模型还可以用于研究气候变化对流域水文循环和水质的影响。
通过模拟不同气候情景下的水文过程和水质负荷，可以评估气候变化对流域水资源管理的
挑战，为制定气候变化适应策略提供支持。
SWAT模型是一种在水环境非点源污染研究中广泛应用的数学模型。
它能够模拟流域内的水质、土壤侵蚀等过程，为水资源管理提供科学依据，对于流域水环境管理和决策具有
重要意义。
SWAT模型对农业面源污染模拟的适用性分析
SWAT模型对农业面源污染模拟的适用性分析
吕清华
【期刊名称】《云南水力发电》
【年(卷),期】2022(38)2
【摘要】目前采用SWAT(Soil Water Assessment Tool)模型可预测大流域、复杂多变的土壤类型,进而对应明确土地利用方式与管理措施条件,长期影响地方土地水分、泥沙以及化学物质变化状况。
主要利用SWAT模型对湖南省沩水流域的农业面源污染情况进行模拟,提出模型应用要点,了解其模拟适用性,并最终合理分析沩水流域年径流量推算成果。
【总页数】3页(P57-59)
【作者】吕清华
【作者单位】湖南水利水电职业技术学院
【正文语种】中文
【中图分类】X52;TV12
【相关文献】
1.基于改进的SWAT模型农业面源污染变化规律数值模拟--以赣抚平原灌区芳溪湖小流域为例
2.基于SWAT模型的流域面源污染模拟影响分析
3.基于SWAT模型的大凌河流域面源污染模拟影响分析
4.SWAT模型对农业面源污染模拟的适用性分析
5.SWAT模型在营口地区农业面源污染模拟中的应用研究
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SWAT模型对农业面源污染模拟的适用性分析
32水土保持应用技术2020年第4期监测技术SWAT模型对农业面源污染模拟的适用性分析张静(辽宁省朝阳水文局，辽宁朝阳122000)中图分类号：S157.1文献标志码:A doi：10.3969/j.issn.1673-5366.2020.04.12摘要：利用SWAT模型，对阜新地区的农业面源污染进行分析，结果表明：SWAT模型对阜新地区农业面源污染模拟具有一定的适用性，总氮和总磷的模拟误差均可控制在±30%以内，基本能满足区域面源污染模拟的精度要求，可作为区域农业面源污染治理规划的模拟平台。
关键词:SWAT模型；农业面源污染;适用性分析农业面源污染已成为区域水体污染的主要来源之一，对区域水环境影响程度较大。
为有效治理区域农业面源污染,需要对其农业面源污染的来源与量级进行分析。
近些年来，区域农业面源污染的模拟逐步引起国内许多学者的关注和研究，研究表明，由于SWAT模型可充分考虑区域农业耕种方式、分布，被广泛应用于区域面源污染。
阜新地区作为辽宁省主要农作物区域，近年来,区域河道水质也受到农业面源污染不同程度的影响,为此本文结合SWAT模型,对阜新地区的农业面源污染进行分析,从而制定相对应的治理措施,重点探讨SWAT模型在阜新地区农业面源污染模拟的适用性,从而为阜新地区农业面源污染治理规划提供有效的模拟平台。
1SWAT模型水质模拟原理SWTA模型主要模拟的农业面源污染指标为溶解态和吸附态两种，主要模拟农业面源污染指标的迁移和转化过程。
当污染物进入河道后主要采用QUAI2E模型进行水质演算,得到监测断面的污染物总量，将计算断面污染物总量和监测断面测定的污染物总量进行对比，对模型的参数进行率定和验证。
SWAT模型在国内许多流域得到应用,其详细的计算原理可详见参考文献。
2模型应用2.1区域概况以阜新地区为主要研究区域，区域降水量主要集中在夏季，也是农业面源污染负荷的高峰期，区域主要的农作物为玉米、小麦，耕地面积占总土地利用面积的比例为31%。
基于SWAT模型的资水流域径流模拟
基于SWAT 模型的资水流域径流模拟张爱玲1,2,王韶伟2,汪萍2,商照荣2(1.中国原子能科学研究院,北京102413;2.环境保护部核与辐射安全中心,北京100082)摘要:以资水流域柘溪水库以下区域为研究对象,基于构建的分布式水文模型SWAT 对水文过程进行模拟。
在地面高程、土地利用、土壤、气象等数据预处理的基础上,采用2010~2011年实测径流数据进行参数率定,采用2012年实测径流数据进行模型验证,对模型在研究区的适用性进行研究。
通过对径流模拟值和实测值的比较,月径流率定期和验证期的相关系数R 2和Nash 系数Ens 分别在0.93以上和0.91以上,日径流率定期和验证期的相关系数R 2和Nash 系数Ens 分别在0.78以上和0.70以上。
基于这两个评价标准可知SWAT 模型在资水游流域有良好的适用性,可为流域内拟建桃花江核电厂的取水安全分析和水环境影响评价提供技术支持。
关键词:SWAT 模型;资水流域;径流模拟中图分类号:TV121文献标识码:A文章编号:1000-0852(2017)05-0038-05收稿日期:2016-09-20基金项目:国家环保公益性行业科研专项(201509074)作者简介:张爱玲(1973-),女,山东潍坊人,研究员,硕士,研究方向为水文水资源。
E-mail :zhang20040701@SWAT (Soil and Water Assessment Tool )是美国农业部(USDA )农业研究中心(ARS )Jeff Arnold 博士开发的流域尺度模型[1-3],其目的是在具有多种土壤、土地利用和管理条件的复杂流域,模拟长期土地管理措施对水、泥沙和农业污染物的影响。
该模型自开发以来,在径流模拟方面得到了广泛应用[4-10]。
近年来,我国学者将SWAT 模型用于国内多个流域的径流模拟,如罗睿等的黄河中游三川河流域的月平均流量过程模拟[11],王中根等的西北黑河莺落峡以上流域分布式日径流过程模拟[12]。
基于SWAT模型的东北水稻灌区水文及面源污染过程模拟_李颖_王康_周祖昊
均值±标准差 Mean ± standard deviation 黏粒 Clay/% 28.4±4.3 28.9±9.6 26.9±11.1 20.4±7.7 21.8±8.3 24.5±6.1 14.2±4.6 21.4±4.5 23.1±3.9 7.2 12.0 14.7
灌区 5 月初水稻开始泡田，9 月 5 日停止灌水。 2009 年、 2010 年在达里巴乡、 前营子村、 四家子村、 韩家店、莲花泡农场等地施肥量调查资料显示，水 稻生育期内氮肥施用量普遍在 180 ～ 240 kg/hm2 。 2009 年、2010 年水稻生育期内降雨量分别为 264 和 171 mm。 1.2 水稻生育期内灌区水文及面源污染过程监测 2009 年、2010 年水稻生育期内，灌区内监测 断面布置如图 1 所示，在灌区 4 种土壤分布区内， 选择典型区域对不同土壤质地条件下从田间到末 级排水沟道（斗沟），汇流进入排水支沟（汇流排 水沟），最终进入排水干沟的面源污染全过程进行 监测。田间水质测定位置分别为图 1 中 1、2、3、4 位置，对应的末级排水沟水质水量监测断面位置分 别为 FD1、FD2、FD3 和 FD4，汇流排水沟水质水 量监测断面位置分别为 LD1、LD2、LD3 和 LD4
124o00′～125o02′E） ， 林省松原市 （45o00′～45o28′N， 2 灌区灌溉面积为 30 600 hm 。灌区为水稻灌区，通 过 3 条干渠从松花江进行提水灌溉。灌区内排水系 统包括末级排水沟道（斗沟），汇流排水沟道（支 沟），以及主干排水沟道（引松泄干）。根据统计 资 料 ， 灌 区内 单 位 面 积的 末 级 排 水沟 道 长 度 为 178 m/ hm2。末级排水沟道间距 120～180 m，排水 沟深度 0.6～1.1 m， 汇流排水沟道长度 2.5～4.5 km， 底宽 1.5～2.8 m，排水干沟长度为 53.8 km。2009 年、 2010 年，灌区的总排水量分别为 1.30×108 和 1.35×108 m3。灌区内主要土壤类型为黑钙土、草甸 土、潜育土和盐土，4 种土壤所占的面积比例分别 为 34%、32%、21%和 13%。2009－2010 年在灌区 内 14 个位置对于 4 种土壤性质进行了测定，灌区 土壤物理及水动力性质如表 1 所示。
《2024年气候变化下基于SWAT模型的钱塘江流域水文过程研究》范文
《气候变化下基于SWAT模型的钱塘江流域水文过程研究》篇一一、引言钱塘江作为中国东南地区重要的河流之一，其流域的水文过程直接关系到流域内生态环境和人类社会的可持续发展。
然而，随着全球气候变化的加剧，钱塘江流域面临着严峻的水资源问题。
为了更好地理解并预测钱塘江流域的水文过程变化，本研究采用了SWAT（Soil and Water Assessment Tool）模型进行深入研究。
二、SWAT模型概述SWAT模型是一种分布式水文模型，被广泛应用于各种尺度的流域水文过程模拟。
该模型可以模拟不同空间尺度上的水循环过程，包括降雨、蒸发、径流、渗透等过程。
SWAT模型通过对流域进行空间离散化处理，可以详细地描述流域内的气象、地形、土壤、植被等参数对水文过程的影响。
三、钱塘江流域概况钱塘江流域位于中国东南沿海地区，气候类型为亚热带季风气候。
近年来，由于气候变化和人类活动的影响，钱塘江流域的水文过程发生了显著变化。
为了更好地了解这些变化，我们选择了SWAT模型进行深入研究。
四、研究方法本研究首先对钱塘江流域进行了详细的地理信息收集，包括地形、气象、土壤、植被等数据。
然后，根据SWAT模型的要求，对流域进行了空间离散化处理，建立了SWAT模型。
在模型运行过程中，我们收集了长时间序列的气象数据和流域的水文观测数据，对模型参数进行了优化和校正。
最后，我们利用SWAT模型对钱塘江流域的水文过程进行了模拟和分析。
五、研究结果（一）水文过程的模拟结果通过SWAT模型的模拟，我们得到了钱塘江流域的径流、蒸发、渗透等水文过程的详细数据。
与实际观测数据相比，模拟结果具有较高的准确性，表明SWAT模型可以有效地应用于钱塘江流域的水文过程模拟。
（二）气候变化对水文过程的影响通过对模拟结果的分析，我们发现气候变化对钱塘江流域的水文过程产生了显著影响。
随着全球气候变暖，钱塘江流域的降雨量和蒸发量都呈现出增加的趋势，导致径流量也发生了变化。
《2024年气候变化下基于SWAT模型的钱塘江流域水文过程研究》范文
《气候变化下基于SWAT模型的钱塘江流域水文过程研究》篇一摘要：本文以钱塘江流域为研究对象，利用SWAT（土壤水评估工具）模型，对气候变化背景下该流域的水文过程进行了深入研究。
通过模型模拟和实地观测数据的对比分析，探讨了气候变化对钱塘江流域水文循环的影响，并提出了相应的适应性管理措施。
一、引言钱塘江流域作为我国重要的水系之一，其水文过程受到气候变化的影响日益显著。
随着全球气候变暖，极端气候事件频发，钱塘江流域的水资源管理和利用面临着巨大的挑战。
因此，对钱塘江流域水文过程的研究显得尤为重要。
SWAT模型作为一种有效的水文模拟工具，被广泛应用于流域尺度的水文过程研究。
本文利用SWAT模型，对钱塘江流域的水文过程进行研究，以期为该流域的水资源管理和应对气候变化提供科学依据。
二、研究区域与方法（一）研究区域概况钱塘江流域位于中国东部沿海地区，地理位置独特，气候条件复杂多变。
本研究选择具有代表性的流域段进行详细研究。
（二）SWAT模型介绍SWAT模型是一种基于物理机制的分布式水文模型，可以模拟流域尺度的水文过程。
通过收集流域的气候、地理、土壤和植被等数据，输入SWAT模型，可以对流域的水文循环进行模拟和分析。
（三）数据收集与处理收集钱塘江流域的气候数据（如降雨、温度等）、地理数据（如地形、土壤类型等）、植被数据等，并进行预处理，以满足SWAT模型的数据输入要求。
三、SWAT模型在钱塘江流域的应用（一）模型构建与参数率定根据收集的数据，构建钱塘江流域的SWAT模型，并通过对历史数据的率定和验证，确定模型的参数。
（二）模型模拟与结果分析利用SWAT模型对钱塘江流域的水文过程进行模拟，包括降雨-径流关系、蒸发过程、土壤水分布等。
通过对比模拟结果与实地观测数据，分析气候变化对钱塘江流域水文过程的影响。
四、气候变化对钱塘江流域水文过程的影响（一）降雨-径流关系的变化气候变化导致降雨量和降雨强度的变化，进而影响钱塘江流域的径流量。
基于SWAT的河套灌区氮磷面源污染时空变化研究
易绍荣，冯雪娇，王宗伟，等.基于SWAT 的河套灌区氮磷面源污染时空变化研究[J].农业环境科学学报,2023,42（11）：2550-2559.YI S R,FENG X J,WANG Z W,et al.Spatial-temporal changes of nitrogen and phosphorus non-point source pollution in Hetao Irrigation District based on SWAT[J].Journal of Agro-Environment Science ,2023,42（11）：2550-2559.基于SWAT 的河套灌区氮磷面源污染时空变化研究易绍荣1，2，冯雪娇3，王宗伟4，熊俊峰2*，林晨2，夏雨1，吴瀚逸2，5，6（1.南昌工程学院水利与生态工程学院，南昌330099；2.中国科学院南京地理与湖泊研究所，中国科学院流域地理学重点实验室，南京210008；3.南京航天宏图信息技术有限公司，南京210012；4.江苏省测绘工程院，南京210013；5.北京师范大学遥感科学国家重点实验室，北京100875；6.北京师范大学环境演变与自然灾害教育部重点实验室，北京100875）Spatial-temporal changes of nitrogen and phosphorus non-point source pollution in Hetao Irrigation Districtbased on SWATYI Shaorong 1,2,FENG Xuejiao 3,WANG Zongwei 4,XIONG Junfeng 2*,LIN Chen 2,XIA Yu 1,WU Hanyi 2,5,6（1.School of Water Conservancy and Ecological Engineering,Nanchang Institute of Technology,Nanchang 330099,China;2.Key Laboratory of Basin Geography,Nanjing Institute of Geography and Limnology,Chinese Academy of Sciences,Nanjing 210008,China;3.NanjingPiesat Information Technology Co.,Ltd,Nanjing 210012,China;4.Jiangsu Province Surveying and Mapping Engineering Institute,Nanjing 210013,China;5.State Key Laboratory of Remote Sensing Science,Jointly Sponsored by Beijing Normal University and Institute of Remote Sensing and Digital Earth of Chinese Academy of Sciences,Beijing 100875,China;6.Key Laboratory of Environmental Change and Natural Disaster,Ministry of Education,Beijing Normal University,Beijing 100875,China ）Abstract ：In the context of the gradual intensification of agricultural activity,effective identification of key pollution sources and regionscan mitigate the negative impact of non-point source pollution.Taking Hetao Irrigation District as the research area,a SWAT model wasused to estimate the nitrogen and phosphorus load of the irrigation area and to analyze the spatial distribution characteristics and收稿日期：2023-06-05录用日期：2023-09-18作者简介：易绍荣（1997—），男，江西于都人，硕士研究生，主要研究方向为流域面源污染。
SWAT水文模型
SWAT水文模型介绍1概述SWAT（Soil and Water Assessment Tool）模型是美国农业部（USDA）农业研究局（ARS）开发的基于流域尺度的一个长时段的分布式流域水文模型。
它主要基于SWRRB模型，并吸取了CREAMS、GLEAMS、EPIC和ROTO的主要特征。
SWAT具有很强的物理基础，能够利用GIS和RS提供的空间数据信息模拟地表水和地下水的水量和水质，用来协助水资源管理，即预测和评估流域内水、泥沙和农业化学品管理所产生的影响。
该模型主要用于长期预测，对单一洪水事件的演算能力不强，模型主要由8个部分组成：水文、气象、泥沙、土壤温度、作物生长、营养物、农业管理和杀虫剂。
SWAT模型拥有参数自动率定模块，其采用的是等在1992年提出的SCE-UA算法。
模型采用模块化编程，由各水文计算模块实现各水文过程模拟功能，其源代码公开，方便用户对模型的改进和维护。
2模型原理SWAT模型在进行模拟时，首先根据DEM把流域划分为一定数目的子流域，子流域划分的大小可以根据定义形成河流所需要的最小集水区面积来调整，还可以通过增减子流域出口数量进行进一步调整。
然后在每一个子流域内再划分为水文响应单元HRU。
HRU 是同一个子流域内有着相同土地利用类型和土壤类型的区域。
每一个水文响应单元内的水平衡是基于降水、地表径流、蒸散发、壤中流、渗透、地下水回流和河道运移损失来计算的。
地表径流估算一般采用SCS径流曲线法。
渗透模块采用存储演算方法，并结合裂隙流模型来预测通过每一个土壤层的流量，一旦水渗透到根区底层以下则成为地下水或产生回流。
在土壤剖面中壤中流的计算与渗透同时进行。
每一层土壤中的壤中流采用动力蓄水水库来模拟。
河道中流量演算采用变动存储系数法或马斯金根演算法。
模型中提供了三种估算潜在蒸散发量的计算方法—Hargreaves、Priestley-Taylor和Penman-Monteith。
每一个子流域内侵蚀和泥沙量的估算采用改进的USLE方程，河道内泥沙演算采用改进的Bagnold泥沙运移方程。
《2024年气候变化下基于SWAT模型的钱塘江流域水文过程研究》范文
《气候变化下基于SWAT模型的钱塘江流域水文过程研究》篇一一、引言钱塘江作为中国东部的最大河流之一，其流域的生态环境和水资源对于周边地区具有举足轻重的意义。
近年来，随着全球气候变化的加剧，钱塘江流域的水文过程也面临着新的挑战。
本研究利用SWAT（Soil and Water Assessment Tool）模型，对钱塘江流域的水文过程进行深入研究，旨在理解气候变化对流域水文循环的影响，并为流域水资源管理和环境保护提供科学依据。
二、SWAT模型及其应用SWAT模型是一种基于物理机制的分布式水文模型，能够对较大空间尺度的流域进行长期连续的水文模拟。
模型涵盖了复杂的气候-水文-生态系统的交互作用，被广泛应用于全球范围内各种气候条件下的流域研究。
在钱塘江流域的水文过程研究中，SWAT模型的应用将有助于我们更准确地模拟和预测流域的水文变化。
三、钱塘江流域概况钱塘江流域位于中国东部沿海地区，涵盖了多个省份和城市。
流域内气候类型多样，受到季风气候的影响显著。
近年来，随着城市化进程的加快和气候变化的影响，钱塘江流域的水文过程发生了明显变化。
这些变化不仅影响了流域内的生态环境，也对周边地区的经济和社会发展产生了深远影响。
四、模型构建与参数校准本研究基于SWAT模型构建了钱塘江流域的水文模型。
在模型构建过程中，我们根据流域的地理、气候和土壤等数据，确定了模型的参数和结构。
随后，我们利用历史水文数据对模型进行了校准和验证，确保模型的准确性和可靠性。
五、气候变化对钱塘江流域水文过程的影响通过SWAT模型模拟的结果显示，气候变化对钱塘江流域的水文过程产生了显著影响。
首先，随着全球气温的升高，钱塘江流域的蒸发量有所增加，导致河流径流量的减少。
其次，气候变化还影响了流域的降水模式，使得极端气候事件（如暴雨和干旱）的频率和强度增加。
这些变化不仅影响了流域的水资源供应，也对生态系统和农业生产造成了负面影响。
六、管理策略与建议为了应对气候变化对钱塘江流域水文过程的影响，我们提出了以下管理策略与建议：1. 加强监测：建立和完善流域水文监测网络，实时监测流域的水文变化，为决策提供科学依据。
SWAT模型在农业面源污染研究中的应用
SWAT模型在农业面源污染研究中的应用SWAT（Soil and Water Assessment Tool）模型是美国农业部研发的一款农业非点源污染模拟模型，被广泛应用于农业面源污染研究中。
本文将介绍SWAT模型在农业面源污染研究中的应用，包括其原理、特点以及在实践中的应用案例。
SWAT模型基于水动力学和土壤侵蚀规律，以流域为单位，综合考虑气象、地形、土壤、植被和土地利用等因素，模拟农业面源污染的产生与迁移过程。
该模型具有模拟精度高、可靠性强、适用范围广等特点，被广泛应用于农业面源污染研究中。
首先，SWAT模型能够模拟农业活动对水质的影响。
通过模拟农田径流和河流水质的变化，可以评估不同农业管理措施对水质的影响。
例如，通过模拟不同的施肥量和施肥时间对水肥流失的影响，可以指导合理的施肥管理，减少化肥流失，提高施肥效果。
其次，SWAT模型能够模拟土壤侵蚀过程。
农业活动中的水土流失是主要的面源污染途径之一，而SWAT模型可以通过模拟降雨、水分平衡、土壤侵蚀等过程，评估不同农业管理措施对土壤侵蚀的影响。
例如，通过模拟不同的耕作方式对土壤侵蚀的影响，可以指导农民选择合适的耕作方式，减少土壤侵蚀的风险。
此外，SWAT模型还可以模拟农药和兽药等农业化学品的迁移过程。
农业化学品的过度使用和不当使用会导致水体中农药和兽药残留，进而对水环境和生态系统产生不良影响。
通过模拟农业化学品的迁移过程，可以评估农业活动对水体中农药和兽药的污染风险，并探讨相应的农业管理措施。
例如，通过模拟不同农业管理措施对农药和兽药的损失和迁移的影响，可以优化农业管理策略，减少农药和兽药对水体的污染。
在实践中，SWAT模型已经在许多国内外研究中得到了广泛应用。
以中国为例，研究者利用SWAT模型研究了不同耕作方式、不同施肥管理措施、不同农田排水管理方式等对农业面源污染的影响。
通过模拟和分析，得出了一系列合理的管理建议，如调整施肥时间、减少施肥量、改善排水系统等，以减少农业面源污染对水环境的影响。
《2024年气候变化下基于SWAT模型的钱塘江流域水文过程研究》范文
《气候变化下基于SWAT模型的钱塘江流域水文过程研究》篇一一、引言钱塘江作为中国重要的河流之一，其流域水文过程对气候变化有着极高的敏感性。
在全球气候变暖的大背景下，对钱塘江流域水文过程进行深入研究，对合理利用水资源、提高水资源管理水平以及应对可能的水灾害具有十分重要的意义。
本文利用SWAT（Soil and Water Assessment Tools）模型，对钱塘江流域的水文过程进行了系统的研究和分析。
二、研究区域与数据来源本研究以钱塘江流域为研究对象，包括其主要的支流及其覆盖的地理区域。
研究所需的数据包括：气象数据（如降水、温度、风速等）、土壤数据、地形数据以及水文观测数据等。
所有数据均来自权威的地理信息数据库和气象观测站。
三、SWAT模型的应用SWAT模型是一种基于物理过程的分布式水文模型，能够模拟流域的水文循环过程，包括降雨、蒸发、径流等。
本部分详细介绍了SWAT模型在钱塘江流域的应用过程，包括模型的构建、参数的设定和校准等。
四、钱塘江流域水文过程分析基于SWAT模型，我们对钱塘江流域的水文过程进行了模拟和分析。
主要包括以下几个方面：1. 降雨-径流关系：通过模拟不同强度的降雨事件，分析径流的变化规律，揭示降雨对径流的影响。
2. 气候变化对水文过程的影响：通过对比历史气象数据和未来气候变化预测数据，分析气候变化对钱塘江流域水文过程的影响。
3. 水资源分布与利用：通过分析流域内水资源的分布和利用情况，提出合理利用水资源的建议。
4. 水灾害风险评估：通过对洪水、干旱等水灾害的模拟和预测，评估水灾害的风险，为防灾减灾提供科学依据。
五、结果与讨论1. 结果分析：通过对模拟结果的分析，我们发现钱塘江流域的水文过程对气候变化具有较高的敏感性。
随着气候变暖，降雨量和蒸发量都呈现出增加的趋势，这导致径流量也呈现出增加的趋势。
然而，由于人类活动的干扰，如过度开发水资源、破坏植被等，使得流域的水文过程受到了一定的影响。
《2024年气候变化下基于SWAT模型的钱塘江流域水文过程研究》范文
《气候变化下基于SWAT模型的钱塘江流域水文过程研究》篇一摘要：本文旨在研究气候变化背景下，钱塘江流域水文过程的变化情况。
通过构建SWAT（Soil and Water Assessment Tool）模型，分析流域内水文循环的动态变化，并探讨其与气候变化的关联性。
本文首先介绍SWAT模型及其在钱塘江流域的应用背景，随后阐述模型构建过程、数据分析方法及结果，最后对研究结果进行讨论和总结，以期为钱塘江流域的水资源管理和应对气候变化提供科学依据。
一、引言钱塘江是中国东南沿海地区的重要河流，其流域的水文过程对区域生态环境和经济发展具有重要意义。
近年来，随着全球气候变化的加剧，钱塘江流域的水文循环过程也发生了显著变化。
为了更好地了解这一变化，本文采用SWAT模型对钱塘江流域的水文过程进行研究。
二、SWAT模型及其应用SWAT模型是一种基于物理过程的分布式水文模型，能够模拟流域内水文循环的多个环节，包括降雨、蒸发、径流、土壤水等。
该模型在国内外众多流域的水文研究中得到了广泛应用，为水资源管理、生态环境保护等提供了重要的科学依据。
在钱塘江流域，SWAT模型的应用尚处于起步阶段。
本文通过收集流域内的气象、水文、土壤等数据，构建了适用于钱塘江流域的SWAT模型，以期更好地模拟和预测流域内的水文过程。
三、模型构建与数据分析1. 数据收集与处理：本文收集了钱塘江流域内近十年的气象数据、地形数据、土壤数据等，对数据进行处理和筛选，以确保数据的准确性和可靠性。
2. SWAT模型构建：根据收集到的数据，建立钱塘江流域的SWAT模型。
模型中包括了流域的地理信息、气象信息、土壤信息等，能够较好地模拟流域内的水文循环过程。
3. 模型运行与结果分析：通过模拟不同气候条件下的水文过程，分析钱塘江流域内水文循环的动态变化。
同时，结合实际观测数据，对模型结果进行验证和修正，以提高模型的精度和可靠性。
四、研究结果与讨论1. 水文循环动态变化：通过模拟和实际观测数据对比，发现钱塘江流域的水文循环在气候变化背景下发生了显著变化。
《基于SWAT模型的黄河源区河流泥沙变化研究》范文
《基于SWAT模型的黄河源区河流泥沙变化研究》篇一一、引言黄河，作为中国文明的摇篮，其源区的水沙变化直接关系到流域的生态安全和人类的生产生活。
随着气候变化和人类活动的双重影响，黄河源区的河流泥沙问题愈发凸显。
因此，对黄河源区河流泥沙变化的研究显得尤为重要。
本文基于SWAT（Soil and Water Assessment Tool）模型，对黄河源区河流泥沙变化进行了深入研究。
二、SWAT模型及其应用SWAT模型是一种物理基础的水文模型，主要用于模拟流域水文过程，包括降雨、径流、泥沙输移等。
该模型通过模拟流域的水文循环过程，能够较为准确地反映流域的泥沙变化情况。
在黄河源区，SWAT模型的应用有助于我们更好地了解河流泥沙的变化情况，为水土保持和生态环境保护提供科学依据。
三、研究方法与数据来源本研究采用SWAT模型，结合黄河源区的地理、气候、土壤和水文等数据，对源区的河流泥沙变化进行了模拟和预测。
数据来源主要包括以下几个方面：1. 地理信息数据：包括黄河源区的DEM（数字高程模型）数据、土地利用类型数据等。
2. 气候数据：包括降雨量、温度、风速等气象数据，来源于气象部门的历史记录。
3. 土壤数据：包括土壤类型、土壤质地、土壤水分特征等，来源于土壤普查资料。
4. 水文数据：包括历史水文观测数据，用于验证模型模拟的准确性。
四、研究结果与分析1. 泥沙输移量变化通过SWAT模型的模拟，我们发现黄河源区河流的泥沙输移量呈现出明显的年际变化和季节变化。
在过去的十年里，由于气候变化和人类活动的共同作用，泥沙输移量呈现出逐年增加的趋势。
在季节上，泥沙输移主要集中在雨季，这与降雨量的季节性变化密切相关。
2. 影响因素分析影响黄河源区河流泥沙变化的主要因素包括气候因素和人类活动因素。
气候因素主要包括降雨量和温度的变化，这些因素直接影响着土壤侵蚀的强度和范围。
人类活动因素则主要表现在过度开垦、放牧等土地利用方式的改变上，这些活动加剧了土壤侵蚀的程度。
《2024年SWAT分布式流域水文物理模型的改进及应用研究》范文
《SWAT分布式流域水文物理模型的改进及应用研究》篇一一、引言随着全球气候变化和人类活动的不断加剧，流域水文过程的研究变得日益重要。
分布式流域水文模型作为研究流域水文过程的重要工具，对于理解流域水文循环、水资源管理、洪水预测和生态环境保护等方面具有重要意义。
SWAT（Soil and Water Assessment Tool）模型作为一种分布式流域水文物理模型，因其强大的物理基础和广泛的适用性，受到了广泛关注。
然而，SWAT模型在实际应用中仍存在一些不足和局限性。
因此，本文旨在研究SWAT模型的改进方法及其在流域水文过程中的应用。
二、SWAT模型概述SWAT模型是一种基于物理过程的分布式流域水文模型，可模拟流域内的水文循环过程，包括降雨、径流、蒸发、地下水运动等。
SWAT模型将流域划分为多个子流域，根据子流域的土壤类型、植被覆盖、地形地貌等特征，计算各子流域的水文过程。
SWAT模型具有较高的物理基础和较强的可操作性，已被广泛应用于全球各地的流域水文研究中。
三、SWAT模型的改进方法尽管SWAT模型具有诸多优点，但在实际应用中仍存在一些不足。
为了进一步提高SWAT模型的模拟精度和适用性，本文提出以下改进方法：1. 优化模型参数：通过引入新的参数优化算法，如遗传算法、粒子群优化算法等，优化SWAT模型的参数，提高模型的模拟精度。
2. 引入新的数据源：利用遥感数据、地理信息系统数据等新的数据源，提高SWAT模型的空间分辨率和时间分辨率，更好地反映流域内水文过程的时空变化。
3. 考虑人类活动影响：在模型中引入人类活动因素，如土地利用变化、水利工程等，以更准确地反映人类活动对流域水文过程的影响。
4. 完善模型物理机制：针对SWAT模型中存在的物理机制不足，如地下水运动模拟、溶质运移模拟等，进行深入研究和改进，以提高模型的模拟精度和适用性。
四、SWAT模型的应用研究经过改进的SWAT模型可广泛应用于以下领域：1. 水资源管理：通过模拟流域内的水文循环过程，评估流域内的水资源状况，为水资源管理和保护提供科学依据。
《基于SWAT模型的黄河源区河流泥沙变化研究》范文
《基于SWAT模型的黄河源区河流泥沙变化研究》篇一一、引言黄河作为中国的第二长河，其源区河流的泥沙变化对黄河的水质、生态环境以及下游地区的经济生活产生深远影响。
近年来，随着气候变化与人类活动的加剧，黄河源区的河流泥沙情况日益复杂，对这一区域的研究显得尤为重要。
本文旨在利用SWAT （Soil and Water Assessment Tool）模型，对黄河源区的河流泥沙变化进行深入研究，以期为该区域的可持续发展提供科学依据。
二、研究区域与方法2.1 研究区域本研究选取黄河源区作为研究对象，该区域地理位置特殊，气候多变，人类活动与自然环境交互影响，使得河流泥沙变化情况复杂。
2.2 研究方法本研究采用SWAT模型，该模型是一种用于模拟流域尺度水文循环的物理模型，能够有效地模拟和预测流域的泥沙变化情况。
具体步骤如下：（1）收集并整理研究区域的地理、气候、土壤、植被等基础数据；（2）构建SWAT模型，并进行参数率定与验证；（3）利用SWAT模型模拟并分析研究区域内的河流泥沙变化情况；（4）结合实地调查与监测数据，对模拟结果进行验证与修正。
三、SWAT模型的应用3.1 模型构建根据研究区域的基础数据，构建SWAT模型。
模型包括水文响应单元的划分、参数的选取与率定等步骤。
在构建过程中，需充分考虑研究区域的气候、地形、土壤、植被等自然因素以及人类活动的影响。
3.2 模型验证为确保SWAT模型的准确性，我们采用了实地调查与监测数据对模型进行验证。
通过对比模拟结果与实际数据，不断调整模型参数，使模拟结果更加接近实际情况。
四、河流泥沙变化分析4.1 泥沙变化趋势通过SWAT模型的模拟结果，我们发现黄河源区的河流泥沙量呈现出明显的年际变化和季节变化。
其中，雨季的泥沙量明显高于旱季，且近年来由于气候变化和人类活动的影响，泥沙量呈现出上升趋势。
4.2 影响因素分析影响黄河源区河流泥沙变化的因素主要包括气候、地形、植被覆盖、土地利用类型以及人类活动等。
《2024年基于SWAT模型的黄河源区河流泥沙变化研究》范文
《基于SWAT模型的黄河源区河流泥沙变化研究》篇一一、引言作为中华文明的母亲河，黄河源区的生态环境问题直接关系到下游流域的水资源供给与防洪安全。
其中，河流泥沙的来源和变化一直是国内外研究的热点问题。
本研究采用SWAT（Soil and Water Assessment Tool）模型，针对黄河源区河流泥沙变化进行深入研究，旨在为黄河源区的生态环境保护和可持续发展提供科学依据。
二、研究区域与方法1. 研究区域本研究选取黄河源区为研究对象，该区域位于青藏高原东北部，是我国重要的水源涵养区。
该区域具有独特的自然地理环境，对黄河的水量、水质和泥沙含量具有重要影响。
2. 研究方法本研究采用SWAT模型，该模型是一种分布式水文模型，能够模拟大尺度流域的水文循环过程。
通过收集黄河源区的气象、地形、土壤、植被等数据，建立SWAT模型，模拟和分析该区域的泥沙变化情况。
三、SWAT模型在黄河源区河流泥沙变化研究中的应用1. 模型构建与参数设置在收集到相关数据后，我们根据SWAT模型的原理和要求，建立了黄河源区的SWAT模型。
在模型中，我们设置了包括气象、地形、土壤、植被等在内的多个参数，并根据实际情况进行了调整和优化。
2. 模拟结果与分析通过模拟和分析，我们发现黄河源区的河流泥沙含量呈现出明显的时空变化特征。
在空间上，不同区域的泥沙含量存在较大差异；在时间上，不同季节和年份的泥沙含量也存在明显差异。
此外，我们还发现人类活动（如过度放牧、土地开垦等）对河流泥沙含量具有重要影响。
四、讨论与结论1. 讨论本研究表明，黄河源区的河流泥沙变化受到自然因素和人类活动共同影响。
其中，气候变化、地形地貌、土壤类型等自然因素是影响泥沙变化的主要因素之一；而过度放牧、土地开垦等人类活动也是导致泥沙增加的重要原因之一。
因此，为了保护黄河源区的生态环境，需要采取有效的措施来控制人类活动对自然环境的破坏。
此外，我们还需要进一步深入研究如何通过合理的土地利用规划、植被恢复等措施来降低河流泥沙含量，提高生态环境的承载能力。
《2024年气候变化下基于SWAT模型的钱塘江流域水文过程研究》范文
《气候变化下基于SWAT模型的钱塘江流域水文过程研究》篇一摘要：本文以钱塘江流域为研究对象，运用SWAT（Soil and Water Assessment Tools）模型，分析气候变化背景下钱塘江流域的水文过程变化。
通过对流域内气候、地形、土壤等数据的收集与处理，结合SWAT模型进行模拟分析，探讨流域水文循环的动态变化及影响因素，为钱塘江流域水资源管理提供科学依据。
一、引言钱塘江流域作为我国重要的水系之一，其水文过程受到气候变化的影响日益显著。
随着全球气候变暖，钱塘江流域的水资源量、水质及洪水灾害等问题日益突出。
因此，研究气候变化下钱塘江流域的水文过程变化，对于流域水资源管理和生态保护具有重要意义。
本文采用SWAT模型，对钱塘江流域的水文过程进行模拟分析，以期为流域的可持续发展提供科学支持。
二、研究区域与方法（一）研究区域概况介绍钱塘江流域的基本情况，包括地理位置、气候特点、地形地貌、土壤类型等。
（二）SWAT模型简介简述SWAT模型的原理、构成及在水文模拟中的应用。
（三）数据来源与处理说明研究所用数据的来源，包括气象数据、地形数据、土壤数据等，并介绍数据的处理方法。
三、SWAT模型在钱塘江流域的应用（一）模型构建根据钱塘江流域的实际情况，构建SWAT模型。
包括确定空间离散化方法、设定模型参数等。
（二）模型验证通过对比模拟结果与实际观测数据，对模型进行验证和参数调整，确保模型的准确性和可靠性。
四、钱塘江流域水文过程分析（一）水文循环变化分析气候变化下钱塘江流域的水文循环变化，包括降水量、蒸发量、径流量等的变化情况。
（二）影响因素探讨探讨气候变化、地形地貌、土壤类型等因素对钱塘江流域水文过程的影响。
（三）水文过程模拟结果展示SWAT模型模拟的钱塘江流域水文过程的模拟结果，包括径流量的时空分布、水质变化等。
五、结论与建议（一）研究结论总结钱塘江流域水文过程的变化规律及影响因素，强调气候变化对流域水文过程的重要影响。
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第7期
李
颖等：基于 SWAT 模型的东北水稻灌区水文及面源污染过程模拟
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限， 尽管一些研究针对 SWAT 模型中融雪径流模块 进行了修正[20-22]，然而土壤冻结和融化条件下的水 文过程描述以及面源污染物迁移转化响应则较少 涉及。 针对 SWAT 模型中水稻灌区水文及面源污染 迁移过程的物理描述，以及冻土中水文和面源污染 物迁移模拟 2 个问题，于 2009－2011 年在吉林省 松原市前郭灌区开展了系统的试验与监测，分析了 东北水稻灌区的水文过程对于面源污染的驱动机 制以及面源污染物的流失影响机理，修正了 SWAT 模型，进行了模拟。
收稿日期：2013-10-12 修订日期：2014-02-18
基金项目：国家自然科学基金（51039007，51379152） ；国家十二.五重 大科技专项（2012ZX07201-006） 作者简介：李 颖（1991－） ，女，安徽潜山人，主要从事农业面源污 武汉大学水资源与水电工程科学国家重点实验室， 康（1975－） ，男，博士，教授，主要研究方向为农 武汉大学水资源与水电工程科学国家重点实验 染方面研究。武汉 ※通信作者：王
位置， 排水干沟水质和水量监测断面为 MD1、 MD2 和 MD3 。排水流量逐日监测，主要面源污染物 NO3-， 化学需氧量 COD） 、 主要离子 （Ca+， （NH4+， Mg2+，Cl-）浓度以及水质参数（pH 值，电导率， 浊度）每 7 d 进行 1 次监测。气象资料由设在灌区 水稻重点实验站内的自动气象站收集，气象参数 （辐射，温度，湿度，风速，气压等）每 30 min 进 行 1 次测量；水稻各个生育期内测定叶面积指数、 生物量等作物生理指标。 1.3 冻融期土壤水文及面源污染迁移特性试验 2009 年 10 月－2010 年 5 月采用溴（Br-）作为 示踪剂，监测土壤冻融过程中主要面源污染物的迁 移过程。 在 1.0 hm2 稻田内选择 1.0 m×1.0 m 的典型 区域，将表层的稻梗用剪刀小心铲除后，进行了地 表的平整，并尽可能地避免对土壤进行扰动。试验 开始时，将水量为 20 mm，质量浓度为 6.5 g/L 的
430072。Email：yingleehm@ 业水环境理论。武汉
室，430072。Email：wwangkang@
的水文及面源污染过程的模拟。然而需要指出，在 东北地区，SWAT 模型主要应用于自然流域的水文 及面源污染模拟。水稻灌区下垫面条件、产汇流过 程与自然流域有着显著的差异[14]。水稻灌区的产汇 流规律，面源污染物的迁移、转化过程，更主要的 受到灌区灌溉排水系统布局以及农业生产方式的 影响，此外由于东北地区的灌区普遍存在工程老化 和管理 2 方面原因，在灌溉时大量灌溉水未进入田 间而直接进入排水沟道形成灌溉退水。实现灌区复 杂的自然和人工水文驱动条件下的面源污染物迁 移流失模拟， 则需要进一步完善 SWAT 模型的物理 基础。近年来，该问题引起了国内外学者的关注， 一些学者开始从事相关研究[15-19]。 东北地区水循环最大的 2 个影响因素分别是土 壤冻结和河流冰封过程，其中尤以前者对于区域水 资源和面源污染物迁移产生重要的影响。然而对于 冻融期中残留在土壤中的面源污染物在冻土的冻 结和融化过程中迁移和转化规律的研究还非常有
1
1.1
面源污染迁移转化试验与监测
灌区基本情况 前郭灌区是东北地区的 4 大灌区之一，位于吉
Table 1
深度 Depth/cm 0~20 黑钙土 Chernozems >20~50 >50~120 0~16 草甸土 Gleyzems >16~28 >28~120 0~10 潜育土 Kastanoz >10~37 >37~120 0~20 盐土 Solonchaks >20~53 >53~120
124o00′～125o02′E） ， 林省松原市 （45o00′～45o28′N， 2 灌区灌溉面积为 30 600 hm 。灌区为水稻灌区，通 过 3 条干渠从松花江进行提水灌溉。灌区内排水系 统包括末级排水沟道（斗沟），汇流排水沟道（支 沟），以及主干排水沟道（引松泄干）。根据统计 资 料 ， 灌 区内 单 位 面 积的 末 级 排 水沟 道 长 度 为 178 m/ hm2。末级排水沟道间距 120～180 m，排水 沟深度 0.6～1.1 m， 汇流排水沟道长度 2.5～4.5 km， 底宽 1.5～2.8 m，排水干沟长度为 53.8 km。2009 年、 2010 年，灌区的总排水量分别为 1.30×108 和 1.35×108 m3。灌区内主要土壤类型为黑钙土、草甸 土、潜育土和盐土，4 种土壤所占的面积比例分别 为 34%、32%、21%和 13%。2009－2010 年在灌区 内 14 个位置对于 4 种土壤性质进行了测定，灌区 土壤物理及水动力性质如表 1 所示。
表 1 前郭灌区土壤物理及水动力参数 Soil physical and hydraulic properties in Qianguo irrigation district
最大/最小值 Maximum/Minimum 容重 Bulk density/(g·cm-3) 1.26/1.32 1.30/1.42 1.35/1.51 1.22/1.28 1.32/1.38 1.40/1.45 1.24/1.31 1.28/1.42 1.34/1.44 1.26/1.32 1.38/1.41 1.40/1.44 水力传导度 Hydraulic conductivity/(cm·s-1) 1.11×10-4/2.28×10-4 1.10×10-4/3.00×10-4 9.40×10-5/3.43×10-4 3.18×10-4/7.11×10-4 1.89×10-4/7.00×10-4 1.06×10-4/1.68×10-4 2.07×10-4/5.44×10-4 1.27×10-4/2.56×10-4 8.81×10-5/1.63×10-4 6.62×10-4/8.98×10-4 3.22×10-4/4.99×10-4 2.28×10-4/2.80×10-4 粉粒 Silt/% 53.6±2.3 48.0±8.7 54.8±10.8 52.3±4.1 50.4±3.6 51.6±7.0 67.3±14.6 63.9±4.0 62.6±1.5 69.7 65.7 61.8 砂粒 Sand/% 21.7±4.6 23.1±0.9 18.3±1.5 27.3±3.9 27.8±5.6 23.9±5.4 13.0±2.2 15.9±2.2 15.9±1.8 23.1 22.4 23.0
0
引
言
SWAT（soil and water assessment tool）模型是 美国农业部农业研究中心（USDA-ARS）开发的分 随着模型的发展完善， SWAT 布式流域水文模型[1]。 模型逐渐从流域的水文过程模拟扩展到农业灌区 水循环模拟[2-4]、灌区水土资源管理研究[5-6]、以及 农业面源污染模拟[7-9]。 在东北地区，SWAT 模型被用于伊通河流域[10]， 岔路河流域[11]，图们江流域[12]，浑河流域[13]等地区
均值±标准差 Mean ± standard deviation 黏粒 Clay/% 28.4±4.3 28.9±9.6 26.9±11.1 20.4±7.7 21.8±8.3 24.5±6.1 14.2±4.6 21.4±4.5 23.1±3.9 7.2 12.0 14.7
灌区 5 月初水稻开始泡田，9 月 5 日停止灌水。 2009 年、 2010 年在达里巴乡、 前营子村、 四家子村、 韩家店、莲花泡农场等地施肥量调查资料显示，水 稻生育期内氮肥施用量普遍在 180 ～ 240 kg/hm2 。 2009 年、2010 年水稻生育期内降雨量分别为 264 和 171 mm。 1.2 水稻生育期内灌区水文及面源污染过程监测 2009 年、2010 年水稻生育期内，灌区内监测 断面布置如图 1 所示，在灌区 4 种土壤分布区内， 选择典型区域对不同土壤质地条件下从田间到末 级排水沟道（斗沟），汇流进入排水支沟（汇流排 水沟），最终进入排水干沟的面源污染全过程进行 监测。田间水质测定位置分别为图 1 中 1、2、3、4 位置，对应的末级排水沟水质水量监测断面位置分 别为 FD1、FD2、FD3 和 FD4，汇流排水沟水质水 量监测断面位置分别为 LD1、LD2、LD3 和 LD4
42
第 30 卷 2014 年
第7期 4月
农 业 工 程 学 报 Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering
Vol.30 No.7 Apr. 2014
・农业水土工程・
基于 SWAT 模型的东北水稻灌区水文及面源污染过程模拟
李 颖 1，王 康 1 ，周祖昊 2
※
（1. 武汉大学水资源与水电工程科学国家重点实验室，武汉 430072； 2. 中国水利水电科学研究院，流域水循环模拟与调控国家重点实验室，北京 100038） 摘 要：灌区水文过程对于面源污染物的迁移、转化起到了重要的驱动作用。为揭示东北水稻灌区的水文及面源 污染过程，该文在多年试验的基础上，运用修正的 SWAT 模型对其开展了模拟研究。2009－2011 年在吉林省前郭 灌区针对水稻生育期及冻融期内的灌区水文过程和农田面源污染物迁移、转化过程开展了系统的监测与试验。水 稻生育期内，各级排水系统表现出不同的水文过程：末级排水沟中，由田间通过表层渗流进入排水沟的高浓度的 水被灌溉退水所稀释，汇流排水沟的槽蓄量则在很大程度上影响了排水过程及污染物的对流和掺混过程。根据水 稻灌区水文特性，以汇流排水沟为子流域，分别采用非稳定渗流公式和马斯京根法描述子流域中稻田向排水沟的 、硝氮（NO3-）和化学需 渗流排水过程以及向子流域出口的排水汇流过程。试验和模拟结果表明：铵氮（NH4+） 氧量（COD）的浓度变化主要取决于排水过程，表层渗流和深层渗流过程决定了排水沟中 NH4+和 NO3-浓度过程， 而排水沟中 COD 浓度还受到灌溉退水的影响。采用溴（Br-）作为示踪剂，通过测定土壤含水率、温度及示踪剂 浓度变化，研究了冻结期的水文过程和面源污染物迁移过程，示踪试验结果显示，冻融期土壤中水流运动受到土 壤基质势、温度势及重力势的影响，冻土中平衡状态下基质势为土壤温度的函数，土壤中污染物渗出通量与水分 渗出通量表现出线性关系。基于水稻灌区下垫面产汇流特性和冻融期土壤对于灌区水文过程以及面源污染物迁移 的影响机理， 在 SWAT 模型模块修订的基础上， 模拟了东北地区水稻灌区面源污染迁移流失过程， 模拟流量、 NH4+、 NO3-、COD 浓度与实测值符合较好，表明改进的模型能够用于东北地区水稻灌区的水文及面源污染过程模拟。 关键词：水文；污染；模型；水稻灌区；农业面源污染；SWAT 模型 doi：10.3969/j.issn.1002-6819.2014.07.006 中图分类号：X592 文献标志码：A 文章编号：1002-6819(2014)-07-0042-12 李 颖，王 康，周祖昊. 基于 SWAT 模型的东北水稻灌区水文及面源污染过程模拟[J]. 农业工程学报，2014， 30(7)：42－53. Li Ying, Wang Kang, Zhou Zuhao. Simulation of drainage and agricultural non-point source pollutions transport processes in paddy irrigation district in North-East China using SWAT[J]. Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering (Transactions of the CSAE), 2014, 30(7): 42－53. (in Chinese with English abstract)