第八讲 SWAT的非点源污染模拟
(完整版)SWAT模型
SWAT SWRRB
考虑了气候、土壤 和管理措施等因素 的相互作用
GLEAMS
田间尺度非点源污染 模型
CREAMS
陕西科技大学
SWAT（Soil and Water Assessment Tool ）是DR Jeff为美国农业部 农业服务中心开发的流域尺度模型
在每一个网格单元或子流域上 应用传统的概念性模型来推求 降雨，再进行汇流演算，最后
陕西科技大学
流域非点源模型 SWAT
复旦大学
SWAT发展历程
SWAT94.2、SWAT96.2、SWAT98.l、 SWAT99.2、SWAT2000,SWAT2003
加入估计径流洪峰流速的SCS 径流曲线以及产沙MUSLE,与 河道演算模型相融合
和EPIC模型的作物生长模 块相结合，以d为时间步长
陕西科技大学
经营模块
农林地的管理
植物播种 时间，施 肥措施， 杀虫剂喷 洒措施， 作物收割 时间
水资源管理
流域内的 灌溉，排 水，蓄水， 生活用水， 工业用水 等
陕西科技大学
SWAT模型可以模拟流域内多种水文循环物理过程。由于流域 下垫面和气候的空间差异性，为了便于模拟，SWAI，模型按照 不同的土地利用方式和土壤类型将流域细分为若干个子流域。
采用其所整合的EPIC 模型进行模拟计算， 对N、P两种元素进行
独立模拟。
陕西科技大学
农药/杀虫剂组件
可模拟地表径流、渗 漏、土壤挥发、泥沙 携带等过程农药/杀虫 的迁移损耗情况。
农业管理组件
可模拟多年生长作物 的轮作以及每年三季 作物的种植情况，模 拟多种农业管理措施 的影响要求输入灌溉 、施肥和农药/杀虫剂
来计算泥沙负荷量，
《2024年基于SWAT模型的南四湖流域非点源氮磷污染模拟及湖泊沉积的响应研究》范文
《基于SWAT模型的南四湖流域非点源氮磷污染模拟及湖泊沉积的响应研究》篇一一、引言南四湖流域作为我国重要的湖泊群之一，其水环境质量直接关系到当地生态系统的稳定和人民的生活质量。
然而，近年来随着流域内人类活动的增加，非点源氮磷污染问题日益严重，对南四湖流域的水环境和湖泊生态系统造成了严重威胁。
因此，本研究基于SWAT（Soil and Water Assessment Tool）模型，对南四湖流域的非点源氮磷污染进行模拟，并探讨其对湖泊沉积的响应机制。
二、研究区域与方法2.1 研究区域本研究以南四湖流域为研究对象，包括湖泊及其周边地区。
该流域地理位置重要，人类活动频繁，是研究非点源氮磷污染及湖泊沉积响应的理想区域。
2.2 研究方法（1）SWAT模型应用本研究采用SWAT模型对南四湖流域的非点源氮磷污染进行模拟。
SWAT模型是一种分布式水文模型，能够综合考虑气候、土壤、地形等多种因素，对流域尺度的水循环和污染物的迁移转化进行模拟。
（2）数据收集与处理收集南四湖流域的气象数据、土地利用数据、土壤数据等，对数据进行处理和分析，为SWAT模型的参数设置和模拟提供依据。
（3）湖泊沉积物分析采集南四湖流域的湖泊沉积物样品，通过实验室分析，了解沉积物的氮磷含量、粒度分布等特征，为研究非点源氮磷污染对湖泊沉积的响应提供依据。
三、SWAT模型在南四湖流域的应用3.1 模型参数设置根据收集的数据，设置SWAT模型的参数，包括气候、土壤、地形、植被等。
通过试错法等方法，对模型参数进行优化，使模型能够更好地反映南四湖流域的实际状况。
3.2 模拟结果分析利用优化后的SWAT模型，对南四湖流域的非点源氮磷污染进行模拟。
通过分析模拟结果，了解非点源氮磷污染的来源、迁移途径和影响因素。
同时，结合湖泊沉积物分析结果，探讨非点源氮磷污染对湖泊沉积的响应机制。
四、非点源氮磷污染对湖泊沉积的响应4.1 氮磷含量变化通过分析湖泊沉积物的氮磷含量变化，发现非点源氮磷污染对湖泊沉积物的氮磷含量产生了显著影响。
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【摘要】本文主要介绍了SWAT模型及其在水环境非点源污染研究中的应用。
在分析了研究背景和研究意义。
在首先介绍了SWAT模型的基本原理和结构，然后讨论了SWAT模型在水环境模拟和非点源污染研究中的应用情况，并给出了具体案例。
接着分析了SWAT模型的优缺点。
结论部分展望了SWAT模型在未来研究中的潜在应用，并总结了本文的主要观点，同时强调了研究的意义和启示。
通过本文的阐述，读者可以了解到SWAT模型在水环境非点源污染研究中的重要性和应用价值，为相关领域的研究工作提供参考和借鉴。
【关键词】SWAT模型，水环境，非点源污染，研究，背景，意义，模型介绍，应用，案例，优缺点，展望，总结，启示。
1. 引言1.1 研究背景水环境污染是当前全球环境问题中的一个重要方面，其中非点源污染是水环境污染的主要类型之一。
非点源污染是指来自分散点或分布点而非固定点源的环境污染，包括面源和点源两种形式。
在水环境中，非点源污染的来源包括农业、城市生活污水、工业废水等，其中农业排放是非点源污染的重要组成部分。
1.2 研究意义SWAT模型在非点源污染研究中的应用具有很强的实用意义，可以帮助研究人员深入了解非点源污染的来源和传输路径，为减少水环境污染提供技术支持。
通过分析SWAT模型在具体案例中的应用，可以总结出其优缺点，为今后的研究和应用提供借鉴和改进的参考。
研究SWAT模型在水环境非点源污染中的应用具有重要的理论和实践意义，可以为改善水环境质量和保护水资源做出积极贡献。
的发掘和阐述，将有助于引导和推动相关研究在这一领域的不断深入和发展。
2. 正文2.1 SWAT模型介绍SWAT模型（Soil and Water Assessment Tool）是一种基于流域的水文过程模型，广泛应用于水资源、土地利用和非点源污染研究中。
该模型以数学方法模拟地表径流、蒸发蒸腾、土壤水分变化等水文过程，可以对流域水文、水质、土壤侵蚀等进行定量分析。
基于SWAT模型的流域非点源污染模拟
基于SWAT模型的流域非点源污染模拟张皓天;张弛;周惠成;沈必成【摘要】利用SWAT(soil and water assessment tool)模型,在GIS技术支持下,通过构建模型所需的空间数据库和属性数据库,以黑龙江蚂蚁河流域为研究区域进行流域非点源污染的模拟研究.分别在时间和空间尺度上对研究区域非点源污染负荷分布进行分析,识别出非点源污染严重的区域及其影响因素.结果表明:在时间尺度上,非点源污染物负荷与降雨量和径流量有较强的相关关系;在空间尺度上,流域西南部地区非点源污染较为严重;不同土地利用类型的非点源污染负荷不同,耕地的非点源污染单位面积负荷最高,疏林地次之,林地等其他土地利用类型的单位面积负荷较小.【期刊名称】《河海大学学报（自然科学版）》【年(卷),期】2010(038)006【总页数】7页(P644-650)【关键词】SWAT;非点源污染;时空分布;土地利用;蚂蚁河流域【作者】张皓天;张弛;周惠成;沈必成【作者单位】大连理工大学建设工程学部,辽宁,大连,116024;大连理工大学建设工程学部,辽宁,大连,116024;大连理工大学建设工程学部,辽宁,大连,116024;黑龙江省水文局,黑龙江,哈尔滨,150001【正文语种】中文【中图分类】X502东北地区是我国重要的农牧业生产基地和最大的老工业基地，城市化水平位于全国前列，近些年来，随着东北地区农业的发展和振兴东北老工业基地战略的逐步深入，东北地区水环境污染问题日益突出.目前，许多发达国家的研究已经证实，非点源污染是导致水环境恶化的主要原因之一[1].为了对非点源污染进行有效的治理和控制，必须定量研究污染物的排放规律.应用GIS技术支持的非点源污染模型，可以对整个流域的非点源污染进行定量描述，分析其产生的时间和空间特征，并评估土地利用的变化对非点源污染负荷的影响，为流域规划和管理提供决策依据.SWAT(soil and water assessment tool)模型是美国农业部农业研究局开发的流域尺度分布式水文模型，该模型已经广泛地应用到流域的水平衡、河流流量预测和非点源污染控制评价等诸多方面.在国外，早期以Arnold为首的工作组分别从美国的国家尺度、流域尺度以及小流域尺度验证了SWAT模型在径流模拟方面的适用性[2-6];Santhi等[7-10]先后将SWAT模型应用于美国得克萨斯州Bosque流域，对模型模拟非点源污染的适用性进行了验证;基于美国经验，SWAT模型在其他国家也得到了广泛的应用[11-15].在国内，SWAT模型的应用主要包括3个方面:产流/产沙模拟、非点源污染研究及输入参数对模拟结果的影响研究.在非点源污染研究方面，胥彦玲等[16]将SWAT模型应用到陕西黑河流域的非点源污染研究中;张永勇等[17]扩展了SWAT模型的水质模块，并将其成功运用到海河流域中;庞靖鹏等[18]以密云水库为例，研究了土地利用变化对产流和产沙的影响.经过国内的研究可以发现SWAT模型是针对北美的土壤植被和流域水文结构来设计的，模型自带的数据库和中国的实际情况有较大出入，而我国东北地区又缺乏比较完善的流域基础数据库，用来描述流域的很多参数如果靠直接测量来获得是很困难的，因此估算模型的参数和验证模型在相关流域的适用性就显得尤为重要.这些问题限制了SWAT等一系列物理型模型在我国东北地区非点源污染研究中的应用，而目前我国东北地区非点源污染负荷量估算仍较粗略[19].针对上述问题，本文选取黑龙江省蚂蚁河流域为研究区域，通过建立和完善研究流域的水文模拟基础数据库，运用SWAT模型来模拟该流域的非点源污染的发生，通过率定SWAT模型的参数和验证模型的适用性，得到了适合研究流域的一套模型参数值;进而计算研究流域内产生的非点源污染负荷量，研究非点源污染负荷的时空分布规律，分析影响其分布的主要因素，并评估不同土地利用类型非点源污染负荷量，为流域的水质管理提供科学的决策依据.1 研究区域概况蚂蚁河流域位于黑龙江省南部，张广才岭西侧，是松花江干流右岸的一级支流，地理位置为东经127°15′～129°33′，北纬43°57′～46°26′.蚂蚁河源海拔高700m，干流河长285km，流域面积10547km2，流域主要为山区和半山区，地势自东向西北，然后向东北倾斜，海拔高程在104～1400m之间，河谷宽阔平坦，地势低平，地面组成物上部为亚黏土，下部为沙砾石[20].流域内的土壤主要有黑土、暗棕壤、白浆土、草甸土、沼泽土等.流域内的主要种植作物为水稻、玉米和大豆，施肥主要以有机肥、尿素、硫酸钾和二铵为主.流域内多年平均气温2.3～3.4℃，年最高气温35.5℃，最低气温-41.6℃，年降雨量在500～900mm之间.研究区域地理位置如图1所示.图1 蚂蚁河流域示意图Fig.1 Mayihe watershed2 基于SWAT模型的非点源污染模拟与验证在收集资料的基础上，构建研究区域水文模拟基础数据库;之后通过划分流域内的空间单元，对非点源污染负荷量进行连续时段的动态模拟;最后利用流域内的实测资料对模型参数进行率定.2.1 流域水文模拟基础数据库的建立在运行SWAT模型前，需要准备必要的地图和数据库以生成SWAT模型输入数据集.模型所需的数据可以分成空间数据和属性数据.其中，SWAT模型所需要的空间数据的准备、修改和存储可以通过ArcGIS 9等GIS软件完成;而降水、温度、土壤等数据则通过多个输入文件以ASCII或者.dbf格式输入.模型根据土地利用和土壤类型表，将土地利用图、土壤类型图与土地利用和土壤数据库进行链接.本研究采用的气象数据是流域内1966—2001年气象站点的实测数据.经过查阅《黑龙江土壤》[21]和中国土壤数据库以及利用美国华盛顿州立大学开发的土壤水特性软件SPAW计算出土壤的属性数据[22].通过统计《黑龙江统计年鉴》和《哈尔滨统计年鉴》中的资料，得到研究区内3个县市的农业管理数据.2.2 子流域划分及水文响应单元(HRU)的生成SWAT模型通过采用数字地形分析技术，利用栅格数字高程图(DEM)来精确描述流域边界、生成流域河网、进行子流域的划分以及生成水文响应单元.流域河网生成的详细程度是由定义的上游集水区面积阈值大小来控制的;子流域的形成由子流域出口位置来控制;SWAT模型采用了不能确定空间位置的水文响应单元的划分方法，使用不同的土地利用类型、土壤植被和坡度组合来生成水文响应单元[23].本研究将流域划分为70个子流域，在整个流域内共生成了509个水文响应单元. 2.3 SWAT模型参数率定与模型验证通过参数敏感性分析，先得到了对径流影响比较大的高敏感参数，然后对这些关键参数进行调整，将1983—1990年定为模型月模拟的率定期，1991—2001年定为模型的验证期.选择相对误差 Re、相关系数R2和Nash-Suttcliffe系数Ens来评价模型的适用性.模型参数的最终取值见表1，率定期和验证期径流率定的结果见表2.模型输出结果与实测平均值之差占实测值的百分比应小于规定标准，即不大于20%;评价系数(Ens和R2)也应达到规定的精度标准，一般要求R2＞0.6，且Ens ＞0.5[24].从表2可以看出研究流域率定期月径流的Re=5.93%＜20%，Ens=0.73，R2=0.76，Ens和R2均大于0.7.验证期月径流的Re=2.85%＜20%，Ens=0.82，R2=0.82，Ens和R2均大于0.8.说明模拟值和实测值之间的拟合较好，精度可满足模拟要求.将流域内1957—2001年的年径流量观测资料进行频率分析，把频率大于75%的年份定为枯水年，频率小于25%的年份定为丰水年，其余的年份定为平水年.在模型验证期内，有枯水年3年，平水年6年，丰水年2年，基本上体现出了径流量在年际间的变化情况，说明验证期具有代表性.在验证期内得到了较好的月径流模拟值，这说明模型的模拟是符合实际的，经过参数率定的SWAT模型适用于该流域.表1 SWAT模型参数在研究流域的率定值Table 1 Calibrated values of parameters of SWAT model for study areaESCO 土壤蒸发补偿系数 .hru -0.09 CN2 SCS径流曲线系数 .mgt -4 Gw_Revap 地下水再蒸发系数 .gw +0.15 ALPHA_BF 基流a系数 .gw +0.052 NPERCO 硝基氮下渗系数 .bsn +0.3 BC1 氨氮生物氧化速度常数 .swq -0.35 BC2 亚硝氮生物氧化速度常数 .swq +0.5 BC3 有机氮转化为氨氮速度常数 .swq +0.1由于缺乏长时间序列的泥沙和水质监测数据，本研究只对流域的氨氮模拟过程进行了校准.结果表明，氨氮的模拟误差在10%左右，总体反映了实际情况.表2 率定期及验证期月径流率定结果Table 2 Calibrated results of monthly runoff during calibration and test periods率定期 75.52 71.29 5.93 0.76 0.73验证期 57.78 56.18 2.85 0.82 0.823 SWAT模型模拟结果分析选用率定后的模型参数计算流域内产生的非点源污染负荷量.在时间上对非点源污染负荷的变化趋势进行分析，对不同降水频率下的非点源污染负荷量进行模拟和研究;在空间上对非点源污染负荷的分布进行分析，识别出研究区内非点源污染严重的区域;最后评估不同土地利用类型的非点源污染负荷量.3.1.1 非点源污染负荷年际分布通过对研究流域年降雨资料和年径流资料分析得出研究流域的年降雨量和年径流量的相关系数为0.875，有很强的相关性.图2为1993—2001年研究流域内各年径流量实测值与河道总氮、总磷、输沙量变化，由图2可以看出，各年的河道输沙量、河道总氮负荷量和河道总磷负荷量均与径流量的关系密切.这是因为降雨和产汇流是土壤侵蚀和非点源污染物的主要驱动力，当下垫面的条件不变时，土壤侵蚀和非点源污染就受降雨和径流的影响很大.经过计算分析，研究区域内年径流量与相应河道输沙量、总氮负荷量和总磷负荷量三者的相关系数分别为0.973，0.709和0.839.图2 1993—2001年径流量与河道总氮、总磷、输沙量变化Fig.2 Variations of runoff，total nitrogen，total phosphorus and sediment from 1993 to 2001 为了分析降雨量变化对非点源污染的影响，有必要进行不同降雨量下的非点源污染负荷研究.根据流域内1966—2001年的降雨资料，选用皮尔逊Ⅲ型曲线，运用适线法计算流域年降雨量的经验累积频率，得到曲线的算术平均值Ex=591.8mm、变差系数Cv=0.25和偏态系数Cs=0.64.由理论频率曲线可得到在10%，50%，75%，90%降水频率下的年降雨量分别为788.5mm，576.9mm，485.2mm和414.2mm.选取与不同频率下降雨量相近的特征水文年的降雨资料作为模型降雨量输入数据，研究非点源污染负荷与降雨量之间的相关关系.各降水频率下泥沙和氮磷污染负荷估算见表3.由表3中的数据分析，在不同降水频率下，各种非点源污染负荷量随降雨量的增加有增大的趋势，丰水年(P=10%)的总氮、总磷负荷分别为平水年(P=50%)的1.76倍和1.17倍，为枯水年(P=90%)的4.09倍和4.74倍.因此在丰水年应特别注意研究区非点源污染的控制与防治.1996和1997年各月的非点源污染负荷随逐月径流量的变化过程见图3.从图3可以看出年内的总氮和总磷含量随季节大致呈不规则的“W”形分布，一般在春汛期会出现一个小的峰值，进入汛期以后，特别是8月会出现一个较大的峰值，在冬季随着降雪和融雪的发生，又会出现一个较小的峰值.表3 不同水文年非点源污染负荷Table 3 Non-point source pollution loads in different hydrological years90 1996 411.2 37.05 2.54 2112.5 67.6 75 1970 496.2 32.53 5.64 4224.0 206.9 50 2000 557.8 55.39 3.91 4917.6 274.8 10 1988 764.4 93.86 32.83 8649.8 320.2图3 1996和1997年逐月流量实测值与河道总氮、总磷、输沙量变化Fig.3 Variations of observed monthly runoff，total nitrogen，total phosphorus and sediment from1996 to 1997从图3还可以看出，流域内径流量较大的汛期(6—9月)非点源污染的总氮和总磷负荷量均较大，而径流量少的枯水期非点源污染负荷量也较小.因为非点源污染常常是伴随着降雨径流过程特别是暴雨过程而产生的，所以非点源污染主要集中在汛期产生[25].汛期的非点源污染负荷贡献率见表4.汛期的总氮和总磷负荷量所占的比例较大，分别为85.83%和84.07%，这一时期的径流量和输沙量分别占全年总量的86.74%和95.69%，这与氮磷污染负荷在汛期内所占的比例是相近的，说明年内氮磷污染负荷与径流和产沙有关.通过研究可以发现研究区内的总氮负荷同月径流量呈明显的正相关关系，而总磷负荷同泥沙负荷呈明显的正相关关系，其二次拟合方程分别为表4 1993—2001年年均汛期非点源污染负荷贡献率Table 4 Contribution rates of annual average non-point source pollution during flood season from 1993 to 2001 %6 5.29 2.40 4.63 5.60 7 10.73 6.32 9.10 10.62 8 48.09 51.7167.49 74.86 9 22.63 25.40 2.85 4.61汛期总计 86.74 85.83 84.07 95.69式中:y1——月平均流量，m3/s;x1——总氮负荷量，t;y2——月泥沙负荷量，t;x2——总磷负荷量，t.可以得出结论，年内氮磷污染负荷与径流和泥沙负荷有很强的相关性，其中氮负荷同月径流的相关系数为0.848，磷负荷同泥沙负荷的相关系数为0.965.汛期是研究流域内非点源污染产生和发展的重要时段，这一时期的泥沙、总氮和总磷负荷量占全年的总负荷量的80%以上.因此汛期是防治研究流域非点源污染的主要时期. 3.2 非点源污染负荷的空间分布非点源污染有很强的空间差异性，可以根据研究区各子流域污染物负荷的大小来研究非点源污染的空间分布，进而找到对于非点源污染比较敏感的区域.本研究结合降雨和土地利用类型在流域内的空间分布情况，进行泥沙、有机氮、有机磷负荷空间分布的对比和原因分析.研究流域内降雨、泥沙、有机氮、有机磷负荷空间分布情况如图4所示.从图4可以看出，泥沙流失同降雨的空间分布具有相关性，流域内降雨较大的地区泥沙流失也比较严重.这是因为降雨是土壤侵蚀的主要驱动力，特别是暴雨的冲刷会造成土壤侵蚀加剧，进而造成泥沙的高负荷.有机氮负荷和泥沙负荷的空间分布很相似，相关系数为0.8925，具有很强的相关性.分析原因是颗粒物对有机氮有较强的吸附能力[26]，有机氮吸附于泥沙而随泥沙输移.另外，有机氮负荷的空间分布同降雨也有一定关系，在降雨丰富的地区有机氮负荷也较大.有机磷负荷的空间分布同有机氮负荷的空间分布相似，二者的相关系数为0.9945，这说明影响二者空间分布的因素是一致的.此外，通过将流域内非点源污染分布图与流域内的土地利用图进行对比可以发现，河道附近农田较多的地区非点源污染负荷较大.图4 研究流域内降雨与泥沙、有机氮、有机磷负荷分布Fig.4 Distribution of rainfall and sediment，organic nitrogen，organic phosphorus loads in study area3.3 不同土地利用类型的非点源污染负荷通过以上分析可以发现除了降雨外，土地利用类型也是影响研究区非点源污染分布的主要因素，所以有必要对不同土地利用类型的非点源污染负荷量进行研究.研究流域内1993—2001年不同土地利用类型的年均非点源污染负荷量见表5.从表5可看出，研究流域内耕地的非点源污染负荷量最大，泥沙、总氮和总磷负荷的比例均超过总负荷的80%，是非点源污染的主要发生地;疏林地是流域内泥沙和磷负荷的第二大来源地;由于林地面积占整个流域的57.36%，所以林地的氮污染负荷总量也较大.研究流域内1993—2001年不同土地利用类型非点源污染单位面积负荷对比见表6.从表6可看出，不同土地利用类型的非点源污染负荷量不同，耕地的单位面积非点源污染负荷最高，疏林地次之，林地、草地等其他土地利用类型较小.这与李俊然等[27]的研究结论一致，即在单一土地利用类型占主导地位的流域内，土地利用类型以林地和草地为主的小流域地表水水质明显比以耕地为主的小流域地表水质好.因此控制研究区域内非点源污染的关键是控制耕地的氮磷污染和泥沙流失，采取退耕还林、等高耕作等水土保持措施[28]，同时还要注意耕地中农药化肥的合理施用. 表5 不同土地利用类型1993—2001年年均非点源污染负荷模拟结果Table 5 Simulated results of annual average non-point source pollution loads of different land uses from 1993 to 2001林地 6049.34 57.36 27.85 10384.78 39.38耕地 3274.53 31.05 3803.44 89595.88 22472.71疏林地 422.30 4.01 77.81 3358.04 52.86草地 399.20 3.79 0.61 374.93 2.91滩地 128.78 1.22 4.81 444.85 20.75总计 10274.15 97.43 3914.52 104158.48 22588.614 结论表6 不同土地利用类型1993—2001年年均非点源污染单位面积负荷模拟结果Table 6 Simulated results of annual average non-point source pollution loads of unit area for different land uses from 1993 to2001林地 0.0046 1.72 0.01耕地 1.1615 27.36 6.86疏林地 0.1843 7.95 0.13草地 0.0015 0.940.01滩地 0.0373 3.45 0.16a.通过收集和统计研究流域内大量资料，建立了研究流域的水文模拟基础数据库.通过率定SWAT模型参数，得到研究流域逐月径流模拟值与实测值的Nash-Suttcliffe系数、相关系数均大于0.8，模型的模拟是符合实际的，经过参数率定的SWAT模型适用于该流域.b.在时间尺度上，研究流域内的农业非点源污染负荷与降雨量和径流量有较强的相关关系.年际间的非点源污染负荷的差异主要是由于降雨量不同造成的.丰水年(P=10%)的总氮、总磷负荷分别为平水年(P=50%)的1.76倍和1.17倍，为枯水年(P=90%)的4.09倍和4.74倍.年内非点源污染负荷总体上随季节呈不规则的“W”形态变化，汛期是研究流域内非点源污染产生和发展的重要时段，这一时期的泥沙、总氮和总磷负荷量占全年的总负荷量的80%以上.c.在空间尺度上，研究流域内降雨丰富的中上游地区的非点源污染负荷要大于流域下游地区的非点源污染负荷;流域内河流附近农田面积较多的地区非点源污染较为严重.降雨、产沙和土地利用类型是影响研究区非点源污染空间分布的主要影响因素.d.不同土地利用类型的非点源污染负荷不同，耕地的非点源污染负荷最高，泥沙、总氮和总磷负荷量占总负荷量的比例均超过80%，是非点源污染的主要发生地;单位面积非点源污染负荷最高的是耕地，疏林地次之，林地、草地等其他土地利用类型较小.参考文献:【相关文献】[1]VAN DER MOLEN D T，PORTIELJE R，DE NOBEL W T，et al.Nitrogen in Dutch freshwater lakes:trends and targets[J]. 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基于SWAT模型的州河流域非点源污染模拟
收稿日期：2017—05—30作者简介：徐宁（1980—），男，工程师，主要从事水资源保护科学研究工作。
DOI ：10.3969/j.issn.1004-7328.2017.05.018基于SWAT模型的州河流域非点源污染模拟徐宁，高金强，王潜（海河水利委员会水资源保护科学研究所，天津300170）摘要：利用SWAT 模型，根据州河流域DEM 、土地利用、土壤、水文、气象等基础数据，对2010—2013年州河流域非点源污染模拟进行了研究，模型模拟精度较好。
结果表明，丰水年的2012年州河流域TN 和TP 负荷远远大于其它年份；沙河对于桥水库的TN 贡献量最大，黎河对于桥水库的TP 贡献量最大；流域汛期TN 和TP 污染负荷约占全年的七成以上。
关键词：SWAT ；非点源；州河中图分类号：X824文献标识码：A文章编号：1004-7328（2017）05-0053-04非点源污染包括农村生活污水和垃圾、畜禽养殖、化肥和农药，相对于点源污染，具有分散性、隐蔽性、不确定性、不易监测和难以量化等特点，因此估算非点源污染量较为困难。
传统的非点源污染估算方法为经验系数法，首先分别估算上述污染类型中总氮TN 、总磷TP 、COD 和氨氮等污染物的产生量、流失量（排放量）和入河量，然后进行汇总分析得到非点源污染总量。
随着地理信息系统的迅速发展，一些功能强大的流域模型被开发出来，这些模型可以估算非点源污染量，其中SWAT 模型的有效性在国内已经被广泛验证。
SWAT 是由美国农业部（USDA ）的农业研究中心Jeff Amonld 博士1994年开发的，开发的最初目的是为了预测在大流域复杂多变的土壤类型、土地利用方式和管理措施条件下，土地管理对水分、泥沙和化学物质的长期影响。
SWAT 模型是以日为时间步长进行长时间段模拟的分布式流域水文模型，利用遥感和地理信息系统提供的空间信息作为模型的输入，以模拟多种不同的水文物理化学过程，如水量、水质以及杀虫剂的输移与转化过程。
基于SWAT模型的非点源污染模拟研究及应用的开题报告
基于SWAT模型的非点源污染模拟研究及应用的开题报告1.研究背景随着经济的快速发展，水环境污染问题日益突出，其中非点源污染是水环境污染的重要形式之一。
非点源污染是指来自于农业、城市、工业和土地利用活动等人类活动和自然过程的污染，这些污染物经由降雨、地表径流、地下水流等途径以非分散、分散、扩散的形式输入地表水体和地下水体中，对水环境造成污染和破坏，致使环境质量状况得到恶化，给人类健康和生态环境带来威胁。
因此，对非点源污染的研究成为了当前水环境保护中的重点问题。
SWAT (Soil and Water Assessment Tool) 模型是美国联邦政府资助的一个连续时间河川流域水文模型，适用于非点源污染的研究。
该模型是一个物理过程模型，通过描述土壤、植被、水文和水质进程的相互作用和反馈机制来模拟流域内水文和水质响应。
SWAT模型已经成为国际上研究非点源污染和生态系统服务的重要工具。
2.研究目的本文旨在研究基于SWAT模型的非点源污染模拟，并应用于某一流域的污染模拟研究。
具体研究目的包括：（1）对SWAT模型的原理进行研究，掌握模型的建模方法和模拟过程。
（2）通过对SWAT模型中水文水质模块的构建，实现非点源污染的模拟和预测功能。
（3）选取某一流域进行非点源污染模拟研究，并评估其污染程度和可能的影响。
（4）寻找对流域污染物治理的有效措施，并提出相应的治理建议。
3.研究内容（1）SWAT模型原理及应用。
介绍SWAT模型的原理、构建和基本应用，以及其在非点源污染研究中的重要作用。
（2）SWAT模型中水文水质模块的构建。
建立SWAT模型中水文水质模块的参数，包括流域的地形、土壤类型、植被覆盖、降雨径流、水质变化等，实现非点源污染的模拟和预测。
（3）流域的环境数据获取。
获取流域的降雨、气温、蒸散发、土壤类型和植被覆盖等环境数据，用于流域模拟和分析。
（4）流域非点源污染模拟。
将所得的降雨、土壤、植被、水文和水质数据输入SWAT模型中进行模拟分析，得到流域内污染物质量浓度、输送通量、污染物汇集区等信息。
基于swat模型的非点源污染模拟研究——以增江流域为例
第２章ＳＷＡＴ非点潭污染模型命绍ＳＷＡＴ模趔中主要包括水文过程子模型、土壤侵蚀子模型和污染负荷子模型，以下分别介绍这二个予模型的原理。
２．２．１产汇流模型图２－２ＳＷＡＴ中模拟的水的运动路径’２．２．１．１水文循环的陆面阶段模型中陆面水文循环阶段采用的水量半衡表达式为ｆ删：ｓ形＝ｓ％＋∑（‰一％一Ｅ一形。
一％）公式（２－Ｉ）ｌ＝ｌ式中：ｓ形为土壤含水量，ｍｍ：ｓ％为±壤前期含水量，ｍｍ；ｔ为时间步长，ｄ；‰为第，天降水量，ｒａｍ：％为第ｆ天地表衽流量，ｌｌｌｍ；Ｅ为第ｊ天的蒸发量，ｍｍ；阡。
为第ｆ天存在土壤剖面地层的渗透量和侧流量，ｍｍ；鲸为第ｆ天地下水含量，ｍｍ。
ＳＷＡＴ模型水文循环陆哂阶段主要由水文、天气、沉积、土壤温’原理部分车要舡珲白参考３啉１１１．４９．５０Ｊ’奉钳脚２－２～２－７均参照（ＳｏｉｌａｎｄＷａｔｅｒＡｓｓｅｓｓｍｅｎｔＴｏｏｌＴｈｅｏｒｅｔｉｃａｌＤｏｃｕｍｅｎｔａｔｉｏｎ，ｖｃ稿ｉ硼２００５｝修改１４２００７届中山大学硕士论炙度、作物产量、营养物质和农业管理等部分组成。
（１）天气和气候运行ＳＷＡＴ模型所必需的气候变量包括甘降雨量、空气温度、大气辐射、风速和相对湿度。
通过观测获得的日降雨和最低最高温度数据可以直接输入ＳＷＡＴ模型，也可以通过天气生产器模拟日降雨量和温度。
太阳辐射、风速和相对湿度常由模型来生成。
（２）水文ＳＷＡＴ的陆面水文循环过程如图２－３所示。
图２－３简化的陆面水文循环过程（３）土地利用／植被生长ＳＷＡＴ模型使用简单的植被生长来模拟所有的陆地覆盖类型（ＥＰＩＣ植物生长模型的简化版本）。
模型能够区分一年生植物和多年生植物，一年生植物从种植日期开始到收获Ｈ期，或直到累积的热量单元等于植物的潜在热量单元：多年生植物全年维持其根系系统，在冬季月份中进行冬眠：当日均大气温度超过最小基准温度时．重新开始生长。
植物生长模型用来评估水分和营养物质从根区的迁移、蒸发以及生物产量。
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1. 引言1.1 研究背景水资源是人类生存不可或缺的重要资源，由于人类活动的持续发展和水资源管理的不足，水环境污染日益严重，其中非点源污染是水环境污染的主要来源之一。
非点源污染是指来自于多个点，难以具体界定来源的污染物排放，其复杂性和难以预测性给水环境保护和管理带来了巨大的挑战。
为了有效地评估和管理水环境非点源污染，许多研究者使用了SWAT（Soil and Water Assessment Tool）模型。
SWAT模型是一个分布式的水文模型，可以模拟流域水循环过程，包括土地利用变化、降雨、蒸发、径流等。
SWAT模型在水环境非点源污染研究中具有重要的应用价值，可以帮助研究人员了解不同土地利用方式对水环境的影响以及提出相应的管理措施。
本文将对SWAT模型及其在水环境非点源污染研究中的应用进行深入探讨，通过案例分析，分析模型的优势与局限性，进一步展望未来研究方向，旨在为水环境保护和管理提供参考依据。
1.2 研究意义水环境是人类生存和发展的重要资源，然而由于工业化、城市化等活动的增加，水环境污染问题日趋严重。
非点源污染是水环境污染的主要来源之一，其治理难度大，成本高，效果难以评估。
对非点源污染的研究具有重要的现实意义。
通过深入研究SWAT模型在水环境非点源污染研究中的应用，可以为流域水资源管理决策提供科学依据，为改善水环境质量提供技术支持，为可持续水资源利用和环境保护作出贡献。
本文将重点探讨SWAT模型在水环境非点源污染研究中的应用，旨在提升对水环境问题的认识并促进水资源管理的发展。
2. 正文2.1 SWAT模型介绍SWAT模型，全称Soil and Water Assessment Tool，是一种用于水文模拟和流域管理的集成水文模型。
它由美国农业部自然资源保护局（USDA-NRCS）开发，旨在评估土壤侵蚀、非点源污染和水资源管理等问题。
SWAT模型基于流域尺度，结合了土地利用、气象、土壤和其他地理信息数据，模拟流域内水文过程的动态变化。
基于SWAT模型的湿地系统非点源污染模拟研究
基于SWAT模型的湿地系统非点源污染模拟研究刘建奇;张晓惠;刘红磊;卢学强;闻铁;陈晨【摘要】采用SWAT模型对天津临港生态湿地公园进行径流与非点源污染模拟,利用2012年10月至2014年9月的径流量实测值及降雨数据率定模型的参数,应用2014年10月至2015年9月的实测数据验证模型,并通过纳什模拟系数(En.)、日平均径流相对误差(Er)以及决定系数(r2)判断模型的准确性.结果表明:(1) SWAT模型在临港生态湿地公园的径流模拟情况基本良好,可为其非点源污染模拟提供可靠的模型基础;(2)结合2014年进、出口水质实测数据,可以计算临港湿地公园对氮、磷污染物的降解能力.【期刊名称】《环境污染与防治》【年(卷),期】2016(038)008【总页数】5页(P39-43)【关键词】湿地系统;SWAT模型;非点源污染【作者】刘建奇;张晓惠;刘红磊;卢学强;闻铁;陈晨【作者单位】天津工业大学环境与化学工程学院,天津300387;天津市环境保护科学研究院,天津300191;天津市环境保护科学研究院,天津300191;天津市环境保护科学研究院,天津300191;天津临港园林建设有限公司,天津300452;天津市环境保护科学研究院,天津300191【正文语种】中文SWAT模型是由美国农业部农业研究中心(USDA-ARS)开发的一种非点源污染负荷计算模型，用于计算不同气候条件、土壤类型以及管理措施下的各种土地利用形式的非点源污染物负荷模拟与评估[1-2]。
SWAT模型主要基于SWRRB，集合了GREAMS、GLEAMS、EPIC和ROTO等模型的优点，且模型自推出以来，不断地进行软件升级与组建更新，迄今为止已在美国众多国家项目中得到广泛应用，其有效性得到了国外许多研究者以及研究项目的证明[3]。
近年来，我国学者对SWAT模型的应用主要集中在流域径流、环境变化下水文气候效应的模拟研究上，研究者先后在陕西秃尾河[4]、山东黄水河[5]、甘肃金塔河[6]、青海湟水[7]、黑龙江黑河[8]、太湖[9]进行了流域径流模拟研究。
《基于SWAT模型的汾河上游流域非点源污染特征研究》范文
《基于SWAT模型的汾河上游流域非点源污染特征研究》篇一一、引言非点源污染是指由于雨水冲刷和地表径流引起的污染，与点源污染（如工厂排放）相比，其来源广泛且难以控制。
汾河作为我国重要的河流之一，其上游流域的非点源污染问题日益突出，对河流生态安全和下游用水安全造成了严重影响。
本文利用SWAT（土壤和水评估工具）模型，对汾河上游流域的非点源污染特征进行了深入研究。
二、研究区域与数据准备本研究选取了汾河上游流域作为研究对象，该区域地理位置重要，非点源污染问题严重。
我们收集了该流域的数字高程模型（DEM）、土壤类型、土地利用类型等基础地理数据，以及气象数据、水质监测数据等。
此外，我们还利用SWAT模型的数据库，建立了适合该流域的模型参数。
三、SWAT模型应用及非点源污染特征分析SWAT模型是一种具有物理基础的分布式水文模型，能够模拟流域尺度的水循环过程和污染物的迁移转化。
我们将收集到的数据输入SWAT模型，模拟了汾河上游流域的径流、泥沙和污染物负荷等过程。
通过模型模拟结果，我们分析了非点源污染的特征。
首先，非点源污染主要来源于农业活动，尤其是化肥和农药的使用。
其次，非点源污染在雨季尤为严重，与降雨强度和径流量的变化密切相关。
此外，非点源污染的空间分布也呈现出明显的规律性，与土地利用类型和土壤类型密切相关。
四、污染来源及影响因素分析通过进一步分析，我们发现非点源污染的主要来源包括农业活动、城镇生活、工业生产等。
其中，农业活动是主要的污染来源，化肥和农药的过量使用是导致非点源污染的主要原因。
此外，城镇生活和工业生产也会对非点源污染产生一定影响。
影响因素方面，降雨是导致非点源污染的关键因素之一。
降雨强度和降雨量的变化会直接影响径流量和泥沙量，从而影响非点源污染的程度。
此外，土地利用类型、土壤类型、植被覆盖度等也会对非点源污染产生影响。
五、对策与建议针对汾河上游流域的非点源污染问题，我们提出以下对策与建议：1. 加强农业管理，推广科学施肥技术，减少化肥和农药的使用量。
第八讲 SWAT的非点源污染模拟 ppt课件
第八讲 SWAT的非点源污染模拟
➢藻类（或叶绿素a）的生长和分解可以通过 与生长率、呼吸速率、沉降率以及当前河 流中藻体数量建立函数计算得出。
a lg a e aa lg a e aa lg a e d1e a p lg at e h TT
NO3-N
吸收
NH3-N
第八讲 SWAT的非点源污染模拟
➢允许模拟3种 ➢SWAT的重金属来源于点源输入。重金属运
移是SWAT的物质运移模拟中唯一一个不考 虑HRU因素的物质运移，仅是简单地计算 随河网系统水流演进过程和物质量平衡。
31
第八讲 SWAT的非点源污染模拟
SWAT湖泊、水库水质模型采用了一个 简单的污染负荷平衡模型。同时在模拟较 为复杂的湖泊时，SWAT采用了分布式 WASP水质模型。
土壤初始氮
初始硝酸氮
NO 3con,zc7exp10z00
腐殖质有机氮 orghN u,m ly104o1rg4lC y
新有机氮
orgNfrsh,surf=0.0015·rsdsurf
硝化作用和氨挥发
硝化
Nn,ilty(fr n,ilfty n r,ilftyv ro,lly)Nn|ivto,lly
1、CBOD的底泥沉降； 2、CBOD的氧化分解（耗氧）
cb k o 1 c d b k 3 o cd b T o T d
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第八讲 SWAT的非点源污染模拟
➢溶解氧(DO)：
水体中的溶解氧浓度和大气复氧、光合作用、 动植物呼吸作用、底泥需氧量、生化需氧量、 硝化作用、盐度、温度等相关。
农药模拟模块
河道水质模块
非点源污染模块
作物生长模块
河道演算模块
模型扩展应用
基于SWAT模型的北京沙河水库流域非点源污染模拟
基于SWAT模型的北京沙河水库流域非点源污染模拟刘博;徐宗学【期刊名称】《农业工程学报》【年(卷),期】2011(27)5【摘要】该文应用分布式水文模型SWAT,以北京昌平沙河水库流域为典型区开展研究,通过对流域非点源污染的调查、监测和模拟,定量计算和分析了非点源污染时空分布规律.结果表明:该模型在研究区适用性较好(月径流率定期R2=0.85,Nash-Sutcliffe效率系数为0.64;验证期R2=0.77,Nash-Sutcliffe效率系数为0.60),非点源污染占污染负荷总量的30～500%,汛期集中了全年泥沙、总磷流失量的70%和总氮流失量的50%,南沙河子流域是污染负荷的关键区.通过研究不同水文条件、土地利用和管理措施对流域非点源污染的影响,得出结论:非点源污染负荷贡献率随降雨量增加而增加,其偏枯水年贡献率为27.4%,平水年36.7%,丰水年52.3%.若全部排污口实施达标排放、流域内全部农田改为林地,径流量、氮磷负荷量均会减少40%～50%;若实施化肥施用量减半,氮磷负荷可降低20%左右.氮元素不同土地利用单位面积负荷由高到低依次为:果园>农田>草地>林地>城镇用地,研究成果将为流域水资源保护规划提供科学依据.%In this study, Soil and Water Assessment Tool (SWAT) was used to simulate the river discharge and Non-Point Source (NPS) pollution processes in the Shahe Reservoir catchment in Beijing. The model was nm with data of ten years period (1999-2008). The simulation results of monthly discharge, total nitrogen (TN) and total phosphorus (TP) showed that the SWAT model performed satisfactorily in the study area (R2=0.77～0.85, Ens=0.600).64 for monthly discharge;R2=0.65～0.78, Ens=0.530).72 for TN and TP). The NPS pollution contribution increased with thc precipitation,which accounted for 30％～50％of total pollution in different hydrologic years. Nanshahe sub-watershed was thc critical area in the pollution. Thc sediment and TP accounted for 70％of the total volume in the flood period from June to September. In addition, seven scenarios ware set up to analyze the degree of NPS pollution within different hydrological conditions, landuses and management measures by using SWAT model. Results show that, if all point sources reach, the standard level, and all farmland is change into forest, discharge and pollutant loads will decrease by 45％～50％.Pollutant loads will decrease by nearly 20％ with the decrease of fertilizer uses. Nitrogen load per unit area in ranks is:orchard＞ farmland＞ pasture＞forest＞ urban land. This study provides important scientific basis for the planning and management of the water resources in thc Shahe Reservoir catchment.【总页数】11页(P52-61,封2)【作者】刘博;徐宗学【作者单位】北京师范大学水科学研究院,水沙科学教育部重点实验室,北京,100875;北京师范大学水科学研究院,水沙科学教育部重点实验室,北京,100875【正文语种】中文【中图分类】S127【相关文献】1.基于SWAT模型的汤浦水库流域非点源污染模拟 [J], 施练东;俞海平;朱建坤;方勇;魏张文2.基于ArcSWAT模型的湔江流域非点源污染物运移模拟分析与评价 [J], 邢立文; 魏新平; 董娟3.基于ArcSWAT模型的湔江流域非点源污染物运移模拟分析与评价 [J], 邢立文;魏新平;董娟4.基于SWAT模型的流域非点源污染模拟——以密云水库北部流域为例 [J], 王晓燕;秦福来;欧洋;薛亦峰5.有限资料条件下基于SWAT模型的泗合水流域非点源污染模拟 [J], 冯麒宇;胡海英;刘俊达因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
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年基于SWAT模型的南四湖流域非点源氮磷污染模拟及湖泊沉积的响应研究》范文
《基于SWAT模型的南四湖流域非点源氮磷污染模拟及湖泊沉积的响应研究》篇一一、引言随着工业化和城市化的快速发展，非点源污染已成为水体污染的重要来源之一。
南四湖流域作为我国重要的淡水湖泊群，其非点源氮磷污染问题日益突出，对湖泊生态环境和人类健康造成了严重影响。
因此，研究南四湖流域非点源氮磷污染的来源、迁移转化及湖泊沉积的响应机制，对于保护湖泊生态环境、实现可持续发展具有重要意义。
二、研究区域与方法本研究以南四湖流域为研究对象，采用SWAT（Soil and Water Assessment Tool）模型进行非点源氮磷污染的模拟。
SWAT 模型是一种分布式水文模型，能够模拟流域尺度的水循环过程和污染物迁移转化过程。
数据来源主要包括南四湖流域的数字高程模型、土壤类型、气象数据、土地利用类型等基础地理信息数据，以及氮磷等污染物的排放数据。
在建立SWAT模型的基础上，通过对模型参数进行率定和验证，确保模型的可靠性和准确性。
三、非点源氮磷污染模拟1. 模型构建与参数率定根据南四湖流域的基础地理信息数据，构建SWAT模型。
通过收集历史气象数据、土地利用类型数据等，对模型参数进行率定和验证，确保模型的可靠性和准确性。
2. 氮磷污染来源分析通过SWAT模型模拟南四湖流域的非点源氮磷污染过程，分析污染物的来源、迁移转化途径及影响因素。
结果表明，农业活动是南四湖流域非点源氮磷污染的主要来源，其中化肥和畜禽养殖是主要的污染源。
3. 污染负荷估算根据SWAT模型的模拟结果，估算南四湖流域的非点源氮磷污染负荷，包括年入湖负荷和月均负荷。
通过对比历史数据和趋势分析，评估非点源氮磷污染的严重程度和变化趋势。
四、湖泊沉积的响应研究1. 沉积物采样与分析在南四湖流域的不同湖泊中采集沉积物样品，通过实验室分析测定沉积物中氮磷等污染物的含量和分布特征。
2. 沉积记录解读通过对比不同时期沉积物的污染物含量和分布特征，解读湖泊沉积记录中的环境变化信息，包括气候变化、人类活动等对湖泊生态环境的影响。
基于SWAT模型的非点源污染模拟研究——以增江流域为例的开题报告
基于SWAT模型的非点源污染模拟研究——以增江流域为例的开题报告一、研究背景随着经济的快速发展和人口的增加，水环境污染问题已越来越严重，非点源污染成为水环境污染的主要来源之一。
非点源污染的特点是分散、多源、难以准确识别和监测，造成水环境恶化的影响程度大，严重威胁生态环境和人类健康。
因此，如何有效地识别、监测和治理非点源污染已成为当前水环境管理的重点和难点。
增江流域位于华南地区，是一个典型的农业流域，其中包括大面积的水稻田和果木园地。
在当地人民推动农业生产进步的同时，也必然带来了农业面源污染不可避免的问题，这一问题也日益成为当地水环境治理的重点。
SWAT模型是模拟流域水循环的模型，在国际上已经得到广泛地应用。
利用SWAT模型可以对流域的水循环过程进行模拟，同时可以模拟非点源污染的转移和汇集过程，为流域水环境管理提供科学支撑。
因此，基于SWAT模型对增江流域非点源污染进行模拟研究，对于实现当地水环境治理长远可持续发展具有重要意义。
二、研究目的和意义本文旨在基于SWAT模型对增江流域非点源污染进行模拟研究，具体研究目的包括：1.识别增江流域非点源污染的类型和分布特点，深入分析其来源及其对流域水环境的影响。
2.利用SWAT模型对增江流域水文过程进行模拟，得出流域径流量和水质组成情况。
3.基于SWAT模型对增江流域非点源污染进行模拟研究，探究降解和吸附过程的影响因素，加深对流域污染来源及其影响程度的认识。
4.提出针对增江流域治理非点源污染的建议，促进当地水环境保护和管理，推动农业生产持久发展。
该研究的意义在于提高农业生产安全水平、保障水资源安全、改善水环境质量、推动经济社会持续发展等方面都有积极的作用。
能够为当地水资源利用和管理提供科学依据，为区域生态保护和治理提供经验借鉴。
同时，对SWAT模型在非点源污染模拟领域的应用探索也具有参考价值。
三、研究内容和研究方法1.研究内容本文研究内容主要包括：（1）增江流域非点源污染类型和分布特点的识别。
基于ＳＷＡＴ_模型的水库型水源地非点源污染模拟分析
应用于国内研究时ꎬ 需进行本土化构建 [１１] ꎬ 在中国
究区的 ＤＥＭ 数据ꎮ 根据每个栅格块的高程数据ꎬ 计
软件计算得出相应土壤参数ꎬ 将其导入 ＳＷＡＴ 土壤数
算各个单元水流向ꎬ 通过流向确定水流累计矩阵ꎬ 确
据库ꎮ
定阈值ꎬ 并将水流累计值大于该阈值的点连接起来形
成河网 [１０] ꎮ
１ ２ ２ 土地利用数据
(１ 江苏省水文水资源勘测局扬州分局ꎬ 江苏 扬州 ２２５０００ꎻ ２ 句容市水利局ꎬ 江苏 镇江 ２１２４００)
摘 要: 月塘水库为仪征市应急备用水源地ꎬ 流域内农业为主要产业ꎬ 由农业活动产生的非点源污染也成为该水
库污染物的主要来源ꎮ 选择总氮 ( ＴＮ) 、 总磷 ( ＴＰ) 作为污染物代表指标ꎬ 构建 ＳＷＡＴ 模型ꎬ 模拟月塘水库流
Ｖ２) ꎮ
通过敏感性分析ꎬ 最终筛选出对于径流过程模拟
敏感性较高的 １０ 个参数进行模型率定ꎮ
本次 模 拟 效 果 评 价 指 标 综 合 考 虑 百 分 比 偏 差
图 ２ 研究区河网及子流域
( ＰＢＩＡＳ) 、 纳 什 效 率 系 数 ( ＮＳＥ ) 以 及 决 定 系 数
(Ｒ ２ ) ꎮ ＰＢＩＡＳ 体现模拟值和实测值的累积偏差ꎬ 用于
农业管理数据
作物、 灌溉、 施肥等数据
按作物生长期
统计年鉴农业相关制度
水文数据
出入库水量数据
逐月
水文部门
１ ２ １ ＤＥＭ 数据
原始土壤数据库中相关参数主要对应美国土壤特性ꎬ
需将其导入 ＡｒｃＧＩＳꎬ 经过投影变换、 掩膜提取得到研
数据集的基础上新增土壤类型ꎬ 见表 ３ꎮ 通过 ＳＰＡＷ
栅格型 ＤＥＭ 数 据 中 包 含 全 球 空 间 及 高 程 数 据ꎬ
晋江西溪流域非点源污染的SWAT模型模拟
晋江西溪流域非点源污染的SWAT模型模拟
荣琨;陈兴伟;林文娇
【期刊名称】《亚热带资源与环境学报》
【年(卷),期】2008(3)4
【摘要】运用SWAT模型对晋江西溪流域的非点源污染进行了研究.在产流、产沙模拟的基础上,利用1973-1979年晋江西溪安溪站的氨氮、矿物磷实测值对模型进行校准,氨氮、矿物磷模拟的效率系数分别为069和079.模拟结果表明,1973-1979年西溪流域年均坡面非点源总氮流失量约为1 530 t或63 kg/hm2;总磷流失量约为270 t或11 kg/hm2;耕作农田是非点源污染的重要来源;非点源污染在西溪各子流域中的空间分布不平衡,蓝溪子流域部分污染较严重.
【总页数】7页(P37-43)
【作者】荣琨;陈兴伟;林文娇
【作者单位】福建师范大学化学与材料学院,福州,350007;福建师范大学地理科学学院,福州,350007;福建师范大学地理科学学院,福州,350007
【正文语种】中文
【中图分类】X522
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1.晋江西溪流域气候变化的SWAT模型模拟 [J], 张明旭;赵海英
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3.晋江西溪流域土地利用变化对非点源污染影响的SWAT模拟 [J], 荣琨;陈兴伟;
刘梅冰;林文娇;高杨
4.基于SWAT模型的晋江西溪流域产沙模拟 [J], 王林;陈兴伟
5.基于SWAT模型的晋江西溪流域绿水管理措施效益成本分析 [J], 荣琨;李学平;杨茜;罗杰;张晨曦
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基于SWAT模型的流域非点源污染模拟_以密云水库北部流域为例 (1)
农业环境科学学报２００８，２７（３）：１０９８－１１０５ＪｏｕｒｎａｌｏｆＡｇｒｏ－ＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔＳｃｉｅｎｃｅ摘要：本文利用ＳＷＡＴ（ＳｏｉｌａｎｄＷａｔｅｒＡｓｓｅｓｓｍｅｎｔＴｏｏｌｓ）模型，在ＧＩＳ技术和流域数字高程模型的支持下，对北京密云水库北部区域进行了流域非点源污染模拟研究，建立了一套适用于ＳＷＡＴ模型的研究区非点源污染基础信息库；根据２０００—２００２年的气象、水文、水质等监测数据，对研究区非点源污染负荷的时空变化进行模拟。
结果表明，在空间尺度上，白河流域产流（占总流域的４７．７５％）、产沙（占总流域的５３．６５％）最大，但潮河水系含沙量（占总流域的６２．５５％）最大；单位面积氮磷流失量最高区域在潮河水系的东部丘陵区安达木河控制流域，其次为西部山地区的白河水系控制流域，流失量最低的区域出现在潮河水系中部冲积扇区主河道控制流域。
在时间尺度上，８月份流量最大，占雨季总流量的５１．４８％；而硝态氮和矿物质磷在９月份输出最大，分别占雨季总输出８３．６４％和５０．５５％。
不同土地利用类型非点源污染流失负荷不同，不同土地利用类型非点源污染流失负荷不同，耕地负荷贡献最大，其次是农村居民点，林地的污染负荷贡献最小。
关键词：非点源污染；ＳＷＡＴ；时空变化模拟；密云水库流域中图分类号：Ｘ５２４文献标识码：Ａ文章编号：１６７２－２０４３（２００８）０３－１０９８－０８收稿日期：２００７－０７－３１基金项目：北京市科技项目“密云水库流域水土流失综合防治体系及示范推广研究”，北京市教委科技项目（ＫＭ２００５１００２８０１２）；北京市优秀人才计划（２００６１Ｄ０５０１６００２２５）作者简介：王晓燕（１９６７─），女，甘肃人，博士，教授，研究方向为流域水环境污染研究。
Ｅ－ｍａｉｌ：ｃｎｕｗｘｙ＠ｓｏｈｕ．ｃｏｍ基于ＳＷＡＴ模型的流域非点源污染模拟———以密云水库北部流域为例王晓燕，秦福来，欧洋，薛亦峰（首都师范大学资源环境与旅游学院，北京１０００３７）ＳＷＡＴ－ＢａｓｅｄＳｉｍｕｌａｔｉｏｎｏｎＮｏｎ－ｐｏｉｎｔＳｏｕｒｃｅＰｏｌｌｕｔｉｏｎｉｎｔｈｅＮｏｒｔｈｅｒｎＷａｔｅｒｓｈｅｄｏｆＭｉｙｕｎＲｅｓｅｒｖｏｉｒＷＡＮＧＸｉａｏ－ｙａｎ，ＱＩＮＦｕ－ｌａｉ，ＯＵＹａｎｇ，ＸＵＥＹｉ－ｆｅｎｇ（ＣｏｌｌｅｇｅｏｆＲｅｓｏｕｒｃｅ，Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ＆Ｔｏｕｒｉｓｍ，ＣａｐｉｔａｌＮｏｒｍａｌＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｂｅｉｊｉｎｇ１０００３７，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：ＳＷＡＴ（ＳｏｉｌａｎｄＷａｔｅｒＡｓｓｅｓｓｍｅｎｔＴｏｏｌ）ｍｏｄｅｌｉｓａｗａｔｅｒｓｈｅｄｓｃａｌｅｍｏｄｅｌｄｅｖｅｌｏｐｅｄｔｏｐｒｅｄｉｃｔｔｈｅｉｍｐａｃｔｏｆｌａｎｄｕｓｅｐｒａｃｔｉｃｅｓｏｎｗａｔｅｒｆｌｏｗ，ｓｅｄｉｍｅｎｔ，ａｎｄａｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌｃｈｅｍｉｃａｌｙｉｅｌｄｓｉｎｌａｒｇｅｗａｔｅｒｓｈｅｄｓｏｖｅｒｌｏｎｇｐｅｒｉｏｄｓ．ＳＷＡＴｍｏｄｅｌｗａｓａｐｐｌｉｅｄｔｏｓｉｍｕｌａｔｅｔｈｅｎｏｎ－ｐｏｉｎｔｓｏｕｒｃｅｐｏｌｌｕｔｉｏｎ（ＮＰＳ）ｌｏａｄｉｎｇｉｎｔｈｅｎｏｒｔｈｗａｔｅｒｓｈｅｄｏｆｔｈｅＭｉｙｕｎＲｅｓｅｒｖｏｉｒ—ｔｈｅｍｏｓｔｉｍｐｏｒｔａｎｔｓｏｕｒｃｅｏｆｄｒｉｎｋｉｎｇｗａｔｅｒｓｕｐｐｌｙｉｎＢｅｉｊｉｎｇ．ＴｈｅｂａｓｉｃｄａｔａｂａｓｅｆｏｒＳＷＡＴｍｏｄｅｌｉｎｔｈｅｓｔｕｄｙａｒｅａｈａｓｂｅｅｎｅｓｔａｂｌｉｓｈｅｄｕｓｉｎｇｔｈｅＧＩＳａｎｄＶｉｓｕａｌＦｏｘｐｒｏ６．０ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ．Ｔｈｅｓｉｍ－ｕｌａｔｉｏｎｏｆＮＰＳｌｏａｄｉｎｇｗａｓｃａｒｒｉｅｄｂｙＳＷＡＴｍｏｄｅｌｕｓｉｎｇｔｈｒｅｅｙｅａｒｓ（２０００—２００２）ｄａｔａ．Ｔｈｅｓｐａｔｉａｌａｎｄｔｅｍｐｏｒａｌｖａｒｉａｔｉｏｎｓｏｆｌｏａｄｉｎｇｓｗｅｒｅｔｈｅｎａｎａｌｙｚｅｄ．Ａｔｔｈｅｓｐａｔｉａｌｓｃａｌｅｓ，ｔｈｅｗａｔｅｒｓｈｅｄｏｆｔｈｅＢａｉｈｅＲｉｖｅｒｈａｄｈｉｇｈｅｒｆｌｏｗａｎｄｓｅｄｉｍｅｎｔｌｏａｄｓ；ｈｏｗｅｖｅｒ，ｔｈｅＣｈａｏｈｅＲｉｖｅｒｈａｄｈｉｇｈｗａｔｅｒｃｏｎｔｅｎｔｏｆｓｅｄｉｍｅｎｔ．ＴｈｅｅａｓｔｅｒｎｈｉｌｌｙｗａｔｅｒｓｈｅｄｏｆｔｈｅＡｎｄａｍｕＲｉｖｅｒｅｘｈｉｂｉｔｅｄｔｈｅｈｉｇｈｅｓｔｎｕｔｒｉｅｎｔｌｏａｄｐｅｒｕｎｉｔａｒｅａ，ｆｏｌｌｏｗｅｄｂｙｔｈｅｗｅｓｔｅｒｎｍｏｕｎｔａｉｎａｒｅａｏｆｔｈｅＢａｉｈｅＲｉｖｅｒｗａｔｅｒｓｈｅｄ，ａｎｄｔｈｅｌｏｗｅｓｔｌｏａｄｗａｓｆｒｏｍｔｈｅｃｅｎｔｒａｌａｌｌｕｖｉａｌｐｌａｉｎｏｆｔｈｅＣｈａｏｈｅＲｉｖｅｒｗａｔｅｒ－ｓｈｅｄ．Ｏｎｔｈｅｔｅｍｐｏｒａｌｓｃａｌｅ，ｔｈｅｈｉｇｈｅｓｔｆｌｏｗｓｗｅｒｅｏｂｓｅｒｖｅｄｉｎＡｕｇｕｓｔａｎｄｈｉｇｈｅｓｔｎｕｔｒｉｅｎｔｌｏａｄｉｎＳｅｐｔｅｍｂｅｒ．ＷｏｏｄｌａｎｄｓｃｏｎｔｒｉｂｕｔｅｔｈｅｓｍａｌｌｅｓｔＮＰＳｌｏａｄｉｎｇ，ｏｒｃｈａｒｄｓａｒｅｔｈｅｓｅｃｏｎｄｓｍａｌｌｅｓｔｃｏｎｔｒｉｂｕｔｏｒ，ａｎｄｆａｒｍｌａｎｄｓｃｏｎｔｒｉｂｕｔｅｔｈｅｈｉｇｈｅｓｔＮＰＳｌｏａｄｉｎｇ．Ｗａｓｔｅｗａｔｅｒｄｉｓｃｈａｒｇｅｆｒｏｍｖｉｌｌａｇｅｓｉｓｔｈｅｓｅｃｏｎｄｈｉｇｈｅｓｔｃｏｎｔｒｉｂｕｔｏｒ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｎｏｎ－ｐｏｉｎｔｓｏｕｒｃｅｐｏｌｌｕｔｉｏｎ（ＮＰＳ）；ＳＷＡＴ；ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｏｆｔｅｍｐｏｒａｌａｎｄｓｐａｔｉａｌｖａｒｉａｔｉｏｎ；ｔｈｅｗａｔｅｒｓｈｅｄｏｆＭｉｙｕｎＲｅｓｅｒｖｏｉｒ第２７卷第３期农业环境科学学报图１研究区域图Ｆｉｇｕｒｅ１Ｍａｐｏｆｔｈｅｓｔｕｄｙａｒｅａ非点源污染（Ｎｏｎ－ＰｏｉｎｔＳｏｕｒｃｅＰｏｌｌｕｔｉｏｎ）具有不确定性强、时空差异大、影响因素及作用过程复杂、污染监测困难等特点，为了对非点源污染进行有效的治理与控制，必须定量研究污染物的流失规律。
基于SWAT模型的圩区农业非点源污染模拟
基于SWAT模型的圩区农业非点源污染模拟
徐爱兰;王鹏
【期刊名称】《环境监控与预警》
【年(卷),期】2010(002)001
【摘要】以荻泽联圩为研究对象,应用SWAT模型模拟太湖流域典型圩区农业非点源产污规律,建立了研究区域的非点源污染基础信息库,实现了流域的空间参数化过程;将参数化过程中提取的模型参数纳入到数据库中统一管理,按照模型要求建立了数据库字段和参数内容的对应表,解决了模型运行时众多离散单元的自动赋值问题;采用虚拟水库控制技术,解决了SWAT模型在控制出流的圩区中的应用弊端.
【总页数】6页(P38-43)
【作者】徐爱兰;王鹏
【作者单位】南通市环境监测中心站,江苏,南通,226006;河海大学环境科学与工程学院,江苏,南京,210098;河海大学环境科学与工程学院,江苏,南京,210098
【正文语种】中文
【中图分类】X52
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1.基于SWAT模型新开发梯田模块的中国南方红壤区梯田水沙及养分流失模拟 [J], 邵辉;高建恩;Claire Baffaut;王克勤;樊恒辉
2.基于SWAT模型的紫色土丘陵区农业小流域非点源氮、磷输出模拟研究 [J], 薛菲;唐家良;赵举;章熙锋;申东;王芮
3.基于SWAT模型的平原河网区水文过程分布式模拟 [J], 李硕;赖正清;王桥;王志
华;李呈罡;宋鑫博
4.基于SWAT模型的黄土高原典型区月径流模拟分析 [J], 庞佼;白晓华;张富;刘雪峰;张佰林
5.基于SWAT模型的平原河湖水网区小流域径流过程模拟 [J], 丁洋;赵进勇;徐征和;彭文启;冯健;陈学凯
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重金属的运移
允许模拟3种 SWAT的重金属来源于点源输入。重金属 运移是SWAT的物质运移模拟中唯一一个 不考虑HRU因素的物质运移，仅是简单地 计算随河网系统水流演进过程和物质量平 衡。
蓄水体水质模拟
SWAT湖泊、水库水质模型采用了一个 简单的污染负荷平衡模型。同时在模拟较 为复杂的湖泊时，SWAT采用了分布式 WASP水质模型。
N nit|vol ,ly
N nit |vol ,ly
腐殖质有机氮 orgNhum ,ly 新有机氮
挥发 Nvol ,ly
orgNfrsh,surf=0.0015· rsdsurf
反硝化作用
矿化作用、分解作用/固氮作用
腐殖质矿化 如果γsw,ly ≥0.95，则 Ndenit,ly = NO3ly•(1-exp[-1.4γtmp,lyorgCly]) 如果γsw,ly <0.95，则 Ndenit,ly =0.0
4 solPstr orgP a lg ae TT str 2 a P,4 1000 depth
Algae
死亡 吸收
organic P
disP
orgP 2 a a lg ae P,4 orgP str str 5 orgP str TT
植物可利用磷
矿化 吸附 解吸 固持
土壤 有机 质
吸附态 无机磷
土壤初始磷
活性矿物磷 稳定矿物磷
minP act ,ly
min Psta,ly 4 min Pact,ly
1 pai Psolution,ly pai
无机磷的吸附作用
溶液中迁移到活性矿物库
Psol┃act ly = Psolutiont ly - minPact ly·
水体中的溶解氧浓度和大气复氧、光合作用、 动植物呼吸作用、底泥需氧量、生化需氧量、 硝化作用、盐度、温度等相关。 1、复氧过程。大气复氧、藻类的光合作用、水 体扰动复氧(坝体) 2、消耗过程。藻类的呼吸作用、CBOD耗氧、底 泥耗氧、铵氮硝化、亚硝氮硝化
Oxstr k 2 Oxsat Oxstr 3 a 4 4 a lg ae k1 cbod k4 5 N ,1 NH 4 str 6 N , 2 NO2 str 1000 depth
图 6-5 水质变量之间的相互影响关系
藻类模拟
藻类（或叶绿素a）的生长和分解可以通过 与生长率、呼吸速率、沉降率以及当前河 流中藻体数量建立函数计算得出。
1 a lg ae a a lg ae a a lg ae depth a lg ae TT
z NO3conc, z 7 exp 1000
orgCly 104 14
硝化
N nit ,ly
frnit ,ly ( frnit ,ly frvol ,ly )
frvol , ly ( frnit , ly frvol , ly )
氮元素
有机氮： 氨氮：
3 NH 4 str orgN NH fr a lg ae str N ,1 4 strt NH 4 1 a N ,3 TT 1000 depth
orgNstr 1 a a lg ae N ,3 orgNstr 4 orgNstr TT
pai 1 pai ) Psol┃act ly = 0.1· (Psolutiont ly - minPact ly·
腐殖质有机磷 orgP hum , ly 0.125 Nhum , ly
活性矿物库中迁移到溶液
矿化作用、分解作用/固磷作用
腐殖质矿化
淋溶作用
亚硝酸态氮： NO2 N ,1 NH 4 str N , 2 NO2 str TT 硝态氮： NO
3str N ,2
NO2str 1 frNH 4 1 a a lg ae TT
磷元素
磷循环和氮循环相似。藻体死 亡后，藻体内的磷转化为有机 磷。有机磷再经过矿化成为可 被藻类吸收的溶解态磷。同时 ，有机磷也可能会通过沉降作 用从河流中去除。 有机磷： 无机（可溶性）磷
模型非点源污染模拟原理
物质运移内容：
1、营养物，包括有机氮、铵氮、亚硝氮、硝氮、有机/ 无机磷； 2、农药；
3、重金属；
4、病原菌； 5、生化需氧量、溶解氧
过程：
与水循环过程类似，多数先在水文响应单元计算各种 产出量（陆面过程），再输出到子流域的滞蓄水体以 及河网系统进行循环过程
氮素的土壤循环
HRU的病原菌：
1、植物叶面；2、土壤溶液；3、吸附在土壤颗粒中
病原菌的运移模拟：
1、植物叶面的雨水冲刷；2、菌群的死亡-生长(3种介质）；3、土壤
溶液中细菌的淋溶（淋溶的细菌认为死亡）；4、地表产流带走；5、
在地表水体中（主河道、仅水库）随水流演进，并仅考虑死亡过程
河道水质模型
SWAT模型中的河流水质模型采用QUAL2E模型 。该模型是以溶解氧为中心的多变量的综合性河流 水质模型。它能按照使用者的要求，模拟河道中泥 沙、叶绿素——藻类、有机氮、氨氮、有机磷、可 溶性磷、亚硝酸盐、硝酸盐、矿物质磷、生化需氧 量、溶解氧、农药、三种任选的重金属等不同水质 指标的浓度变化过程。
BOD
降水
点源污染
降水
地表径流
泥沙负荷
河道水质模型
坡面汇流
BOD 磷
湖泊水体水质 模型
大气 溶解氧 藻类 底泥
排污口
河流、湖泊
氮 底泥
底泥
流域污染物迁移转化过程示意图
模型概述
非点源污染模块 河道水质模块
湖泊、水库水质模块
模型概述
农药模拟模块 河道水质模块
非点源污染模块
作物生长模块
河道演算模块
模型扩展应用
表层和亚表层施药
挥发
冲洗 入渗 分解
产流带走
淋溶
淋洗作用： pstf,wsh = frwsh· pstf
降解作用： psts,ly,t = psts,ly,0· exp[-kp,sol· t]
病原菌运移
病原菌的来源：
SWAT仅概念性地模拟两种菌群，一种为可长久生存的，一种为相 对短命的。病原菌来自于绿肥(动物粪便），SWAT的肥料类型数据库 中有各种绿肥的含菌量参数。在施肥过程中，病原菌也一同施入， 并在植物叶面和表层10mm的土层中进行分配。另外可通过点源输入。
磷运移
农药的地表水体循环
主河道中（仅模拟一种农药）：
1、水中：降解、挥发、底泥沉降、出流； 2、底泥中：降解、再悬浮、解吸附、掩埋；
滞蓄水体中（仅水库，过程与主河道基本一致）
挥发 流入 流出
溶液态
吸附
微粒态
分解
水体
扩散 再悬浮 沉降
底泥
溶液态
吸附
微粒态
分解
掩埋
农药的地表水体循环
叶面施药 挥发
降解
N trns ,ly
Nmina,ly min ( tmp ,ly sw,ly )1/ 2 orgNact ,ly
作物残余的分解和矿化
1 trns ,ly orgNact ,ly 1 fr orgNsta ,ly actN
生化需氧量及溶解氧
生化需氧量(CBOD) ：
指水体中有机物质分解所需要的氧气的总量。
由点源输入到河网系统，在主河道和水库中循
环。
1、CBOD的底泥沉降；
2、CBOD的氧化分解（耗氧）
cbod k1 cbod k3 cbod TT
生化需氧量及溶解氧
溶解氧(DO)：
NO3-N
吸收
disP
Light
NH3-N
Algae
死亡
organic N
organic P
藻类模拟
呼吸或死亡速率： 沉降速率：
1 1,20 1.047T
wa ter Leabharlann 0 a a,20 1.047T
wa ter 20
生长速率：
a,20 max FL FN FP
SWAT模型监测土壤中的五种不同氮库:
无机氮库（NH4+和NO3-） 有机氮库（新有机氮、活性有机氮和稳定有机氮）
新有机氮（Fresh organic N）是指以农作物残余和微生物的形式存在的有机氮; 活性有机氮和稳定有机氮是指土壤中以腐殖质形式存在两种不同类型的氮。
土壤初始氮
初始硝酸氮
硝化作用和氨挥发
K L I phosyn ,hr 1 FL 光 k depth ln K I t L phosyn ,hr exp k t depth C NO3 C NH 4 氮 FN C NO3 C NH 4 K N
Pmina,ly = 1.4•βmin •γtmp,lyγsw,ly•orgPact,ly
作物残余的分解和矿化
Pperc
Psolution,surf w perc ,surf 10 b depthsurf k d , perc
Pdec,ly 0.2 ntr,ly orgP frsh ,ly
模型概述
SWAT模拟流域内泥沙、藻类、溶解氧、有机污染、多种 不同形式的氮、磷以及农药等污染物质的运移与转换。物 质循环模型可以分为非点源污染模块、河道水质模块以及 湖泊水库水质模块。据统计，目前已在国际期刊上发表相 关文献近200篇，中国知网收录文献292篇。