运行WEPP模型进行基本的模拟

第二部分运行WEPP模型进行基本的模拟
1 启动和运行默认项目
在“程序”下选择WEPP或者点击桌面快捷图标，启动WEPP程序。

然后，屏幕上出现启动主程序的窗口。

WEPP模型带有默认的坡面项目数据。

用户可以用这些默认的输入数据运行WEPP并进行模拟，系统允许用户根据需要修改和自定义默认项目。

但是，需要与系统的默认项目有所区别。

WEPP模型软件通过设定项目进行模拟。

一个项目是一个自定义格式的文本文件，这个文件记录或描述如何运行模拟程序，包括模拟所用的选项，调用的数据文件或参数等。

启动界面如图2-1示。

图2-1 启动界面
启动窗口允许用户运行默认的WEPP项目，也可以访问WEPP的其它类型的项目。

当点击window窗口右下方的选项框时，可以关掉初始窗口以致在重启是不在显示此窗口。

图2-2 启动界面上任务选择界面
从任务选择界面选择项目显示首先显示的是什么，包括：
（1）用默认WEPP项目——加载和运行默认项目
（2）创建新的坡面项目——创建新项目的步骤
（3）打开一个已有的坡面项目——加载一个存在项目
（4）打开一个工作表项目集——加载一个已有项目的表格
（5）打开一个流域项目——加载一个流域模拟项目
如果选择“用默认WEPP项目”，那么点击“Start Task”（启动任务）按钮，系统将用默认输入数据运行WEPP模型并且在主程序窗口显示模型运行的结果。

图2-3 默认数据的运行结果
Windows界面主窗口显示坡面的图形描述，提供访问数据库和显示输出结果的链接口。

WEPP模型根据输入的坡度信息绘制坡面形状。

通过点击坡面图形的上、中和下各层，可分别输入作物管理、坡度信息和土壤信息。

点击窗口上方中央的气象站图标选择或生成输入气候数据。

界面的底部说明水平轴的长度的度量单位为公制或英制。

界面的左上方显示和输入与项目有关的说明文字。

当前项目所用的输入坡度文件和输入气候文件会在相应的坡度和气候文件输入区列出，同时坡度和气候文件输入区具有下拉列表，通过它可以选择数据库中存在的任何其它文件。

这些输入区右边的文件夹图标允许直接访问坡度和气候的查看/编辑窗口。

窗口的底部列出不同土壤类型和作物管理措施下的土壤侵蚀量和沉积量。

默认项目只有一个单一的管理措施和单一的土壤，因此只显示一行。

用在当前模拟上的数据库中的管理轮作和土壤信息名称显示在列表的第一行，其它管理措施和土壤可以在下拉列表中选择。

点击管理措施或土壤名称右边的文件图标可以访问各自的管理轮作编辑器或土壤编辑器。

2 显示默认项目运行的输出结果
运行默认项目后，屏幕右上角的小表格或者坡剖面的坡度层都显示对径流和土壤流失的输出结果。

该表的表头为模拟年限，内容包括整个坡面多年平均降雨量、径流量、土壤流失量（从剥离区域开始）和沉积量。

以平均每年计算，发生土壤流失的坡面部位用红色而沉积的部位用绿色显示。

从界面上可以看出，坡度最陡的地方具有最大的侵蚀量。

在坡剖面的上部和底部附近显示出较低的侵蚀速率，但没有预测剖面的沉积量。

光标移动到界面的坡度层
可以显示出剖面上每一点的土壤流失和沉积量的值。

点击主窗口底部的“土壤流失曲线”，“图形输出”，或“文本输出”按钮可以显示其他输出结果。

下面将逐一讨论这些按钮的功能。

图2-4 不同格式输出结果的选项
2.1 土壤流失曲线（Soil Loss Graph）
点击“土壤流失曲线”按钮可以显示土壤侵蚀图和沉积曲线图。

下面的窗口将显示描述剖面年平均土壤流失量的空间分布图。

该图所显示的信息与上面所述的剖面中用红色或绿色显示的信息相同。

图2-5 土壤流失量曲线
红色线代表坡剖面的形状。

红线下面的绿线代表剖面上相应点的土壤流失或沉积。

两条线比较靠近的地方说明发生微度侵蚀；在两条线相距较远的地方发生强烈侵蚀。

从曲线图上可以看出，坡度较陡的部位的下方侵蚀最强烈。

底部灰色图形块曲线图形显示的信息与在Y 轴上的实际侵蚀速率相同。

2.2 文本输出（Text Output）
点击位于主窗口底部的“文本输出”按钮可以选择和显示WEPP模型的文本输出结果。

同时，也可以显示WEPP模型的输入数据。

图2-6 不同格式输出结果的选项
弹出“WEPP输出列表”窗口，列出WEPP模型已有的文本格式输出文件。

通过选则
文件名再点击“查看”按钮，或直接双击输出文件名就可以打开该文件。

图2-7 WEPP模型输出的选择菜单
模型显示的默认文本文件为“WEPP的主要输入结果”。

该输出文件包括详细的水文和侵蚀的模拟结果，并以记事本或写字板格式来显示。

图2-8 WEPP模型输出的文本文件
2.3 图形输出（Graphical Output）
运行WEPP模型后，可以得到以图形形式输出模型结果。

WEPP模型提供90个日参数值进行图形分析。

点击“图形输出”按钮，可以显示图形输出结果。

图2-9 不同格式输出结果的选项
图2-10 不同格式输出结果的选项
弹出图形输出窗口后，利用下拉列表，选择X、Y和Y’（次纵轴）变量。

用户可以选择曲线的类型，这些曲线类型包括线形图，散点图、条形图和面积图。

同时，可以显示所有的变量。

每个坡面流单元（Overland Flow Elements，OFE）具有变量的唯一值。

OFE指的一坡面单元，其具有相对均一的土壤类型和作物管理措施。

WEPP模型一次可以显示4个曲线图。

这些图具有很多选项，例如放大和打印。

光标移动到图形上，单击右键，弹出菜单显示对图形进行操作的所有选项。

对所要缩放区域的左上角点击鼠标左键不放，拖到该区的右下角实现缩放。

3 改变WEPP模型运行选项和运行当前项目
主窗口底部的另外两个按钮允许你运行WEPP模型的当前项目和更改项目的运行选项。

点击“运行选项”按钮，弹出运行选项窗口。

图2-11 改变模型运行选项
在“运行选项”窗口中，用户选择所要的WEPP输出内容和连续模拟的年限。

一般情况下，应用WEPP模型模拟的年限为30—100年。

然而，模拟这些年会产生大量的模型输出文件。

用户可以选择“输出每年的结果”选项同时不选其他的输出选项，可以运行较长时间长的模拟。

现在改变模拟年限为1年到10年，返回到主界面，点击窗口“运行”按钮，右下图是运行10年的模拟设置。

图2-12 模型运行选择选项
改变了允许设置以后，按运行按扭开始模拟。

WEPP 模型每次运行时，都会在屏幕中央出现小窗口，显示运行进程。

如下图：
新设置后的运行
完成10年的模拟后，输出结果显示的数字将会被更新。

图2-14 新的模拟结果
4 重现期分析
重现期是一个事件数次之间的时间间隔。

计算方法：对于日序列数据去除掉零值后，从小到大进行排序。

用韦布尔公式计算每个事件发生的重现期：
重现期 = （N/k ）/[1-R/(k + 1)]
式中：N 是数据年数，k 是事件发生的次数，R 是数据所在的等级序列数（1是等级最小值，k 是等级最大值）。

计算重现期时，建议最小运行
步长至少是最长重现期的两倍。

为
确定周期的合理性，用户必须详细
检查运行结果。

一些情况下，比如，
沙漠或旱地条件下，很少发生降雨，
这就需要加大运行步长。

用户点击“运行选项”按钮和
选择“重现期汇总表”选项，设置
重现期的输出内容。

同时还要确定
模拟的年数，这里选择100年，请
不要选择“图形输出”选项。

接着，点击“确认”，返回到
WEPP 的主窗口并且点击“运行”按钮10次。

这样，WEPP 运行100年的模拟，重现期在屏幕底部将激活。

图2-15 重现期分析完成后的主界面
图2-15 重现期分析
图2-16 重现期计算结果
点击“重现期”按钮，显示重现期表。

最长重现期为模拟时间的二分之一。

结果显示不同事件和它们发生的频率。

例如，每隔25年就会发生一次47.7mm径流深的降雨。

视图如下：
图2-17 重现期计算结果及其日径流量
点击“设置”按钮，改变重现期的数字。

同样，点击“显示”按钮，界面用图表显示重现期。

5 工具栏
窗口上部的工具栏包含有14个图标，这些图标允许用户快速实现一些操作。

这些工具包括中一些Windows操作系统的通用工具和WEPP模型的专门工具。

整个工具栏设置如下所示：
图2-18 WEPP模型的工具
光标移动到图标上，右边小窗体就会显示图标的功能。

创建一个新的项目；打
开一个已存在项目；
保存当前项目；分别实现对当前层中剪切、复
制、粘贴、删除和打印；输入和显示当前层；切换英制和公制单位；设置界面参数；在标准剖面视图和主屏幕输入选择间切换；访问界面的在线帮助。

5.1 更改主视图
用户点击视图切换图标（图2-19），项目主
视屏将被改变（图2-20）。

图2-20 改变后的主项目主视屏
上面的视图上，显示了更多的输出和输出信息。

值得注意的是，可以在左上角度看到与项目有关的信息。

当前的坡度和气候文件，均可被弹出，并允许选择数据库中已有的文件。

而其右边的文件夹图标，允许用户直接访问坡度、气候的编辑窗口。

在此屏幕的下方是在一定作物管理和土壤条件下流失量和沉积量的详细信息。

在默认的项目中，仅仅只要单一的作物管理和土壤条件，所以也就只有一行信息被显示。

从数据库中读取并应
用于当前模拟的轮作和土壤数据文件名称显示在第一行，而关于作物管理和土壤方面的更多信
图2-19 视图切换图标
息，则可以从下拉式列表中选择。

点击作物管理或土壤名后的文件夹图标，可以激活轮作和土壤编辑器。

5.2 用户自定义选择参数
点击工具栏上的，弹出用户自定义界面显示的一些参数。

图2-21 启动用户自定义选择参数工具
参数选择窗口，允许用户更改常规窗口和项目的外观。

例如，在“显示”标签下，可以看出，主窗口当前的设置为以3-D图显示坡面，显示坡面层的土壤侵蚀梯度、数据输入区、采用英制单位，显示输出的栅格表。

通过点击第三和第四行选项，用户可设置以红色显示的土壤侵蚀或者沉积量的阈值。

如果用户输入土壤容许值是4 t/A，那么所有大于4 t/A的土壤流失量用红色显示，而0～4 t/A的土壤流失量按照白色到红色比例换算显示。

图2-22 用户自定义选择参数
在“图形”标签下，用户可以在参数选用表上根据图形输出选择显示一些参数。

用户仅选择图形输出坡面日序列的土壤流失量和沉积量，点击“全部清除”按钮，然后点击输出部分的7个输出选项。

图2-23 选择图形显示的设置
点击“确认”或“取消”按钮，可退出上面的用户参数选择界面。

5.3 在土壤和管理层插入断线
WEPP模型具有十分强大的功能，使之可用来模拟坡面具有多个管理措施和土壤类型的情况。

在土壤或管理层中，移动光标到插入断线的地方，然后单击右键，从弹出的菜单中选择“Insert Break”。

一个断线可以将坡面从土壤或管理措施方面分别划分为数个部分。

图2-24 插入断线菜单
如果将土壤或者管理措施分为两部分，屏幕底部对其描述的表格也将被划分为相同组。

图2-25 插入断线菜单
5.4 导入不同土壤、管理措施、坡度或气候信息
可以用不同的方法导入已存在的土壤、管理措施、
坡度或气候信息到当前的项目中。

一个方法为，在前面
所示的主界面中，点击下拉列表，从该列表中选择另外
的项目。

例如，改变坡面的土壤类型，用户可以在屏幕
底部右边的土壤图表里点击第二行的黄绵土，选择所需
的土壤类型。

如果选择Keith 土壤，新的土壤信息就会被访问，同时下面的土壤截面的颜色变为Keith 土壤的棕色。

图2-27 导入土壤数据后界面的变化
图2-26 导入土壤数据
现在，运行一个10年的模拟，并且看其运行结果：
图2-28 导入新数据后的运行
从左上角的模拟结果可以看出，Keith土壤的土壤流失量较小。

土壤的性质对其所在坡面部位和坡面总侵蚀量都会有影响。

左键单击所要改变层，点击按钮，可以进入该层的数据库，选择要改变的文件名。

6 鼠标的特殊功能
鼠标具有强大的功能。

在窗口界面中，鼠标和工具栏的图标具有相同功能。

另外，鼠标还具有改变弧段长度的功能。

例如，光标移动到土壤层Keith的部分并单击左键，这时，Keith 土层以平行线画出的阴影显示，然后点击鼠标右键，弹出下图菜单。

在该菜单中，用户可以选择编辑Keith土壤参数、复制Keith土壤参数到缓冲区、删除Keith土壤截面层、改变Keith 土壤类型为其他土壤类型和插入一个断点或更改Keith截面的长度。

图2-29 利用鼠标改变坡长
“改变长度”选项允许用户对所选的部分输入确切的距离值。

这里输入的是23米。

重新运行后，删除Keith土壤区域。

7 主菜单上WEPP的其它项目选项
Windows 界面的主菜单位于界面的上部。

主菜单选项包括文件、编辑、视图、选项、窗口和帮助。

点击“文件”，弹出一个下拉窗口。

图2-30 主菜单和关于文件的下拉式菜单
File选项包括典型的Windows功能选项，例如打开一个新的项目，打开一个已经保存的项目，关闭当前项目，保存和另存当前项目。

同时，还有打印，打印预览和打印设置。

目前可以打开的项目的大部分功能都显示在窗口底部的列表中。

“另存为”具有非常重要的功能。

所有WEPP模型最初安装的默认项目（和数据库）被写保护的。

用户必须用其自己的新的和唯一的项目名称来存储和运行新的信息。

选择“文件︱另存为”，重新命名当前项目并保存。

如下图所示：
图2-31 利用新的文件名保存文件
在这个例子中当前项目是以wepp-test-1新名
字保存的，在当前窗口下的项目名称也会随着改
为该新名称。

在上面的下拉窗口中也有一些独特的选项：
打开项目设置、新项目设置和打开流域。

“打开流
域”允许用户编辑和运行已经保存的流域，指南
的第四部分将会介绍流域方面的模拟。

“项目设
置”允许用户定义和运行用户感兴趣的坡面项目
组。

如窗口所示，点击“设置新项目”，将弹出下
面的界面：
图2-33设置新项目
在该界面中，允许用户对已存在的项目归类并放到
一个图表中，并用同一个气象站
点、坡度、土壤或者管理措施数据运行
所有的项目组，最后保存在一个组名。

点击如上图所示的“Add Projects
to Set ”按钮，然后创建一个样本项目
集。

弹出下面的界面，它列出在默认目
录下当前存在的所有坡面项目。

用户可
以从中选择所要的项目或者从计算机
的其它地方选择所要的项目。

图2-32 其它选项
图2-34 保存项目集
创建一个含有三个种植苜蓿项目的项目集。

把鼠标放在“alfalfa”上点击左键，然后按住键盘中的Shift键，再点击“corn，soybean，wheat，alfalfa（4yrs）-no till”接着再点“corn，soybean，wheat，alfalfa（4yrs）-consv till”项目。

点击“打开”按钮，选择的项目就会输入到当前的Project Set 图形表，如下图所示：
图2-35 将选择的项目添加到当前项目集
点击屏幕左下角的“全部选择”按钮，然后再点击屏幕右下角的“另存集为”按钮。

然后，弹出下面的窗口：
图2-36 对新项目集的保存
为这个新的项目集输入一个名字——如“3-alfalfa-runs”，然后就像上图所示的那样点击“保存”项目集。

返回到“项目集表”，点击窗口底部中央的“运行选择的项目”按钮，这个项目集里的三个项目都将会运行，并且水土流失的输出结果会在该表中显示。

输出结果可以被显示和比较。

同时，也可以被复制和粘贴到Windows的其它程序中（如Word 或Excel）。

图2-37 运行项目集里的所有项目
窗口中的检查框允许用户这个图形表中用相同的气候，坡度和土壤文件运行所有的项目。

同时，点击“确认”按钮，退出该界面。

8 在线帮助
点击主窗口里的“帮助”选项，你可以访问帮助信息。

图2-38 启动在线帮助信息
帮助主题按照标准Windows帮助格式并且包括内容、索引和查找。

在任何界面的窗口中只要点击F1键就可以访问帮助信息。

图2-28 帮助信息。