SWAT

摘要： Although Tanzania has a large land suitable for irrigation development, only 4.2% of the arable land which is potential for irrigation has been developed. Mbarali District is characterized by commercial and small-scale irrigation activities for paddy production. Currently, surface water availability for irrigation in Mbarali District is dwindling due to high water demands. Inadequate studies that estimate water availability for irrigation is one of the underlying factors to the lack of irrigation development in many parts of Tanzania including in Mbarali District. This study, therefore, aimed to model surface water availability for irrigation development in Mbarali River sub-catchment Mbeya, Tanzania. The Soil and Water Analysis Tool (SWAT) model and field observations were used to accomplish the study. The model estimates that Mbarali River sub-catchment receives about 631 mm of total mean precipitation annually. About 53% of received precipitation is lost through evapotranspiration, 12% recharged to deep aquifer and the remaining 35% discharged to the stream flow through surface runoff, lateral flow and return flow from unconfined aquifer. Discharge to the steam flow contributes to the total annual means of river discharge ranging from 0 - 10 cubic meters per second at upper catchment to 120 - 140 cubic meters per second at lower catchment. The study recommends that the lower reach of the Mbarali River sub-catchment is potential for irrigation than the upper reach as it has potential river flow that can support irrigation activities. The study also notes the urgent need for water reallocation plan to meet competing water needs in the lower reach of Mbarali River sub-catchment. Moreover, the study addresses the potentiality of irrigation in upper catchment under sustainable water management practices including excavation of small ponds to capture and store surface runoff for dry season use or to supplement irrigation as the rainfall declines.

摘要： 径流过程呈现出的强非线性,使得现有水文模型的预测性能受到制约,深度学习等人工智能方法具有较强的非线性拟合能力,一定程度上可以突破现有瓶颈。为有效提取径流序列的非线性时变特征信息,提高径流模拟精度和多步预测性能,以雅砻江上游雅江流域为研究对象,建立了基于具有时变结构的ForecastNet径流预测模型,并与传统水文模型SWAT(Soil and Water Assessnent Teol)和神经网络模型RNN(Recurrent Neural Network)、LSTM(Long Short-Term Memory)及其组合进行对比分析。结果表明,ForcastNet模型在长预见期径流预测中有较强的适用性,能有效提高径流模拟及多步预测精度,为高精度实时径流预测提供了一种技术支撑。

摘要： 研究目的:探索大型露天煤矿区景观格局变化对水土流失的影响,为矿区的土地复垦与生态修复提供参考。研究方法:SWAT模型、景观格局指数、主成分分析、冗余分析。研究结果:(1)2000—2018年,平朔矿区整体上的水土流失程度加深,不同区域的水土流失量存在一定的差异,主要集中在包括排土场在内的矿区中部。(2)景观各子流域的斑块密度、边缘面积比、Simpson多样性指数和欧几里得最邻近距离整体上呈减小的趋势,平均斑块大小整体上呈增大趋势,连通度、面积加权平均分维数和回旋半径标准偏差变化较小。中部矿区和西部城区斑块变大,斑块空间分布更加集中且不均,破碎化程度变小。(3)所选景观指数能有效表达水土流失,其中Simpson多样性指数对水土流失的影响能力最强。研究结论:景观指数能有效表达水土流失,应合理规划,使景观格局向着抑制水土流失的方向发展,减少水土流失的风险。

摘要： 为明确我国高寒区积雪消融对春季农田土壤水分的作用,针对气象站点监测数据、遥感及陆面模式同化数据在时空分辨率方面存在的不足,以地处黑龙江省中部的呼兰河流域为例,利用SWAT(Soil and water assessment tool)模拟流域降雪、积雪、融雪等过程,研究流域内降雪、积雪、融雪的时空变化特征及其对春季农田土壤水分的影响。结果表明:呼兰河流域的平均降雪量、最大日积雪量、融雪量空间分布呈现自西向东逐渐增加的相近特征;积雪量、降雪量、融雪量变化率的空间分布特征相近,这些变化率在流域内大部分区域呈现增长趋势;降雪量、积雪量、融雪量的年时间序列关系密切,与土壤水分的年际变化趋势相近,农田土壤水分的年际变化受降水量影响较大;上年11月至当年3月的各月积雪量、上年11月降雪量、当年4月融雪量与当年春季4、5月农田土壤水分含量的相关性较显著;融雪水在3月下旬至4月上旬补给土壤水分,能够促使农田土壤水分短期上升,积雪量决定了融雪水对农田土壤水分的补给作用;农田土壤水分在融雪前下降趋势平缓,但在融雪后急剧下降。

摘要： The semi-distributed SWAT (Soil and Water Assessment Tools) model was used in this study to model the sediment yield in the watershed of the Aghien lagoon with an area of 365 km2, located in the north of the district of Abidjan (South-East from C?te d’Ivoire). A sensitivity and uncertainty analysis, as well as calibration of the SWAT model, was conducted using the Sequential Uncertainty Adjustment Procedure (SUFI-2) which is one of the programs interfaced with SWAT in the SWAT-Cup package (SWAT-Calibration-Uncertainty Programs). Five parameters of the SWAT model were found to be more sensitive to sediment fluxes. These have been modified (calibration) sparingly in order to improve the reproduction of observed sediments data. Two measures were used to assess the uncertainty analysis of the model: P-factor and R-factor. The R2 and Nash-Sutcliffe (NS) coefficients of determination were used to assess the quality of the calibration. The P-factor obtained is 0.58 and the R-factor is 2.28. The NS and R2 coefficients in calibration over the period from June 2014 to January 2015 are 0.51 and 0.86 respectively. These values indicate correct consideration of uncertainties by the model and satisfactory calibration of the SWAT model for solid fluxes. Then, the model was used to simulate the sediment fluxes at the horizons 2040 (2035-2056), 2060 (2057-2078) and 2080 (2079-2100) in order to assess the impact of climate change on sediments in the watershed of the Aghien lagoon. The results indicate that sediment fluxes could increase in the future under the RCP 4.5 and RCP 8.5 scenarios. With RCP 4.5, sediment fluxes would increase on average by 14.42%. They could increase by 17.95% on average under RCP 8.5.

摘要： 研究气候变化下大渡河流域的径流预测可有效提高未来该流域的水利资源利用率,为水电调度提供决策参考。首先利用逐步聚类算法对6套CORDEX区域气候模式1970—2005年数据进行校正和验证,模拟大渡河流域2030—2065年的气候变化趋势。之后建立了大渡河流域年尺度的SWAT(Soil&Water Assessment Tool)模型,使用SWAT-CUP对其进行率定和验证,最后以校正后的未来气象数据驱动SWAT模型,进行未来大渡河流域径流模拟。结果表明,在未来RCP4.5和RCP8.5情景下,该流域降水量变化幅度较小,最高温度、最低温度整体呈增长的趋势,未来径流将大致呈增加的趋势,且在2050年前后,径流波动趋势不一致。在2050年之前径流变化量较小,之后2种气候情景下的径流变化趋势明显变大,预报的不确定性也增加。

摘要： 位于内陆的和田绿洲,其水资源主要来自上游山区,山地径流的变化将直接影响社会经济活动。基于此,对和田河流域上游1980—2015年的降水、温度、径流的变化趋势以及降水、温度对径流的影响进行分析,构建相应的soil and water assessment tool(SWAT)模型,结合气候模式对未来6种气候变化情景下的径流进行预测。结果表明:1980—2015年和田河流域上游年均气温和年降水的变化率分别为0.31°C/10 a和16.5 mm/10 a,均呈显著增加趋势,年径流也呈上升趋势;以2009—2011年为基准期,若和田河上游降水量分别增加12.5%、10%和减少10%,则其径流量将分别增加8.19%、6.45%和减少6.23%;若和田上游流域温度分别增加0.3°C、1°C和2°C,则和田河径流量将分别增加1.96%、7.74%和12.99%;预设的6种情景径流量均呈现增加趋势,其中2021—2030年HADG_RCP8.5情景下径流量最小,为51.25亿m^(3)/a;2031—2040年,BCC_RCP4.5情景下径流量最小,为53.06亿m^(3)/a。所得结果可以为当地水资源调配提供理论支撑。

摘要： 随着新型城镇化等重大政策的实施,人类对于土地的利用与开发也逐渐深入,容易引起系列生态环境的变化。为了评估不同类型下的土地利用变化对水文响应的影响,选择浙江某实验区作为研究区域,依托成熟的SWAT模型,通过设置“新型城镇化建设”“退耕还林”“耕地开发”“实际变化发展”4类情景,分别计算流域多年的平均径流深度,并与搜集的实际水文测站数据进行对比分析。实验计算的结果表明:耕地转变为林地与园地后,流域的径流量有明显的减少,说明林地、草地的田间持水能力有所增加;城镇化的建设容易引起流域径流量有明显增加,在城市建设中需要综合考虑径流变化与经济效益;未利用地转化为耕地后,径流量有明显的增加,说明耕地削弱了防洪效应。

摘要： 针对自然状态下降雨时空异质性如何影响流域洪峰的难题,提出了基于RainyDay模型和SWAT模型的洪水频率分析方法。以东江流域为例,利用RainyDay模型构建不同重现期下的设计降雨,并将其重构为6种不同降雨时空异质性的降雨情景,将上述情景作为SWAT模型前端输入,定量模拟自然状态下流域洪峰对降雨时空异质性的响应。结果表明:当情景间的时间异质性差值趋于0时,随着情景间的空间异质性差值的增加,洪峰差值随之增大,最大洪峰差值超过700 m^(3)/s,平均洪峰差值超过300 m^(3)/s;当情景间的空间异质性差值趋于0时,随着情景间的时间异质性差值的增加,洪峰差值随之增大,最大洪峰差值接近700 m^(3)/s,平均洪峰差值超过200 m^(3)/s;在同一重现期下,降雨时空异质性均较高的情景所产生的洪峰高于其他情景,最大洪峰差值超过1000 m^(3)/s;降雨空间异质性对洪峰的影响较时间异质性更为显著。

摘要： 以内蒙古乌拉盖河流域为研究区,基于1982—2020年的水文气象数据以及归一化植被指数(Normalized Difference Vegetation Index,NDVI),采用Soil and Water Assessment Tool (SWAT)水文模型以及统计分析法,分析了气候变化背景下乌拉盖河流域植被响应特征及其对径流量的影响。结果表明:SWAT模型在乌拉盖河流域的适用性良好,率定期及验证期的Nash-Sutcliffe效率系数(NSE)及判定系数(R~2)均在0.62以上,相对误差(PBLAS)小于18.8%。近40年流域降水量以8.9 mm/10a的速率呈不显著减少,而温度和实际蒸散量分别以0.43°C/10a和2.8 mm/10a的速率增加,使流域呈暖干化趋势。在流域气候暖干化背景下植被呈好转趋势,而气候变化和植被恢复共同导致流域径流深的减少。研究结果能够为干旱、半干旱区内陆河流域生态保护及水资源的可持续利用提供参考依据。

摘要： 应用流域分布式水文模型SWAT,对东南沿海西溪流域1970～1979年的年、月产流产沙进行模拟,选取效率系数Ens,相对误差RE,决定系数R2三个指标用于模型适用性评价,研究结果表明该模型适用于东南沿海湿润区流域的产流产沙模拟,且精度较高。利用所构建的产流产沙模型,结合流域生态重建要求进行植被恢复的水文效应研究,结果表明研究区内采取15°～25°的坡耕地还林措施更有利于流域水土保持。

摘要： 应用流域分布式水文模型SWAT,对东南沿海西溪流域1970～1979年的年、月产流产沙进行模拟,选取效率系数Ens,相对误差RE,决定系数R2三个指标用于模型适用性评价,研究结果表明该模型适用于东南沿海湿润区流域的产流产沙模拟,且精度较高。利用所构建的产流产沙模型,结合流域生态重建要求进行植被恢复的水文效应研究,结果表明研究区内采取15°～25°的坡耕地还林措施更有利于流域水土保持。

摘要： 应用流域分布式水文模型SWAT,对东南沿海西溪流域1970～1979年的年、月产流产沙进行模拟,选取效率系数Ens,相对误差RE,决定系数R2三个指标用于模型适用性评价,研究结果表明该模型适用于东南沿海湿润区流域的产流产沙模拟,且精度较高。利用所构建的产流产沙模型,结合流域生态重建要求进行植被恢复的水文效应研究,结果表明研究区内采取15°～25°的坡耕地还林措施更有利于流域水土保持。

摘要： 应用流域分布式水文模型SWAT,对东南沿海西溪流域1970～1979年的年、月产流产沙进行模拟,选取效率系数Ens,相对误差RE,决定系数R2三个指标用于模型适用性评价,研究结果表明该模型适用于东南沿海湿润区流域的产流产沙模拟,且精度较高。利用所构建的产流产沙模型,结合流域生态重建要求进行植被恢复的水文效应研究,结果表明研究区内采取15°～25°的坡耕地还林措施更有利于流域水土保持。

摘要： 基于对SWAT模型特点及水文过程的概述,以泾河流域为例,通过模型数据库的建立、参数敏感性分析、率定、验证,模拟了1992～2001年的流量过程,取得了较好的模拟效果。在此基础上,将构建的5种不同土地利用/土地覆被情景分别输入SWAT模型,模拟土地利用/土地覆被变化的水文效应。结果表明:随着草地和林地面积的增加,年均径流量减少;地表裸露无植被时,午均径流量比模拟期增加20.36﹪;地表全部为林地草地时,年均径流量比模拟期减少7.68﹪;退耕还林和土地进一步恶化时,年均径流量均有所增加,但增幅不大。通过SWAT模型在泾河流域的应用,为流域不同土地利用/土地覆被变化的水文效应研究提供借鉴。

摘要： 基于对SWAT模型特点及水文过程的概述,以泾河流域为例,通过模型数据库的建立、参数敏感性分析、率定、验证,模拟了1992～2001年的流量过程,取得了较好的模拟效果。在此基础上,将构建的5种不同土地利用/土地覆被情景分别输入SWAT模型,模拟土地利用/土地覆被变化的水文效应。结果表明:随着草地和林地面积的增加,年均径流量减少;地表裸露无植被时,午均径流量比模拟期增加20.36﹪;地表全部为林地草地时,年均径流量比模拟期减少7.68﹪;退耕还林和土地进一步恶化时,年均径流量均有所增加,但增幅不大。通过SWAT模型在泾河流域的应用,为流域不同土地利用/土地覆被变化的水文效应研究提供借鉴。

摘要： 基于对SWAT模型特点及水文过程的概述,以泾河流域为例,通过模型数据库的建立、参数敏感性分析、率定、验证,模拟了1992～2001年的流量过程,取得了较好的模拟效果。在此基础上,将构建的5种不同土地利用/土地覆被情景分别输入SWAT模型,模拟土地利用/土地覆被变化的水文效应。结果表明:随着草地和林地面积的增加,年均径流量减少;地表裸露无植被时,午均径流量比模拟期增加20.36﹪;地表全部为林地草地时,年均径流量比模拟期减少7.68﹪;退耕还林和土地进一步恶化时,年均径流量均有所增加,但增幅不大。通过SWAT模型在泾河流域的应用,为流域不同土地利用/土地覆被变化的水文效应研究提供借鉴。

摘要： 海河流域目前还没有一个真正意义上在运行的全流域水文模型,本文基于SWAT(SoilandWaterAssessmentTool)构建海河全流域分布式水文模型.针对海河流域的特点,对平原区河网和入海口进行合理的概化,对土壤类型和土地利用方式进行重分类处理.应用1995～2002年水文气象系列资料和下垫面空间分布信息,对模型的参数进行优化和敏感性分析,最后选取多个站点对模拟结果进行检验与分析.研究成果为海河流域变化环境下的水资源管理和生态与环境的修复提供重要的水文学基础支撑.

摘要： 海河流域目前还没有一个真正意义上在运行的全流域水文模型,本文基于SWAT(SoilandWaterAssessmentTool)构建海河全流域分布式水文模型.针对海河流域的特点,对平原区河网和入海口进行合理的概化,对土壤类型和土地利用方式进行重分类处理.应用1995～2002年水文气象系列资料和下垫面空间分布信息,对模型的参数进行优化和敏感性分析,最后选取多个站点对模拟结果进行检验与分析.研究成果为海河流域变化环境下的水资源管理和生态与环境的修复提供重要的水文学基础支撑.

摘要： 海河流域目前还没有一个真正意义上在运行的全流域水文模型,本文基于SWAT(SoilandWaterAssessmentTool)构建海河全流域分布式水文模型.针对海河流域的特点,对平原区河网和入海口进行合理的概化,对土壤类型和土地利用方式进行重分类处理.应用1995～2002年水文气象系列资料和下垫面空间分布信息,对模型的参数进行优化和敏感性分析,最后选取多个站点对模拟结果进行检验与分析.研究成果为海河流域变化环境下的水资源管理和生态与环境的修复提供重要的水文学基础支撑.

摘要： 本申请公开了一种基于SWAT模型的水文模拟方法和装置，该方法包括：S10，依据SWAT模型的配置文件生成流域和子流域之间的路由关系，并按路由关系生成路由字典；S20，利用SWAT模型的配置命令为每个子流域生成独立的配置文件；S30，执行子流域的并行模拟；S40，根据路由字典，将具有相同汇的子流域模拟结果合并成单独的次级子流域的点源输入文件；S50，判断是否存在下级子流域，若存在则跳转执行S30，若不存在则结束模拟。本发明通过将SWAT模型分解成子流域，并通过MapReduce链式操作实现子流域的并行模拟和路由演算，可有效提高单次和具有多次迭代模拟需求的建模和应用过程效率。

摘要： 本发明公开了一种基于SWAT模型的流域天然径流计算方法，包括以下步骤：建立流域SWAT模型；基于SUFI‑2方法对天然子流域确定参数值并验证其正确性；建立各子流域参数与天然子流域参数相关关系；输入参数，通过SWAT模型计算流域天然水资源量。本发明充分利用了能反映流域天然径流情况的天然子流域的径流资料，建立典型子流域参数与下垫面变化剧烈的子流域参数的相关关系，进而将不确定性较低的参数展布到其他地区，提高整个目标流域天然径流模拟值的可靠性。同时，本发明也为天然径流的计算提供了新方法、新思路。

摘要： 本发明提供了一种基于植被冠层时变特征的SWAT模型优化方法，包括步骤：获取目标区域逐年的MODIS LAI数据和遥感数据；将MODIS LAI数据进行时间和空间分辨率的转换，并根据目标区域的实测样地LAI数据进行校正，获得目标区域校正MODIS LAI数据；用目标区域校正MODIS LAI数据代替SWAT模型中的LAI模拟计算模块，作为模型的输入；利用所述目标区域校正MODIS LAI数据提取物候期数据，用所述物候期数据代替SWAT模型中的阈值日长定义休眠期模式，作为模型的输入。本发明以植被类型、叶面积指数和物候期为植被冠层特征因子，在SWAT模型的基础上实现遥感冠层特征因子的多参数动态表达，考虑了植被冠层时变特征，提高模型对植被冠层时变特征的刻画能力。

摘要： 本发明公开一种基于集合模拟策略和种植结构随机布局驱动SWAT模型模拟水文环境的方法及系统，所述方法包括：S1、将研究流域划分为多个子流域及多个水文响应单元(HRU)；S2、以拥有作物种植面积统计数据的最小行政单元为界，将划分的HRU与行政单元对应；S3、获取行政单元内每种作物的种植面积比例随机R序列；S4、获取行政单元内每个土地利用类型为耕地的HRU所占耕地比例的r序列；S5、将R序列作为插板，依次插入对应行政单元中r序列中，寻找对应点位以匹配面积比例；S6、按照S5中确认的对应关系，在SWAT模型中对HRU设置对应的作物品种；以此为基础驱动SWAT模型，运行模型至模拟结束以模拟流域水文环境。

摘要： 本发明公开了一种基于SWAT的棉花的灰水足迹计算方法：通过查阅待研究区域内棉花种植分布资料，确定待研究区域的灰水足迹核算范围；灰水足迹核算范围内确定合适建模区域；分析建模区域棉花种植耗水过程，核算灰水足迹组成部分；根据灰水足迹组成部分，收集建模区域的高程数据、土壤类型数据、土地利用数据、当地气象水文资料、农田管理操作数据，输入SWAT中，划分水文响应单元；将气象数据、作物管理操作等其他属性输入水文响应单元中，利用SWAT构建待研究区域内棉花的灰水足迹量化模型，率定，模拟时间一年，计算待研究区域内以不同物质为指标下的棉花灰水足迹。本发明能够得到较为准确的待研究区域内棉花作物的灰水足迹。

摘要： 本发明提供了基于SWAT改进模型的虾稻共作区域水文模拟方法及系统，能够快速、准确地对虾稻共作区域进行水文模拟，为科学合理地实施虾稻共作水资源调配及区域防洪排涝提供了可靠保障。方法包括：步骤I.对SWAT模型的壶穴模块构型进行改良，将原SWAT模型中的圆锥体设定改良为四周为矩形虾沟中间为稻田的虾稻共作区域结构；并设置改进的虾稻共作区域有效储水面积的计算方法；步骤II.蒸散发算法的改进；步骤III.下渗量算法的改良；步骤IV.灌溉模块的构建；步骤V.排水模块的构建；步骤VI.水文模拟：基于待模拟地区的实测资料和模拟要求，输入模型所需的参数数据，然后运行模型，进行虾稻共作下的水文模拟。

摘要： 本发明提供了基于SWAT模型的水文过程对气候变化的响应监测方法，其特征在于包括如下步骤：步骤一，获得水文过程的多种数据；步骤二，建立相应的SWAT模型；步骤三，将多种数据应用于所述的SWAT模型，进行水文过程对气候变化的响应分析和监测。

摘要： 示例性实施例提供了由具有至少一个处理器的计算机执行的对更新后的文件的访问的方法，其中响应于接收到包括旧文件的修改内容的更新的应用，创建在其中复制了所述修改内容的新文件，同时保持对旧文件的访问，其中旧文件逻辑块地址映射到旧文件物理块地址，并且新文件逻辑块地址映射到新文件物理块地址，所述方法包括步骤：将旧文件逻辑块地址的映射从旧文件物理块地址自动地交换至新文件物理块地址；剪切旧文件逻辑块地址到旧文件物理块地址的映射；以及清除新文件逻辑块地址到新文件物理块地址的映射。

摘要： 本申请公开了一种基于SWAT模型的水文模拟方法和装置，该方法包括：S10，依据SWAT模型的配置文件生成流域和子流域之间的路由关系，并按路由关系生成路由字典；S20，利用SWAT模型的配置命令为每个子流域生成独立的配置文件；S30，执行子流域的并行模拟；S40，根据路由字典，将具有相同汇的子流域模拟结果合并成单独的次级子流域的点源输入文件；S50，判断是否存在下级子流域，若存在则跳转执行S30，若不存在则结束模拟。本发明通过将SWAT模型分解成子流域，并通过MapReduce链式操作实现子流域的并行模拟和路由演算，可有效提高单次和具有多次迭代模拟需求的建模和应用过程效率。

摘要： 本发明通过土地利用/覆被是水文过程模拟的关键参数，影响截留、入渗、蒸散发和地下水补给等水文过程，在受人类活动干扰强烈的区域，土地利用/覆被类型会发生剧烈变化，进而影响流域水循环过程。SWAT作为一个广泛应用的分布式水文模型，在其模拟期内，不能逐年调用土地利用/覆被数据，即忽略了土地利用/覆被时间上的变化，可能会影响其在土地利用/覆被变化剧烈地区的应用，本文针对SWAT模型的这一缺点，对其进行了改进并开发出能够逐年调用土地利用/覆被数据的LU‑SWAT模型。在土地利用/覆被变化剧烈的黑河中游对SWAT和LU‑SWAT模型的径流模拟效果进行比较，发现LU‑SWAT模型更适用于黑河中游水循环模拟。