SWAT模型数据库构建辅助软件

SWAT模型数据库构建辅助软件2014年12月19日SPAW、dew、pcpSWAT3.3SWAT模型的辅助工具SWAT辅助工具气候统计pcpSWAT.exe基流分割Bflow.exe自动参数率定SWAT-CUP参数管理SWAT.editor结果可视化VIZSWAT露点温度DEW.exe土壤参数SPAWSWAT模型简介•SWAT（SoilandWaterAssessmentTool)•20世纪90年代初•美国农业部开发•分布式流域水文模型•模拟地表水和地下水的水质水量全面考虑降雨和下垫面空间不均匀的模型，充分反映流域内降雨和下垫面要素空间变化对洪水形成的影响SWAT模型简介•SWAT模型以日为时间步长•操作性强和可视化程度高•与GIS结合，增强可视化和空间分析能力•广泛应用于我国土壤学和水文学各研究领域•SCS径流曲线法模拟地表径流•对径流量和峰值流量研究水文过程•修正的通用土壤流失方程•流域的土壤侵蚀情况土壤侵蚀•物理、化学、生物过程•不同形态N/P营养物质迁移和转化污染负荷SWAT子模型SWAT模型的难点之一•模型自带的土壤数据库和气象数据库是针对北美的土壤植被和流域水文设计的•中国研究区需要建立相应的数据库模型数据库的建立•划分子流域，寻找出流路径DEM•计算植被，耗水，地表产汇流土地利用•计算壤中流，浅层地下水量土壤图•计算流量，蒸散发量气象数据库•土壤的物理属性数据（必须）•土壤的化学属性数据（可选）土壤属性库SPAWDEWPcpSWATSWAT模型数据准备辅助软件基于SPAW模型的田地和池塘水文分析•发表于2006年•ASABE会议报告•介绍SPAW软件原理和应用ASABE(AmericanSocietyofAgriculturalandBiologicalEngineers)•美国农业生物工程师学会•1907•教育、科研机构•100多个国家的9000多名成员•生物工程、食品与加工技术、信息与电工技术、动力与机械、土壤与水、结构与环境、人机工程学、安全与健康、新研究领域。•农业、食物、生物系统技术、环境、自然资源。SPAW模型简介•SPAW（Soil－Plant－Air－Water）美国华盛顿州立大学开发的，用于模拟农业景观中日水文状况。•模型有两个用途，一个是模拟农田；另一个是模拟蓄水池，如湿地、池塘、泻湖、水库。应用案例1.评估降雨或灌溉后的日可用的作物水份和植物水分胁迫状况2.评估农业田地产生的径流和渗流3.定义灌溉时间或者定义灌溉要求4.评估可以导致水分和营养流失的农田水和化学用品的深渗流应用案例5.定义农业湿地洪水的深度、频率、和持续时间6.供水的农业池塘、泻湖、水库的设计和评估；水资源和废弃物的管理7.估计土壤氮或者盐分收支与聚集作物产量和盐分隐患SPAW在SWAT模型中应用•SPAW软件为SWAT的土壤数据准备参数•土壤水分参数主要有：凋萎系数、有效田间持水量、饱和导水率和土壤湿容重。SoilWaterCharacteristics模块•SPAW中的SoilWaterCharacteristics模块专门用于估算土壤的持水特性。•通过一组广义方程来描述土壤张力、电导率与土壤水分含量之间的关系，是一组关于砂粒和粉粒含量与有机质含量的函数。•输入粉粒、砂粒、有机质百分含量，输出凋萎系数、田间持水量、饱和导水率、土壤湿容重。•通过图形界面进行数据输入和文件选择•模型结果既有表格的也有图形的pcpSWAT•降雨相关因子有月均降雨量、月均降雨量标准偏差、降雨量偏度系数、月内干日系数、月内湿日系数和月均降雨天数。•计算SWAT气象发生器所需要的每日降水数据的统计参数。•输入日观测降雨量，输出降雨相关因子。pcpSWAT根据下公式开发输入文件准备•输入ASCII码文件，一列，每日降水数据。•起1月1，止12月31，可多年。•缺省值必须用不存在数字代替，通常999。•不要头文件，末尾有一行空行。运行程序•键入输入、输出文件的名字（包括其扩展名）。•输入起始年份，判断年份是否是闰年。•需要输入无数据值，若降水数据有缺测，输入文件中缺失值。•输出三个文件在程序目录中：A.out，totalpcp.sta，mean_pcp.sta▫A.out降雨数据统计参数▫totalpcp.sta每年每月总降水▫mean_pcp.sta每年每月平均每日降水DEW.exe•温度及风速因子包括月均最高最低气温、月均最高最低气温标准差、月均风速、露点温度前几项EXCEL•露点温度计算复杂DEW/DEW02什么是露点温度？•露点（或霜点）温度：dewtemperature•指空气在水汽含量和气压都不改变的条件下，冷却到饱和时的温度。•形象地说，就是空气中的水蒸气变为露珠时候的温度叫露点温度。露点温度本是个温度值，可为什么用它来表示湿度呢？•因为，当空气中水汽已达到饱和时，气温与露点温度相同•当水汽未达到饱和时，气温一定高于露点温度•所以露点与气温的差值可以表示空气中的水汽距离饱和的程度dew02dew最大最小气温日平均气温空气湿度空气湿度输入文件准备•输入ASCII码文件，两/三列，温度、湿度。•起1月1，止12月31，可多年•缺省值-99.9or缺省值99.9，通常999•湿度有效值是0.1-100.0，通常湿度值都是0-1，要乘以100•不要头文件，末尾有一行空行运行程序•拷贝输入文件到程序文件夹•输入文件名字及后缀名•定义输出文件，后缀名.out•输入起始年份，判断是否闰年•输出文件会出现在程序文件夹WEBPAGE•SPAW软件下载地址••DEW02下载地址••PcpSWAT下载地址•