SWAT使用手冊(中文翻譯)

SoilandWaterAssessmentToolUser'sManualVersion2000S.L.Neitsch,J.G.Arnold,J.R.Kiniry,R.Srinivasan,J.R.Williams,2002Chapter1overview1.1流域結構WATERSHEDCONFIGURATION子流域-無數量限制的HRUs（每個子流域至少有1個）-一個水塘（可選）-一塊濕地（可選）支流/干流段（每個子流域一個）干流河網滯留水（圍壩攔截部分）（可選）點源（可選）子流域（subbasins）子流域是流域劃分的第一級水平，其在流域擁有地理位置并且在空間上與其他子流域相連接。1.1.2水文響應單元（HRU）HRUs是子流域擁有特定土地利用/管理/土壤屬性的部分，其為離散于整個子流域同一土地利用/管理/土壤屬性的集合，且假定不同HRU相互之間沒有干擾°HRUs的優(yōu)勢在于其能提髙子流域負荷預測的精度。一般情況下，一個子流域每會有1-10個HRUs。為了能在一個數據集組合更多的多樣化信息，一般要求生成多個具有合適數量HRUs的子流域而不是少量擁有大量HRUs的子流域。主河道（Reach/MainChannels）水流路線、沉積物和其他經過河段的物質在theoreticaldocumentationsection7中有描述。支流（TributaryChannels）輔助性水流渠道用來區(qū)分子流域產生的地表徑流輸入的渠系化水流。附屬水道的輸入用來計算子流域徑流產生到匯集的時間以及徑流匯集到主河道的輸移損失。輔助性水道輸入定義了子流域最長達水流路經。對某些子流域而言，主河道可能是最長的水流路經，如果這樣，輔助性水流渠道的長度就和主河道一樣。在其他子流域，輔助性河道的長度和主河道是不同的。池塘、濕地和水庫（Ponds/Wetlands/Reservoirs）兩類水體（池塘/濕地）在每個子流域都會有定義。進入這些滯留水體的水在子流域生成——它們不接收其他子流域產生的水。與此相反，水庫接收的水包括了所有上流子流域進入河網的水。SWAT直接模擬了來自流域土地面積的水量、沉積物和營養(yǎng)物質的負荷。但是有些流域的負荷與土地面積無關，直接來自點源，SWAT允許用戶增加進入主河網的點源每日和平均每日負荷。1.2輸入文件匯總OVERVIEWOFINPUTFILESSWAT輸入文件:

?fig(watershedfile)level流域結構文件。該必須文件定義了流域的路經網絡。File.cio(watershedfile)level控制輸入/輸出文件。該必須文件包括了所有流域水平和子流域水平的變量輸入文件的名稱。.cod(watershedfile)level輸入控制代碼文件。該必須文件指定了模擬長度、輸出頻率和不同過程的選項。.bsn(watershedfile)level流域輸入文件。流域水平參數必須文件。捕獲所有文件。.pcp(watershedfile)level降雨輸入文件。該可選文件包括了每個雨量站實測每日降雨。每個模擬中最多可以用18個降雨文件，每個文件最多可以包含300雨量站。每個特定雨量站的數據被分配到子流域文件.cio中。.tmp(watershedfile)level溫度輸入文件。該可選文件包含了每個氣象站每日實測最髙、最低氣溫。每個模擬中最多可以用18個溫度文件，每個文件最多可以包含150個氣象站。每個特定氣象站的數據被分配到子流域文件.cio中。.slr(watershedfile)level太陽輻射輸入文件。該可選文件包含了每個站的實測日太陽輻射。該太陽輻射文件最多可以保存300個站的數據。每個特定氣象站的數據被分配到子流域文件.cio中。.wnd(watershedfile)level風速輸入文件。該可選文件包含了每個站實測的每日平均風速。該風速文件最多可以保存300個站的數據。每個特定站的數據被分配到子流域文件.cio中。.hmd(watershedfile)level相對濕度輸入文件。該可選文件包含了每個站的實測相對濕度值。該相對濕度文件最多可以保存300個站的數據。每個特定氣象站的數據被分配到子流域文件.cio中。.pet(watershedfile)level潛在蒸散發(fā)輸入文件。該可選文件包含了流域每日PET值。crop.dat(watershedfile)level土地覆蓋/作物生長數據庫文件。該必須文件包含了流域所有被模擬的土地覆蓋的作物生長參數。till.dat(watershedfile)level耕作數據庫文件。該必須文件包含了流域由模擬耕作操所引起的混合數量和深度信息。pest.dat(watershedfile)level殺蟲劑數據庫文件。該必須文件包含了流域所有用于模擬的殺蟲劑的遷移率和降解信息。fert.dat(watershedfile)level肥料數據庫文件。該必須文件包含了流域所有用于模擬化肥和有機肥的養(yǎng)分含量的信息。urban.dat(watershedfile)level城市數據庫文件。該必須文件包含了流域用于模擬的城市圍的建立/沖毀的固體的信息。.sub(subbasinfile)level子流域輸入文件。為子流域水平參數的必須文件。.wgn(subbasinfile)level天氣發(fā)生器輸入文件。該必須文件包含了生成子流域典型每日天氣數據所必須的統(tǒng)計數據。

.pnd(subbasinlevelfile)池塘/濕地輸入文件。該可選文件包含了子流域滯留水的信息。.wus(subbasinlevelfile)水資源利用輸入文件。該可選文件包含了子流域消耗水的信息。.rte(subbasinlevelfile)主河道輸入文件。該必須文件包含了管理水和沉積物在子流域主河道運動的參數。.wwq(subbasinlevelfile)流域水質輸入文件。該可選文件包含了用于主河道模擬QUAL2E遷移的參數。.swq(subbasinlevelfile)河流水質輸入文件。該可選文件包含了用于模擬子流域主河道殺蟲劑和QUAL2E養(yǎng)分遷移的參數。.hru(HRUlevelfile)HRU輸入文件。HRU水平參數的必須文件。捕獲所有文件。.mgt(HRUlevelfile)管理輸入文件。該必須文件包含了用于HRU模擬的管理情景和特定土壤覆蓋。.sol(HRUlevelfile)土壤輸入文件。該必須文件包含了HRU土壤物理特征的信息。.chm(HRUlevelfile)土壤化學輸入文件。該可選文件包含了HRU土壤中初始營養(yǎng)物質和殺蟲劑水平的信息。.gw(HRUlevelfile)地下水輸入文件。該必須文件包含了子流域淺層和深層蓄水層的信息。因為淺層蓄水層的土地覆蓋的不同，該文件的信息在HRU水平允許變化。.res(reservoirfile)水庫輸入文件。該可選文件包含了用于模擬水和沉積物經過水庫運動的參數。.lwq(reservoirfile)湖泊水質輸入文件。該可選文件包含了用于模擬水和沉積物經過水庫運動的參數。recday.datrecmon.datrecyear.datreccnst.dat(pointsourcefile)點源輸入文件。該類可選文件包含了輸入河網的點源負荷的信息。用來存儲的數據的文件類型取決于數據的形式(daily,monthly,yearly,oraverageannual)o第二章SWAT輸入文件-配置文件WATERSHEDCONFIGURATION2.1流域離散技術DISCRETIZATIONSCHEMES常用的流域離散技術有三種：Gridcell.該結構允許用戶將特定的空間細節(jié)連接到一個模擬中。用該技術的模型有AGNPS(Youngetal.,1987),ANSWERS(Beasleyetal.,1980)和WEPP柵格版本(Foster,1987)。Representativehillslope.該結構對模擬山嶺坡度很有用。該技術用于APEX(Williamsetal.,1998)和WEPPhillslopeversion(LaneandNearing,1989)。Subwatershed.該結構保存了流域天然河道和水流路經。該技術用于WEPP流域版本(Foster.

1987),HYMO(WilliamsandHann,1973)，和SWRRB(Arnoldetal.,1990)。以上方法各有優(yōu)缺點，SWAT采用了subwatershed結構作為優(yōu)先離散法。但是，因為SWAT中的命令傳送語言，以上三種方法都可以用老模擬一個流域，無論單獨使用還是聯(lián)合使用。2.2流域控制文件(.FIG)加1頁空白(附表1)TransferCommand(4)SWAT轉移命令允許水從一個水體轉移到另一水體，比如灌溉。command4deptype水源：1-河道，2-水庫depnum水源編號desttype接受水體：1-河道，2-水庫destnum接受水體編號transamt轉移總量trans_code轉移量定義方式：1-轉移百分比，2-每日最小轉移量(m3/day),3-每日轉移量(m3/day)AddCommand(5)Add命令是將前兩個子流域的水、泥沙和化學負荷進行匯總。RechourCommand(6)從文件(點源或上游區(qū)域)按小時讀取流量、泥沙和化學負荷的路徑command6=rechourcommandhydstor輸出位置filehrnum文件編號drainagearea灌溉區(qū)域(km2)filehr輸入文件名。見Chapter31RecmomCommand(7)RecyearCommand(8)command9=savecommandhydnum水文儲存位置編號filesavenum文件編號printfreq打印頻率。0-按日平均，1-按小時平均printfmt打印格式：0-代碼格式，1-界面格式filemass輸出文件名0SaveCommand(9)

Save命令允許用戶將日數據輸出到指定的文件。這個文件可以被SWAT的另一次運行讀?。╮ecdaycommad）3Structurecommand（12）模擬水流經大壩等水利建筑時通過翻滾進入水中的氧氣。command12=structurecommandhydstor輸出位置hydnum輸出編號aeration_coff曝氣系數=?啦心叭-%?(1-011?咕)?(1+0.046-鳥」第三章SWAT輸入文件-流域控制文件（FILE.CIO）流域控制文件（file.cio）NBYR模擬時長（年）。如果有預測階段，則需要加上預測時長IYR模擬開始時間（yyyy）IDAF模擬開始時間（d）IDAL模擬結束時間（d）IGEN隨機數循環(huán)代碼。SWAT的天氣發(fā)生器需要一系列隨機數，若使用代碼中的默認隨機數，IGN=0.有些情況下，用戶希望改變天氣順序，可以通過改變IGN來實現。IGN的設置決定了模擬開始之前隨機數發(fā)生器的運行次數。當氣象數據不由缺失時，這個參數會影響天氣發(fā)生器對氣象數據的補充。PCPSIM降雨輸入代碼。1-實測，2-模擬IDT降雨數據時間尺度IDIST降雨分布代碼。用于生成日降雨值。o-非正態(tài)分布，1-混合指數分布REXPIDIST=1時的指數值。默認值為1.3NRGAGE模擬用到的雨量站文件數NRTOT模擬用到的雨量站記錄數NRGFIL每個雨量站文件中的雨量站記錄數TMPSIM氣溫輸入代碼。1-實測，2-模擬NTGAGE模擬用到的氣溫站文件數NTTOT模擬用到的氣溫站記錄數NTGFIL每個氣溫站文件中的雨量站記錄數SLRSIMNSTOTRHSIMNHTOTWINDSIMNWTOTFCSTYR預測期開始時間（YYYY）FCSTDAY預測期開始時間（D）FCSTCYCLES預產期模擬次數ISPROJ特殊項目標記。0-不是特殊項目，1-重復模擬ICLB自動方法標記。不確定性分析等CALFILE不確定性分析文件名IPRINT輸出代碼。0-月，1-日，2-年NYSKIP不用輸出的模擬年ILOG流量輸出代碼。0-直接輸出，1-對數輸出

IPRP殺蟲劑數據output.pst輸出代碼。0-不輸出，1-輸出IPRS土壤化學數據output.chm輸出代碼。0-不輸出，1-輸出到IPDVAR（：）第四章SWAT輸入文件-流域輸入文件(.BSN)流域輸入文件中定義了流域的主要特征。這些特征控制著流域水平的物理過程的變化。除了流域的面積，其他該文件中的參數都可以設成缺省值或使用變量文件中的推薦值。如果流域細菌和殺蟲劑過程需要模擬的話，則要對控制這些過程的變量進行初始化。變量名定義1水量平衡TITLE文件的第一行用于存放用戶注解。注解可以有80個空格的位置。模型不會對標題行進行任何處理，該行可以為空。DAKM流域面積(km2)SFTMP降雪溫度(°C)。降水轉變?yōu)檠?凍雨的平均氣溫。取值圍-51-51，缺省值11SMTMP融雪基礎溫度(°C)。雪只有在達到融雪基礎溫度時才融化，取值S-5C-5C，缺省值0.5CSMFMX6月21日的融雪因子(mm?O/C-day)。如果流域位于北半球，SMFMX就是最大融雪因子。如果流域位于南半球,，SMFMX就是最小融雪因子。SMFMX和SMFMN允許融雪速率在一年變化,該變量根據雪堆的密度影響融雪。在鄉(xiāng)村，融雪因子的變化圍1.4-6.9mmH2O/°C-day(HuberandDickinson，1988)。在市區(qū)，融雪的限值要髙一點，因為城市中的雪由于交通工具和行人等的踩壓而使密度變大。瑞典市區(qū)融雪的研究(Bengston,1981，Westerstrom,1981)發(fā)現市區(qū)的融雪因子變化圍3.0-8.0mmH2O/C-day，瀝青上的融雪研究(Westerstrom,1984)標明融雪因子為1.7-6.5mmH2O/C-day。缺省值為4.5。SMFMN12月21日的融雪因子(mm^O/C-day)。如果流域位于北半球，SMFMN就是最小融雪因子。如果流域位于南半球，SMFMN就是最大融雪因子。SMFMX和SMFMN允許融雪速率在一年變化，該變量根據雪堆的密度影響融雪。在鄉(xiāng)村，融雪因子的變化圍1.4-6.9mmH2O/C-day(HuberandDickinson，1988)。在市區(qū)，融雪的限值要髙一點，因為城市中的雪由于交通工具和行人等的踩壓而使密度變大。瑞典市區(qū)融雪的研究(Bengston,1981，Westerstrom,1981)發(fā)現市區(qū)的融雪因子變化圍3.0-8.0mmH2O/C-day，瀝青上的融雪研究(Westerstrom,1984)標明融雪因子為1.7-6.5mmH2O/C-day。缺省值為4.5。TIMP雪堆溫度遲滯因子。前一天雪堆的溫度對當下雪堆溫度的影響由遲滯因子控制，lsno。該遲滯因子是雪堆密度、深度、暴露度和其他影響因子共同作用下所固有的°TIMP變化圍0.01-1.0。當其為1時，當前的平均氣溫對雪堆溫度的影響就會變大，且雪堆溫度的影響就會變小。當TIMP趨向0時，雪堆的溫度受前一天溫度的影響變小。缺省值為TIMP=1.0。IPET潛在蒸散發(fā)（PET）方法。0-Priestley-Taylormethod,1-Penman/Monteithmethod,2-Hargreavesmethod,3-readinpotentialETvalues。不同方法的比較在Chapter2：2ofthetheoreticaldocumentation.PETFILE潛在蒸散發(fā)輸入文件名ESCO土壤蒸發(fā)補償因子。該系數已經被整合，允許用戶修改分布深度，通過毛管、裂縫等的作用以滿足土壤蒸發(fā)的需要。取值圍0.01-1.0。該值越小，模型得到的最大蒸發(fā)量就越大。缺省值為0.95，可以是流域水平也可以是hru水平(.hru中的ESCO)。EPCO作物消耗補償因子。某一天中作物消耗的水量是作物蒸發(fā)蓄水總量Et,和土壤可用水量SW的函數，如果上層土壤的含水量不能滿足潛在水分消耗，用戶可以允許下層土壤

進行補償。該參數取值圍0.01-1.00,當該參數為1.00時，模型允許底層土壤滿足用水需求，當該參數為0時，允許取水深度變小。缺省值為1,可以是流域水平也可以是hru水平（.hru中的ESCO）。EVLAI水面無蒸發(fā)發(fā)生時的葉面積指數。EVLAI用于持水區(qū)中有作物生長的HRU（如水稻）。只有當葉面指數達到EVLAI確定的值后才會發(fā)生水面蒸發(fā)。（詳細信息見TheoreticalDocumentationChapter27），取值圍0.0-10.0，缺省值3.0。FFCB土壤初始貯水量，表示成土壤貯水能力的比例。流域所有的土壤都被設成統(tǒng)一的比例值。FFCB取值圍0.0-1.0,如果該變量沒有賦值，模型根據年均降雨量進行計算。當FFCB=0.0是，模型就算計算FFCB值。2地表徑流IEVENT降雨/地表徑流代碼°0-CN,1-Green&Amptinfiltration,2-Green&AmptinfiltrationICN日CN計算方法。0-根據土壤濕度，1-根據植物蒸散發(fā)CNCOEF植物蒸散發(fā)徑流曲線數。0.5-2，缺省值為1ICRK裂縫流系數。0-不模擬，1-模擬。只有當土壤為變形土時才使用SURLAG地表徑流延滯系數（surfacerunofflagcoefficient）。在大的子流域中，只有部分徑流能在產生當天到進入河流，其余部分匯集后進入河流的時間超過1天。SWAT把地表徑流儲存特征和部分地表徑流進入主河道的延滯結合在一起。SURLAG控制著任何一天允許進入河流的水量占所有可用總水量的比例。對于給定的時間，如果surlag減小，存貯的水減少，進入河道的水增加。如果SURLAG沒有輸入數值，模型將其設成4.0。ISED_DET日最大半小時雨量代碼。0-通過三角分布生成，1-用月最大半小時雨量。對于較小的研究區(qū)，不能用前者。ADJ_PKR最大流量校正因子（用于泥沙生成）泥沙是最大徑流和日平均徑流的函數°SWAT最初不能利用日以下的降雨數據直接計算日以下的水文曲線。這個參數用在MUSLE方程中，影響最小水文單元的泥沙侵蝕。缺省值是1.0。3營養(yǎng)循環(huán)RCN指降雨中N的濃度（mgN/L），如果沒有數值輸入，模型自動將其設為1.0。CDN反硝化系數。該系數允許用戶控制反硝化率。0.0-3.0,缺省值為1.4.SDNCO土壤含水量的反硝化臨界值。反硝化是細菌降解氮，將NO3-變?yōu)镹2或N2O。SWAT不能描述土壤中的氧化還原劑，所以用這個參數表示厭氧條件。如果土壤含水量髙于這個參數值，那么假設屬于厭氧條件，并模擬反硝化。缺省值為1.10.N_UPDIS植物吸收氮的分布參數。在地表根的分布最為密集，在該部分土壤中植物對氮的吸收也大于低層土壤。氮吸收分布參數控制了氮吸收的深度分布，其重要性體現在控制了上層土壤中被移走的氮的最大值。該參數越大，移走上層土壤的氮越多。土壤剖面頂層10mm土壤受地表徑流的影響，會影響地表徑流帶走的氮量。模型允許氮從根層下部向上部輸送以充分補償上層的氮虧缺，因此，氮的變化不會對該參數產生顯著的影響oUBN的缺省值為20.0。P_UPDIS植物吸收磷的分布參數。該參數控制植物在不同水平層吸收的磷，其意義和UBN相似。土壤中移除的磷來自溶解態(tài)磷庫，其重要性體現在控制了上層土壤中被移走的可容態(tài)磷的最大值。土壤剖面頂層10mm土壤受地表徑流的影響，會影響地表徑流帶走的磷的量。模型允許磷從根層下部向上部輸送以充分補償上層的氮虧缺，因此，磷的變化不會對值產生顯著的影響。UBP的缺省值為20.0°（pic.4-9）NPERCO硝態(tài)氮滲濾系數。該參數控制著徑流硝態(tài)氮濃度和滲漏液中硝態(tài)氮濃度之間的關系。變化圍0.01-1.0,當NPERCO趨向于0,徑流中硝態(tài)氮的濃度接近0。當NPERCO趨向于1.0,徑流中硝態(tài)氮的濃度和濾液中的一樣。缺省為0.20。PPERCO磷淋失系數（10m3/Mg）。該系數是土壤表層10mm中溶解態(tài)磷的濃度和淋溶液中磷濃度比率。取值圍10.0-17.5,缺省值為10.0。該系數是土壤表層10mm中溶解態(tài)磷的濃度和淋溶液中磷濃度比率。取值圍10.0-17.5,

缺省值為10.0。PHOSKD土壤磷分割系數（m3/Mg）。該系數是土壤表層10mm溶解態(tài)磷的濃度和地表徑流溶解態(tài)磷的濃度之比。土壤中磷移動的主要機制是擴散，擴散是離子在小圍（1-2mm）由于濃度梯度移動。由于溶解態(tài)磷的移動性有限，地表徑流只能和表層10mm的可溶態(tài)磷相互作用。模型對該參數的默認值為175.0。PSP有效磷指數。很多研究表明，可溶態(tài)磷肥施用后，可溶態(tài)磷的濃度由于和土壤的反應而在快速下降。在最初的“快速”反應后，可溶態(tài)磷的濃度可在隨后的幾年保持緩慢的下降（BarrowandShaw，1975；MunnsandFox，1976；RajanandFox，1972；Sharpley,1982）。為了計算溶液中P的快速減少，SWAT假定快速平衡存在于溶液磷和活性礦物池中，隨后的慢反應由慢平衡模擬，假定期存在于活性和穩(wěn)態(tài)礦物池中。運算法則控制著離子態(tài)磷在這3個庫中的運動（Jonesetal.，1984）。溶液和活性礦物庫中的平衡由有效磷指數控制，該指數特指化肥磷在成熟期時在溶液中的量，如在快速反應后。已經有很有方法測定有效磷指數。Joneseral.（1984）推薦了Sharpleyetal.（1984）的方法，該方法中K2HPO4以不同的量進入土壤溶液中。土壤灌溉至田間持水量并在251下慢慢干燥，干了以后再使其濕潤再變干，如此循環(huán)6個月到成熟期。此時，溶液中的磷用陰離子交換樹脂提取。有效磷指數計算方法如下：Pai是有效磷指數，Psolution,f是施肥溶解后的溶液中的磷含量，Psolution,i是施肥前溶液中磷的濃度，fertminP是施肥增加的溶解態(tài)磷量。模型對該參數的默認值為0.40。RSDCO殘茬分解系數。假定在最佳濕度、溫度、C：N比和C：P比時殘茬每天的分解率。模型的默認值為0.05。4農藥循環(huán)PERCOP殺蟲劑滲透系數。該參數控制著由地表徑流以及側滲流從表層土壤中除去的殺蟲劑量。該參數取值圍0.01-1.0，當PERCOP趨向于0時，徑流和側滲流中殺蟲劑的濃度接近0,檔PERCOP接近1時，地表徑流和側滲流中殺蟲劑的濃度一致。缺省值0.50.。水藻/需氧量/溶氧ISUBWQ子流域水質代碼。計算子流域水藻、需氧量、溶氧的方法4-4章）。該參數在測試中。0-不用，1-用。5微生物WDPQ日持久細菌死亡系數（土壤溶液，20度）WGPQ日持久細菌生長系數（土壤溶液，20度）WDLPQ日非持久細菌死亡系數（土壤溶液，20度）WGLPQ日非持久細菌生長系數（土壤溶液，20度）WDPS日持久細菌死亡系數（土壤顆粒，20度）WGPS日持久細菌生長系數（土壤顆粒，20度）WDLPS日非持久細菌死亡系數（土壤顆粒，20度）WGLPS日非持久細菌生長系數（土壤顆粒，20度）WDPF日持久細菌死亡系數（植物，20度）WGPF日持久細菌生長系數（植物，20度）WDLPF日非持久細菌死亡系數（植物，20度）WGLPF日非持久細菌生長系數（植物，20度）BACTSWF有機肥中活性菌落所占比例。默認值為0.15。WOFP持久細菌沖刷系數。植物上的持久細菌被降雨事件沖刷的量。WOFLP非持久細菌沖刷系數。植物上的非持久細菌被降雨事件沖刷的量。BACTKDQ（m3/Mg）.土表10mm的可溶細菌濃度與地表徑流中的比值。微生物的移動性很弱，地表

徑流的微生物濃度只與地表10mm的土壤有關系BACTMIX微生物淋失系數（10m3/Mg）。土表10mm可溶微生物濃度與滲漏液的比例。7.0-20.0,默認值為10THBACT微生物死亡生長調控因子。默認值為1.07BACTMINLP日非持久性微生物最小損失量（cfu/m2）。當微生物量小于該值，不會再有微生物死亡。默認值0.0BACTMINP日持久性微生物最小損失量（cfu/m2）。當微生物量小于該值，不會再有微生物死亡。默認值0.0WDLPRCH日持久細菌死亡系數（流動水體，20度）WDPRCH日非持久細菌死亡系數（流動水體，20度）WDLPRES日持久細菌死亡系數（非流動水體，20度）WDPRES日非持久細菌死亡系數（非流動水體，20度）6河段IRTE渠道水路徑代碼。0-變動儲存法，1-馬斯京根法（MSK）MSK_C01先于Km值計算用于控制河流存儲時間常數（Km）對正常水流（河流水位齊岸）影響的矯正系數。只在.cod文件中IRTE=1時需要MSK_C02先于Km值計算用于控制河流存儲時間常數（Km）對低水流（只有河流水位齊岸的1/10）影響的矯正系數。只在.cod文件中IRTE=1時需要MSK_X控制入流和出流對河流存貯相對重要性的權重因子。該權重因子的圍為0.0-0.5。是插入式儲水量的函數。對水庫類型的存儲而言沒有插入式，X=0，對全插入式水體而言，X=0.5。對河流而言，X在0.0-0.3之間變動，平均值為0.2。只在.cod文件中IRTE=1時需要，其缺省值為0.2。TRNSRCH河道-深層地下水損失率。0.0-1.1，默認值0.0EVRCH河道蒸散發(fā)調控因子。在干旱區(qū)域，模型的默認值會髙估河道蒸散發(fā)。默認值1.0IDEG河道降解代碼。0-模擬降解時不提髙河道維數，1-模擬降解時提髙河道維數。該參數在測試階段PRF干流中沉積物運移的最大比率/速率調節(jié)因子。沉積物的轉移是最大流量和日平均流量的函數。因為SWAT不能直接計算天以下單位的水文情況，因為降雨數據是以天為單位的，APM的使用能夠調節(jié)流量峰值對沉積物運移的影響。模型默認值為PRF=1.0。SPCON計算沉積物在河流遷移過程中重新遷移的最大值的線性參數。沉積物從一個河段被遷移到另一個河段的最大量的計算方法如下：，式中是能夠被水遷移的沉積物的最大濃度（ton/m3orkg/L）,為用戶定義的系數，為河流最大流速（m/s），為用戶定義的指數。SPCON的取值圍為0.0001-0.01,模型缺省值為0.0001。SPEXP計算河道沉積物再次遷移的指數參數。沉積物從一個河段被遷移到另一個河段的最大量的計算方法如下：，式中是能夠被水遷移的沉積物的最大濃度（ton/m3orkg/L）,為用戶定義的系數，為河流最大流速（m/s），為用戶定義的指數。SPCON的取值圍為0.0001-0.01,模型缺省值為0.0001。spexp—般取值圍為1.0-2.0,最初在Bagnold河流動力方程中取值1.5（Arnoldetal.,1995）。缺省值為1.0。IWQ河流水質代碼。0-不模擬河流中營養(yǎng)和農藥的運移，1-模擬WWQFILE水質輸入文件名（.wwq）IRTPEST模擬農藥代碼。SWAT一次只能模擬一種農藥DEPIMPBSN不透水層深度。該參數同時確定DEPIMP（.hru）。如果該流域沒有滯水層，該值為0.0DDRAINBSN亞表層灌溉深度（mm）TDRAINBSN灌溉時間（h）GDRAINBSN灌溉滯后時間（h）FIXCO氮固定系數。0.0-1.0

NFIXMX日最大固氮量。（kg/ha）,1.0-20.0CHONCOBSN河道有機氮濃度（ppm）0.0-100.0CHOPCOBSN河道有機磷濃度（ppm）HLIFENGWBSN地下水中氮的半衰期（d）。0.0-500.0RCNSUBBSN降雨中含氮濃度（ppm）。0.0-2.0BC1BSNNH3的日生物氧化率。0.1-1.0BC2BSNNO2到NO3的日生物氧化率。0.2-2.0BC3BSN有機氮的日生物氧化率。0.02-0.4BC4BSN有機磷礦化率。0.01-0.7DECRMIN最小日殘咋分解率。0.0-0.05RSDCOVCO殘渣覆蓋因子。（0.1-0.5）用于計算覆蓋率VCRITCriticalvelocityCSWATC路徑代碼。0-原始，1新路徑RESSTLRCO水庫泥沙沉降系數。0.09-0.27第五章SWAT輸入文件-子流域輸入文件（.SUB）子流域概要輸入文件包括了和子流域各不相同的特征的信息。該文件的數據可以分成以下幾類：子流域的支流特征，子流域地形地貌數量以及對氣候的影響，氣候變化相關變量，子流域HRUs的數量和其輸入文件的名字。變量名定義1氣候參數SUBKM子流域面積（km2）SUBLAT子流域緯度（度），分秒轉化成小數點。SUBELEV子流域髙程（m）IRGAGE子流域氣象站編號WGNFILE子流域天氣發(fā)生器名字（.wgn）FCSTREG預測區(qū)域氣象站編號2髙程帶（可選）ELEVB(band)海拔帶中心髙程（m）。地形降雨在全球某些區(qū)域是很顯著的現象，為了計算地形對降雨和溫度的影響，SWAT允許在一個子流域定義10個髙程帶。如果用戶想在子流域模擬髙程帶，必須指定髙程和其包括的面積占整個子流域的比例。ELEVBFR(band)髙程帶的面積比例，取值圍0.0-1.0。只在子流域髙程帶模擬進行時需要。SNOEB(band)髙程帶雪水初始含量（mmH20）。髙程帶的雪量以水量的深度代替雪層的深度，因為雪的密度差異很大。（可選）2PLAPS降雨下降率（mmH20/km）。正值表示隨髙程的增加降雨增加，負值正好相反。下降率用來調整子流域髙程帶的降雨，為此，雨量站髙程需要和制定髙程帶髙程相比較。如果沒有定義髙程帶，產生的降雨或者從pcp文件讀取的降雨將不在子流域作調整。只在子流域髙程帶模擬進行時需要。TLAPS溫度下降率（°C/km），正值表示隨髙程的增加溫度增加，負值相反。下降率用來調整子流域髙程帶的溫度，為此，氣象站髙程需要和指定髙程帶髙程相比較。如果沒有定義髙程帶，產生的溫度或者從tmp文件讀取的溫度將不在子流域作調整。只在子流域髙程帶模擬進行時需要。缺省值-6C/km。SNOSUB雪水初始含量（mmH0）o子流域的雪量以水量的深度代替雪層的深度，因為雪的密度差

異很大。當子流域被分成髙程帶后該參數就需要了。（可選）3支流參數CHL(1)子流域最長支流長度（km）。從子流域出口到該支流的最遠端。CHS(1)支流平均坡降（m/m）。從子流域出口到該支流最遠端的髙程差與CHL（1）之比。CHW(1)支流平均寬度（m）。CH_K(1)支流淤積層有效水壓傳導率（mm/hr）。該參數控制著子流域地表徑流在匯入干流前的輸移損失。CH_N(1)支流曼寧（Manning）n值。4氣候變化（可選）CO二氧化碳濃度（ppmv）。缺省值330。（可選，只在氣候變化研究中應用）2RFINC(mon)降雨調整（％變幅）。該月降雨量按該制定幅度調節(jié)。如改參數為10,則降雨為原來的110%。（可選，只在氣候變化研究中應用）TMPINC(mon)溫度調整（°C）。該月每日最髙最低溫升髙或降低指定幅度。（可選，只在氣候變化研究中應用）RADINC(mon)太陽輻射調整（MJ/m2-day）。該月每日輻射升髙或降低指定幅度。（可選，只在氣候變化研究中應用）HUMINC(mon)濕度調整。該月每日相對濕度升髙或降低指定幅度。（可選，只在氣候變化研究中應用）指定第十二章SWAT數輸入文件-天氣發(fā)生器（.WGN）天氣發(fā)生器輸入文件包含了用于生成子流域典型日氣候數據的統(tǒng)計數據。一般來說，需要至少20年的記錄來計算.wgn文件中的參數。氣候數據的生成有兩種情況：當用戶指定使用模擬天氣或實測數據確實。以下是對該文件變量的簡單說明；變量名定義TITLE.wng文件的第一行用于存放用戶注解。注解可以有80個空格的位置。模型不會對標題行進行任何處理，該行可以為空。WLATITUDE用于創(chuàng)建統(tǒng)計參數的氣象站的緯度（度數）。以度分秒表示的緯度要轉化成以小數表示的格式。WLONGITUDE氣象站經度（度數）。模型不會使用該變量，可以為空。WELEV氣象站髙程（m）RAIN_YRS每月最大0.5小時降雨量，該數據用于定義RAIN_HHMX（1,：）-RAIN_HHMX（12,：）.如果該變量無輸入值USWAT將其設為10TMPMX(mon)所有計算年中該月最髙日氣溫平均值（C）。該值通過對所有計算年該月最髙日氣溫進行加和再除以記錄的天數。TMPMN(mon)所有計算年中該月最低日氣溫平均值（C）。該值通過對所有計算年中該月最低日氣溫進行加和再除以記錄的天數。TMPSTDMX(mon)所有計算年該月每日最髙溫對所有計算年該月最髙日均溫的標準偏差。該參數定量了每日最髙溫對月最髙日均溫的變異。TMPSTDMN(mon)所有計算年該月（eg，兩年就有兩個月）每日最低溫對所有計算年該月最低日均溫的標準偏差。該參數定量了所有計算年該月每日最低溫對所有計算年該月最低日均溫的變異。PCPMM(mon)所有月平均降雨（mmH20）PCPSTD(mon)Mon月每日降雨量的標準偏差（mmH20/day）PCPSKW(mon)Mon月日降雨的偏斜系數。該參數將降雨分布的對稱度進行定量化。PRW(1,mon)該月中出現在干燥日之后濕潤日的概率。PRW(2,mon)該月中出現在濕潤日之后濕潤日的概率。

PCPD(mon)該月降雨天數的平均值RAINHHMX(mon)所有計算年該月的最髙的0.5h降雨量SOLARAV(mon)該月平均每日太陽輻射（MJ/m“day）。DEWPT(mon)所有計算年該月每日露點溫度平均值（￡）WNDAV(mon)所有計算年該月曰均風速（m/s）第十四章SWAT輸入文件-作物數據庫（CROP.DAT）模擬作物生長所需的信息按作物種類儲存在作物生長數據庫文件中。該數據庫文件由模型提供，該文件提供了大多數常見作物的參數。如果用戶需要模擬的土地利用或作物該文件中不存在，請與SWAT開發(fā)小組聯(lián)系。附件A紀錄了該分布式數據庫文件中參數值的來源。變量名定義ICNUM土地覆被/作物代碼。列在crop.dat中的不同作物的ICNUM值必須連續(xù)。ICNUM是數字代表用于在管理文件中識別用于模擬的土地覆被。CPNM表征土地覆被/作物名稱的四字符編碼。作物生長和城鎮(zhèn)數據庫中的這些4字符編號用于GIS界面以連接土地利用/土地覆被圖和SWAT作物類型。該代碼包括在輸出文件中。當增加一種新的作物和土地覆被類型，該作物的代碼必須是唯一的。IDC土地覆被/作物分類。1：暖季一年生豆類2：寒季一年生豆類3：多年生豆類4：暖季一年生5：寒季一年生6：多年生7：樹木該7類模擬過程不一：1：暖季一年生豆類-固氮模擬-生長季節(jié)由于根的生長而引起的根深變化2：寒季一年生豆類-固氮模擬-生長季節(jié)由于根的生長而引起的根深變化-秋季種植的土地覆被當白晝時間小于臨界值時進入休眠狀態(tài)3：多年生豆類-固氮模擬-根深通常等于作物種類和土壤允許的最大根深-當白晝時間小于臨界值時作物進入休眠狀態(tài)4：暖季一年生-生長季節(jié)由于根的生長而引起的根深變化5：寒季一年生-生長季節(jié)由于根的生長而引起的根深變化-秋季種植的土地覆被當白晝時間小于臨界值時進入休眠狀態(tài)6：多年生-根深通常等于作物種類和土壤允許的最大根深-當白晝時間小于臨界值時作物進入休眠狀態(tài)7：樹木-根深通常等于作物種類和土壤允許的最大根深-葉/針葉（30%）和木材（70%）新生長之。在每個生長季默契，葉片的生物量轉化成

DESCRIPTIONBIOE殘茬。DESCRIPTIONBIOE完整土地覆被/作物名。該描述模型不會用到，只用來幫助用戶識別不同作物種類的區(qū)別。太陽輻射利用率或生物能比（（kg/ha）/（MJ/m2））。太陽輻射利用率（RUE）太陽輻射作用單位面積上產生的生物量干重，該參數假定和作物生長時期無關°BIO_E代表有效光合太陽輻射作用單位面積上潛在的或最佳生物生長率（包括根）。RUE的確定很常用，有文獻提供了數字化的試驗例子。以下的用于測定RUE的方法從Kiniryetal（1998,1999）總結獲得。為了計算RUE，獲取的光合作用有效輻射（PAR）的量和地上部分生物量需要在作物的生長季節(jié)多次測定。測定次數沒有定植，一般需要在每個生長季節(jié)測定4-7次。測定葉面積時，必須在那些沒受生長脅迫的作物上進行。截獲太陽輻射的測定用光表?？梢杂萌庾V和PAR傳感器，RUE的計算根據傳感器的區(qū)別而有不用的計算方法。全光譜和PAR傳感器的區(qū)別已經計算的差異在Kiniry（1999）年的文獻中闡述。PAR傳感器在RUE研究中的應用受到推薦。測定輻射式，每個作物樣點需要進行3-5的重復測定，測定需要在葉冠層上測定10次，葉冠層下測定10次，葉冠層以上測定10次。必須在當地時間10：00am-2：00pm測定。冠層上下的測定平均化，一天截獲的PAR由這兩個數據所占比例進行計算。每天截獲的PAR根據測定值通過線性插值得到。截獲的PAR比例根據標準氣象站每日輻射總量轉化成PAR的量。為了把總輻射量轉化成PAR，采取方法為每日太陽輻射值和波長在400-700mm的輻射比例相乘。波長在400-700mm的輻射比例一般為45-55%,具體和云層覆蓋有關，缺省值為50%。每日截獲的PAR值確定后，作物到收獲截獲的PAR量也可計算得到，其為從播種到生物量收獲期間每一天截獲的PAR之和。為確定生物產量，需要收獲區(qū)域已知面積上的地上部分生物量。收獲的生物量至少需要在651條件下干燥2天再測定重量。RUE由地上部分生物量和截獲PAR的線性回歸函數確定。直線的斜率就是RUE。下圖給出了鴨茅狀磨擦禾（飼料草）的地上部生物量和截獲的光合作用有效輻射的關系。（圖中RUE的單位以及數值來自文獻資料，和SWAT中的應用的并不一致，SWAT中使用的值需要在乘以10）SuminedInterceptedPAR(MJm-2)Figure14-1.Abuve^iumidbimiiiibstiiidsummediiitercepteclphotosvntheticallvactiveradLationforEasterngaiiuigrass（A:lerKiniryetal,.19yy）.該參數能極大的改變作物生長速率，能影響生長季節(jié)的生長和最終產量。該參數是最后調整的參數之一，可以根據研究結果進行調整。需要注意的是作為調整依據的數據獲取時作物必須不受水分、養(yǎng)分和溫度的脅迫。HVSTI最佳生長條件下的收獲指數。HVSTI收獲帶走的地上部分生物量的比例，該部分生物量從系統(tǒng)中去除，不會轉化成殘茬進而分解。如果作物收獲的是地上部分，收獲比例一般小于1,如果收獲的是地下部分，收獲指數可能大于1。數據庫提供了兩種收獲指數，最佳生長條件下的收獲指數（HVSTI）和受生長脅迫的收獲指數（WSYT）。BLAI為確定收獲指數，收獲的生物量至少需要在651條件下干燥2天再測定重量。地上部分的總生物量也是干重。收獲指數的計算是收獲部分生物量的干重占地上部分總生物量干重之比。為獲得兩種收獲指數，作物需要在最佳氣候條件和脅迫條件兩種不同的地方生長。最大潛在葉面積指數。BLAIBLAI是作物在生長季節(jié)中對葉面積發(fā)展定量化的六個參數之一。下圖給出了SWAT數據庫中葉面積發(fā)展參數的關系。FractioncfPHUFractioncfPHUFl呂uiE14-2:Leafareamdex.眄afunctionoffractionofBarowiiag陽血0口forAlamo為了確定葉面積發(fā)展參數，記錄作物生長期的葉面積指數和累計熱力單元再對結果作圖。為了獲取最佳結果，需要收集肉干年的大田實驗數據，最小的年限是兩年，作物受水分和養(yǎng)分脅迫條件下的生長數據也必須收集。葉面積指數計和作物密度信息，田間試驗不僅可以再次設置作物實際密度，也可以調節(jié)田間試驗的作物密度來確定LAI（leafareaindex）最大值以滿足模型模擬需要。最大LAI值缺省時認為和雨養(yǎng)農業(yè)的作物密度一致。葉面積指數的計算是把綠葉面積和土地面積相除。因為要確定葉片面積必須把所有的植物都收割掉，所以在進行大田實驗時必須種植足夠的植物來進行整年的葉面積測定。盡管葉面積的測定工作量巨大，但是在工作過程中沒有本質性的難點。最常見的方法是對收獲的莖葉進行電子掃描。老的測定方法包括把葉子（或二次取樣）描到紙上，使用測面器，punchdisk法（Waston,1958）和線性維數法（DuncanandHesketh,1968）。TheoreticalDocumentationChapter17對測定方法有介紹。作物生長數據庫中的BLAI值是基于雨養(yǎng)農業(yè)地區(qū)作物平均密度獲得。BLAI在干旱地區(qū)因密度變小或灌溉條件下密度增大而有可能需要調整。FRGRW1作物生長期比例或最佳葉片面積發(fā)展曲線第一點（圖14-2）相應的總潛在熱力單位的比例。FRGRW1LAIMX1FRGRW2相對于最佳葉片面積發(fā)展曲線第一點（圖14-2LAIMX1FRGRW2作物生長期比例或最佳葉片面積發(fā)展曲線第二點（圖14-2）相應的總潛在熱力單位的比例。LAIMX2DLAICHTMX相對于最佳葉片面積發(fā)展曲線第二點（圖LAIMX2DLAICHTMX最大冠層髙度（m）。最大冠層髙度直接測定。不受生長脅迫的作物該值可以間隔測定，最大值用于數據庫。

RDMX最大根深RDMX最大根深(m)為測定該值，試驗作物不能在有非滲透層的土壤中生長。一旦作物成熟，整個土壤深度的土壤顆粒都取走。每隔25cm進行清洗，剩下活著的植物?；钪母退劳龅母鶇^(qū)別在于活的根更白，有彈性，外表皮完整。能找到活根的最深土壤就是最大根深。TOPT作物生長最佳溫度TOPT作物生長最佳溫度(°C)對一種作物來講，最佳溫度和基礎溫度相當穩(wěn)定。作物最佳生長溫度很難直接測定。根據圖14-3，可以選擇頂點作為最佳溫度，但這可能是不對的。頂點的溫度是葉片生長最佳溫度而不是作物生長最佳溫度。如果最佳溫度無法從文獻上獲取，可以使用數據庫中相類似的生長習性的作物的生長最佳溫度。對不同作物溫度的總結，提供了普適的，為生長期函數的基礎溫度和最佳溫度。如果溫度信息沒辦法獲取，就可以用這些值。對溫季4作物而言，一般的基礎溫度是8C,最佳溫度是25C，對寒季作物而言，一般基礎溫度是0C,最佳溫度是13C。TBASE作物生長最低(基礎)溫度TBASE作物生長最低(基礎)溫度(C)SWAT用基礎溫度計算每天的熱力單位，作物生長最低/基礎溫度在作物生長期變化明顯，但是SWAT忽略了該變化而在整個生長期只采用一個固定的基礎溫度。通過不同溫度下作物的生長來測定基礎溫度。葉片末端的生長速率(leaftipappearancerata)是溫度的函數，在生長基礎溫度或最低溫度時，葉片末端的生長速率為O.Oleaves/day,且推斷兩者之間為線性關系。圖14-3是玉米的數據。(注意，線在x軸上的交叉點溫度為8C)2030OiiiiiJeiafliirBf口Figure14-3:Rateofleaftipappe-aranee*5afunctionofteaiperatureforconi(AfterKinityetnL1991)CNYLD產量中氮的正常含量CNYLD產量中氮的正常含量(kgN/kgyield)除收獲帶走的生物量外，SWAT需要知道和產量一起帶走的氮和磷的量。收獲部分的作物生物量可以送到實驗室進行氮磷含量的測定?；诟芍孬@得該參數值。CPYLD產量中磷的正常含量(kgP/kgyield)除收獲帶走的生物量外，SWAT需要知道和產量一起帶走的氮和磷的量。收獲部分的作物生物量可以送到實驗室進行氮磷含量的測定。基于干重獲得該參數值。BN(1)氮帶走參數#1：生長初期(emergence)生物量中氮的正常含量(kgN/kgbiomass)BN(1)為了計算作物生長周期需要的氮量，SWAT需要知道不同生長階段整個生物量中的含氮量(干重)。作物數據庫中有6個變量提供這些信息：BN(1)，BN(2)，BN(3)，BP(1)，BP(2),BP(3)。在生長期，采樣3次測定氮、磷的含量：生長初期，生長中期和成熟期。

植物樣送到實驗室進行氮磷含量的測定。理想的作法是連同根一起測定作物含氮量。如果僅僅測定地上部分的含氮量，則由于進入根部的養(yǎng)分比例在不同作物之間存在差異，因此，只用地上部的含氮量在對不同作物的計算結果進行比較時會得出錯誤的結論。BN(2)氮帶走參數#2：50%成熟度的作物生物量中氮的正常含量(kgN/kgbiomass)BN(3)氮帶走參數#3:成熟作物生物量中氮的正常含量(kgN/kgbiomass)BP(1)磷帶走參數#1：生長初期(emergence)生物量中磷的正常含量(kgP/kgbiomass)BP(2)磷帶走參數#2：50%成熟度的作物生物量中磷的正常含量(kgP/kgbiomass)BP(3)磷帶走參數#3:成熟作物生物量中磷的正常含量(kgP/kgbiomass)WSYF收獲指數下限((kg/ha)/(kg/ha))由于水分脅迫導致的收獲指數下限值處于0-HVSTI之間。USLE_C土地覆被/作物的水侵蝕最小USLEC因子的值。C因子的最小值可以用下式從已經知道的年均C因子值估計(ArnoldandWilliams,1995)：C=1.463Ln[C]+0.1034LSLE,mmUSLE,aaCLSLE是土地覆被/作物的最小C因子值，C”…土地覆被/作物年均C因子值。GSILsLE,iiiUSLE,aa髙太陽輻射低蒸氣壓虧損下的最大氣孔傳導率(ms-1)水氣的氣孔傳導率用在Penman-Monteith計算最大作物蒸發(fā)。作物數據庫包含了3個氣孔傳導率的相關變量，但只在模型選擇了Penman-Monteith方程來模擬蒸發(fā)時用到：最大氣孔傳導率(GSI)和另兩個用來定義蒸氣壓虧損對氣孔傳導率的影響(FRGMAX，VPDFR)。Korneretal(1979)定義了葉片最大擴散傳率，是生長在水分充足，有最佳氣候條件，室外自然CO濃度和充足的養(yǎng)分供應條件下的完全成熟作物上觀察到的醉倒傳導率。葉片最大擴散傳率不能直接測定，但是可以從已知氣候條件下測定的蒸發(fā)量進行計算得到。確定擴散傳導率有很多方法：光合作用試管測定蒸發(fā)量，通風擴散氣孔和非通風孔。KOrneretal(1977)用通風擴散氣孔測定了擴散傳導率。為獲取葉片最大傳導率，在日出至中午前測定葉片的傳導率直至不