解志林 高良敏 司家濟

摘 要：SWAT模型在國內外流域水文過程、土壤侵蝕、非點源污染等研究領域得到廣泛的應用。但模型輸入數據精度、缺少模擬模塊等較多問題依然存在。在研究者們不斷改進調整下，SWAT模型會變得更加完善。

關鍵詞：SWAT模型；非點源污染；土壤侵蝕；產流產沙

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.16.205

1 模型簡介

SWAT模型是由美國農業(yè)部農業(yè)研究中心（USDA-ARS）開發(fā)的模型，它是在結合CREAMS、EPIC、GLEAMS等模型的基礎上發(fā)展起來的分布式水文模型[1]。SWAT模型可以模擬大型復雜河流中土地管理活動對水量和質量，沉積物運移，農藥和營養(yǎng)物質淋失的影響盆地[2]。SWAT模型是基于連續(xù)時間段的模擬，能模擬幾年、幾十年的過程，模擬結果可以日、月、年為單位輸出，不能模擬某次單一的降雨事件[3]。該模型主要是基于GIS提供的空間信息模擬不同的水文物理化學的輸移與轉化過程[4]。

降水在低洼處匯聚，從而產生地表徑流，在流動過程中不斷侵蝕土壤，泥沙和氮、磷等污染物隨徑流沖刷，進入水體，造成江河湖泊等水體非點源污染?；诜屈c源污染產生的特點，SWAT模型構建3個模塊來模擬非點源污染：水文過程、土壤侵蝕和污染負荷[5]。

2 模型發(fā)展與應用

國外學者對SWAT 模型的應用較早，很多工作已經比較深入。Schomberg等應用SWAT模型在Minnesota州和Michigan州對不同土地利用下產沙量、產流量進行了模擬。Arabi等利用SWAT模型模擬得出不同的亞流域的劃分，會影響到營養(yǎng)物負荷量和徑流量、產沙量的模擬結果。Tripathi M.P等模擬了小流域的徑流量、產沙量和非點源污染負荷量，而后應用SWAT模型的不同管理措施組合對該流域面源污染負荷關鍵區(qū)進行了綜合評價。Vigiak O等人用SWAT模擬多瑙河流域的泥沙通量，流域范圍內的模型模擬結果表現令人滿意[6-10]。

國內引進SWAT模型的時間相對較晚，但隨著近年來人們對該模型的認識不斷提高使得該模型得以迅速發(fā)展。目前，國內研究者對SWAT 模型的研究主要集中在：產流/產沙模擬、非點源污染研究、模型輸入參數對模擬結果的影響研究三個方面。黎云云等研究表明SWAT模型在渭河流域各個分區(qū)均有較好的適用性[11]。楊寶林等基于SWAT模型建立了金華市蓮塘口流域的面源污染分布式模型，識別出關鍵的污染源 [12]。

3 模型不足與改進

當然，SWAT模型也存在一些缺點和不足之處。主要是由于模擬時模型包含大量的氣象和水文數據以及各種其他監(jiān)測信息，因此在預測非點源污染負荷過程中存在很大的不確定性。不確定性主要來自輸入，模型結構，參數和輸出不確定性，數字高程模型（DEM）分辨率，SWAT中的內置化肥數據庫有其局限性，在中國運用SWAT模擬非點源污染中考慮家畜糞便時，需要建立一個新建一個化肥數據庫，以便更準確地表示局部狀況[13-15]。

選擇合適的DEM分辨率、調整輸入數據精度、劃分合適的子流域。Qi等人開發(fā)了一種新的基于物理的土壤溫度模塊，作為目前在SWAT中使用的經驗土壤溫度模塊的替代方案[16]。Hoang等人通過修改相關的水文SWAT代碼，將河岸氮模型加入SWAT以模擬河岸帶的反硝化過程。Dile等人為SWAT模型開發(fā)一個開源用戶界面。接口QSWAT用Python編程語言編寫[17] 。

4 結論與展望

SWAT模型在國內外流域水文過程、土壤侵蝕、非點源污染研究方面應用廣泛。但模型輸入數據精度、輸入數據單元尺度的轉換、缺少模擬模塊等較多問題依然存在。相信在研究者們不斷改進下，SWAT模型會變得更加完善。未來對不同土地利用方式、施肥、管理措施的綜合情景分析會成為SWAT模型重要的研究領域。

參考文獻：

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作者簡介：解志林（1995-），男，安徽滁州人，碩士在讀，研究方向：水污染控制。

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