王艳
探索SWAT模型奥秘:从建模到应用的全面解析
2024-6-25 12:50
阅读:457

打好面源污染防治攻坚战,是当前水资源、水环境和水生态管理的主要工作之一。在面源污染防治中,首要的前提是需要结合一定的面源污染模型进行污染负荷量的估算并分析其空间特征,并探讨流域内各部分之间的联系与反馈机制。ArcGIS软件具有强大的地图制作、空间数据管理、空间分析、空间信息整合等功能,能够很好地实现模型运算及空间分析。此外,基于ArcGIS的SWAT模型是一类比较典型的分布式面源污染分析模型,并广泛应用在水资源、水环境等相关学科的研究、规划和生产之中,具有广阔的前景。

【数据福利】:

赠送ERA5-LAND陆面再分析数据(5T左右)

时间分辨率:hourly

空间分辨率:0.1°(等角lonlat投影+wgs84)

包含11个变量:温度、气压、辐射、蒸发、降水、湿度【详情见数据说明文件】

赠送ERA5大气再分析数据WRF驱动数据(28T左右)

时空分辨率:0.25˚/hourly

时空覆盖:1940-2024/东亚范围

赠送ERA5大气再分析数据地面数据

时空分辨率:0.25˚/hourly

时空覆盖:1940-2024/东亚范围

包含变量:2m温度、地表气压、2m比湿、UV10m风速、土壤温湿度(4层)

赠送ERA5大气再分析数据大气数据(900G+)

时空分辨率:0.25˚/monthly

时空覆盖:1959-2021/全球范围

包含变量:大气分层的散度、云量分数 、地势高度、臭氧质量混合比、势能涡度、相对湿度、特定云冰水含量、特定云液态水含量、比湿、特定雨水含量、特定雪水含量、温度、风的U分量、风的V分量、垂直速度。

赠送ERA5大气再分析数据大气数据(4.7TB+)

时空分辨率:0.1˚/hourly

时空覆盖:1979-2022/亚洲东部[90-150E,30N-30S]

包含变量:2米露点温度、2米温度、裸土蒸发量、冠层顶部蒸发量、潜在蒸发量、土壤温度/水分(四层)、地表净热辐射、地表压力、地表向下太阳辐射、蒸发量、总降水量、土壤水分。

赠送CMIP5/6月尺度陆面气象数据(50G+)

包含变量:地面数据(温、压、湿、风、辐射和降水)

包含情景:historical(1850-2014)、ssp126(2015-2100)、ssp245(2015-2100)、ssp370(2015-2100)、ssp585(2015-2100)

赠送CMIP6月尺度生态相关数据

包含变量:陆面生态系统过程数据(NPP、NEP、GPP)

包含模型:10~17个模型不等

包含情景:historical(1950-2014)、ssp126(2015-2100)、ssp245(2015-2100)、ssp370(2015-2100)、ssp585(2015-2100)

赠送CMIP6日数据(1.8T+)

包含变量:地面数据(温、压、湿、风、辐射和降水)

包含模型:12个

包含情景:historical(1960-2014)、ssp126、ssp245、ssp370、ssp585

第一部分:SWAT模型实践,SWAT模型在水文水资源、面源污染模拟中的实践技术应用及典型案例分析

一 SWAT模型及应用介绍

1.面源污染概要

2.SWAT模型及应用

3.SWAT模型原理

4.SWAT模型输入文件

5.ArcGIS与SWAT关系

二 SWAT模型中GIS必备技术

1.GIS软件平台

2.ArcGIS10.6安装和注意事项

3.ArcGIS必备技术

4.ArcGIS常见数据格式

三 SWAT模型操作流程

1.SWAT模型安装

2.建立SWAT项目

3.SWAT模型子流域划分

4.HRU划分

5.气象数据及其它数据输入

6.SWAT运行及结果读取

四 SWAT结果分析及地图制作

1.SWAT结果查看与导出

2.SWAT结果时间变化分析

3.SWAT结果空间变化分析

4.SWAT结果符号设置与地图制图

五 DEM数据制备流程

1.DEM数据的作用

2.认识DEM数据

3.DEM数据的获取

4.DEM数据的预处理

六 土地利用数据制备流程

1.土地利用调用流程

2.土地利用的获取

3.土地利用处理

4.遥感数据解译土地利用

5.土地利用类型索引表建立

七 土壤数据制备流程

1.土壤数据调用流程

2.土壤数据的获取

3.土壤数据的处理

4.SWAT土壤数据库参数

5.土壤数据库参数计算

6.土壤类型索引表的建立

八 气象数据制备流程

1.气象数据的调用原理

2.气象数据获取

3.气象数据处理

4.天气发生器介绍及参数计算

5.气象站点索引文件制作  

九 其它数据制备流程

1.点源污染输入

2.水库数据输入

3.灌溉措施输入

4.管理措施输入

十 参数率定与结果验证

1.参数率定与结果验证原理

2.SWAT-CUP软件介绍

3.SWAT-CUP水量率定与验证

4.SWAT-CUP水质率定与验证

5.参数敏感性分析

6.率定验证后参数回带及模拟

十一 关键源区及BMPs设置

1.最佳管理措施介绍 

2.关键源区分析

3.SWAT中BMP的设置

4.BMP效果分析

十二 SWAT模型结果分析-水资源

1.地表径流分析

2.地下径流分析

3.蒸散发分析

4.水源涵养量分析

十三 SWAT模型结果分析-农业面源

1.子流域农业面源分析

2.河道农业面源分析

3.面源污染时空变化分析

十四 SWAT模型结果分析-水土流失

1.SWAT模型泥沙分析

2.水土保持措施分析

第二部分:SWAT模型进阶,无资料地区建模、不确定分析与气候变化、土地利用对面源污染影响模型改进及案例分析

一 SWAT模型应用热点分析

1.SWAT模型应用文献解析及热点剖析

2.讨论

二 无资料地区快速建立SWAT模型

1.无资料地区DEM数据制备

2.无资料地区土地利用制备

3.无资料地区土壤数据制备

4.无资料地区气象数据制备

5.无资料地区SWAT模型率定验证

6.案例分析:遥感产品和SWAT模型结合研究

三 基于控制单元的流域SWAT模型建立

1.ArcGIS高级操作

2.ArcGIS水文分析及SWAT应用

3.pre-defined子流域及河网完整制备及注意事项

4.HRU深入剖析及可视化分析

5.案例分析:基于控制单元的流域SWAT模型建立

四 SWAT模型不确定性分析

1.不确定性分析

2.输入不确定性分析

3.参数不确定性分析

4.结构不确定性分析

5.案例分析:SWAT模型中DEM数据的不确定性分析

五 未来气候变化对水资源及面源污染的影响

1.气候变化简介

2.CMIP6数据介绍

3.CMIP6数据下载

4.基于ArcGIS及python的CMIP6数据处理

5.气候数据降尺度处理

6.案例分析:气候变化对SWAT面源污染模拟的影响研究 

六 土地利用变化对水资源及面源污染的影响

1.土地利用变化简介                

2.ArcGIS土地利用变化分析

3.土地利用变化对SWAT模型结果的影响

4.ArcGIS退耕还林实现及对面源污染的影响

5.土地利用动态输入SWAT设置  

6.FLUS未来土地利用变化预测

7.案例分析:动态土地利用输入对SWAT面源污染模拟的影响研究

七 SWAT改进与模型耦合

1.SWAT模型代码修改及应用

2.与SWAT模型结合的常用模型文献分析

3.案例分析:SWAT模型初损率改进及对水资源的影响分析

八 SWAT建模过程中常见问题汇总及解答

注:请提前自备电脑及安装所需软件

更多应用:包含SWAT模型、HSPF模型、AQUATOX、FVCOM模型、Delft3D模型、VIC模型、HYPE模型、HEC-RAS、防洪评价、HEC-HMS、SWMM、城市内涝、AHP、洪水危险性评价、山洪径流过程模拟、RUSLE水土流失、ADCIRC、入河排污口设置论证、RWEQ模型、HYDRUS模型、GMS、TOUGH系列、地下水环评、MODFLOW、Visual modflow Flex、PHREEQC、Surfer与Voxler、FEFLOW建模、GMTSAR、InSAR、ContextCapture Master、GNSS、GAMITGLOBK软件、GIS地质灾害危险性评、土壤普查、水土保持、水土流失、岩土工程渗流等...

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