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2.1 “SWAT模型的安装概况与SWAT模型简介”的学习内容及心得
学习内容：
1、SWAT模型的产生
SWAT模型的最直接前身是SWRRB模型。而SWRRB模型则起始于20世纪70年代美国农业部农业研究中心开发的CREAMS(Chemicals,Runoff, and Erosion from Agricultural Management Systems)模型。此时的SWRRB模型还是一个仅能够模拟土地利用对田间水分、泥沙、农业化学作物矿物流失影响、具有物理机制的田间尺度非点源污染模型。为了解决水质评价问题，SWRRB模型于20世纪80年代后期引进了重点描述地下水中化学作物矿物、农药对农业生态系统影响的GLEAMS(GroundwaterLoading Effects on Agricultural Management Systems)模型的杀虫剂部分。同时，为了研究土壤侵蚀对作物生产力的影响，引进作物生长模型EPIC(Erosion- Productivity Impact Calculator)。至此，SWRRB模型已可模拟评价复杂农业管理措施下的小流域尺度非点源污染。
2、SWAT模型的发展
自SWAT模型建立后又经历了多次修改，各个版本的主要修改内容如下：
SWAT94.2：引入多作物响应单元（MultyHydrologic Response Units）。作物响应单元的引入让更多的空间物理特性得到考虑，使模型能够反映不同土地利用和土壤类型的蒸发、产流、入渗等作物过程，从而提高了产出预测的精度。
SWAT96.2：在管理措施中增加了自动施肥和自动灌溉；增加了植物冠层截留；在作物生长模型中引进了CO2部分用来分析气候变化的影响；增加了Penman-Monteith潜在蒸腾方程式；增加了基于动力波的土壤中侧向流动的计算模块；增加了河道中营养成分的水质方程以及对杀虫剂迁移的模拟。
SWAT98.1：改进了融雪模块、河道中水质计算模块；扩展了营养成分循环模块；在管理措施中增加了放牧、施肥等选项；模型得以改进为适用于南半球。
SWAT99.2：修改了营养成分、水稻及湿地模块。年份表示由二位改为四位。增加了由于沉淀作用引起的水库、池塘、湿地中养分减少的计算；增加了城区污染物的累积和冲刷计算。
SWAT2000：增加了细菌迁移模块，Green-Ampt入渗模块，马斯京根法汇流计算；改进了天气生成器；允许太阳辐射、相对湿度、风速、潜在的ET值等直接读入或生成；改进了高程处理过程，为适用于热带地区对休眠部分的计算进行了修改。
AVSWAT2000：将SWAT2000作为一个扩展模块结合到ArcView GIS中，具备了很强的空间分析与处理功能。
3、SWAT模型的原理和结构
SWAT是一个物理基础的模型，可以进行连续时间序列的模拟。SWAT模拟的流域作物过程分为水循环的陆面部分（即产流和坡面汇流部分）和水循环的水面部分（即河道汇流部分）。前者控制着每个子流域内主河道的水、沙、营养作物矿物和化学作物矿物等的输入量；后者决定水、沙等作物矿物从河网向流域出口的输移运动。整个水分循环系统遵循水量平衡规律。
SWAT模型涉及到降水、径流、土壤水、地下水、蒸散以及河道汇流等。
4、SWAT模型的数据处理过程
SWAT模型所需的数据有地形、土壤、土地利用、作物、营养、作物矿物等，根据研究目的不同可以选择建立不同的数据库，模型本身带有Land Cover/Plant Growth Database、UrbanDatabase数据库。除此之外，还需要结合研究区域的特点和研究目的，建立用户数据库，其中包括耕作数据库、杀虫剂数据库、营养作物矿物数据库、土壤数据库。
学习心得：
本节是学习SWAT软件的基础，主要学习了SWAT软件的发展概况，发展历史轨迹以及在水循环模拟、作物生长过程和作物矿物循环中的发展概要。通过学习我对SWAT有了比较清楚的了解，尤其是在作物水循环中的应用有较好的把握。各种作物水循环过程统一模拟的平台，使人们可以站在流域整体视角研究各种作物过程的综合影响。在学习概念模型和分布式模型的同时，在老师的指导下，我们还学习了各种模型的优缺点，SWAT属于物理－概念结合的模型，具有很强的物理基础，能够考虑天气、土壤性质、地形、植被、人类土地管理的综合作用，同时能够灵活处理各种复杂应用条件。适合于长时间尺度的作物循环和作物矿物循环研究，而非短时期作物预报。适合于宏观尺度的模拟。研究水土流失、营养作物矿物输移、农药、病原菌等作物矿物循环过程。能够灵活处理资料缺失问题。具有强大的模型数据库，除地形和土地利用等少量基本数据资料外，很多参数，如作物相关参数、土壤参数等可直接选用备用数据。
最后在以上学习的基础上开始了解SWAT模型，从开发者、应用方向、模型特点、模型发展轨迹和重要成果等方面对SWAT有较好的了解和认识，这对以后更好的学习本专业课程起到提纲携领的作用。由于该学科与作物栽培学之间的特殊关系，该学科主要涉及的作物，物质测算等内容对作物栽培有较大的影响，但鉴于本节为SWAT模型的简介，对本专业影响的外在因素有较好的理解和把握，以后在学习作物栽培学课程时有一个比较宏观的把握和了解，有助于开发本专业以外的知识和视野，更好的学习本专业知识和更全面分析本专业与外在环境之间的关系，以更好地分析研究本专业的相关内容。
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