SWAT2000: Năng lực hiện tại và cơ hội nghiên cứu trong mô hình hóa lưu vực ứng dụng

Hydrological Processes - Tập 19 Số 3 - Trang 563-572 - 2005
J. G. Arnold1, Nicola Fohrer2
1USDA‐Agricultural Research Service, Temple, TX, USA
2Department of Hydrology and Water Resources Management, Ecology Centre, Kiel University, Kiel, Germany

Tóm tắt

Tóm tắtSWAT (Công cụ Đánh giá Đất và Nước) là một mô hình lý thuyết, thời gian liên tục được phát triển vào đầu những năm 1990 nhằm hỗ trợ các nhà quản lý tài nguyên nước trong việc đánh giá tác động của quản lý và khí hậu đến nguồn nước và ô nhiễm từ nguồn không điểm tại các lưu vực và lưu vực sông lớn. SWAT là sự tiếp nối của hơn 30 năm phát triển mô hình trong Bộ Nông nghiệp Hoa Kỳ thông qua Dịch vụ Nghiên cứu Nông nghiệp và được phát triển để 'mở rộng' mô hình quy mô thực địa trước đây đến các lưu vực sông lớn. Các thành phần của mô hình bao gồm thời tiết, thủy văn, xói mòn/sedimentation, sự phát triển thực vật, chất dinh dưỡng, thuốc trừ sâu, quản lý nông nghiệp, định tuyến dòng chảy và định tuyến hồ/bể chứa. Phiên bản mới nhất, SWAT2000, có một số cải tiến đáng kể bao gồm: quy trình vận chuyển vi khuẩn; quy trình đô thị; phương trình thấm Green và Ampt; trình tạo thời tiết được cải thiện; khả năng đọc dữ liệu bức xạ mặt trời hàng ngày, độ ẩm tương đối, tốc độ gió và ET tiềm năng; định tuyến kênh Muskingum; và tính toán thời kỳ nghỉ ngơi được điều chỉnh cho các khu vực nhiệt đới. Một bộ tài liệu hoàn chỉnh cho mô hình về các phương trình và thuật toán, hướng dẫn người dùng mô tả đầu vào và đầu ra của mô hình, cùng với hướng dẫn giao diện ArcView hiện đã hoàn tất cho SWAT2000. Mô hình đã được mã lại bằng Fortran 90 với một từ điển dữ liệu hoàn chỉnh, cấp phát động của các mảng và các chương trình con theo mô-đun. Nghiên cứu hiện tại đang tập trung vào vi khuẩn, các khu vực ven sông, địa hình hố nước, sự phát triển rừng, việc khoét sâu và mở rộng kênh, cùng với phân tích không chắc chắn đầu vào.Mô hình SWAT hiện được sử dụng tại nhiều quốc gia trên toàn thế giới. Những phát triển gần đây trong Chính sách Môi trường Châu Âu, chẳng hạn như việc thông qua chỉ thị Khung Nước Châu Âu vào tháng 12 năm 2000, yêu cầu các công cụ cho quản lý lưu vực sông tích hợp. Mô hình SWAT có thể áp dụng cho mục đích này. Đây là một mô hình linh hoạt có thể được sử dụng dưới nhiều điều kiện môi trường khác nhau, như bài chuyên đề này sẽ cho thấy. Các bài báo được biên soạn ở đây là kết quả của Hội nghị SWAT Quốc tế lần thứ nhất được tổ chức vào tháng 8 năm 2001 tại Rauischholzhausen, Đức. Hơn 50 người tham gia từ 14 quốc gia đã thảo luận về kinh nghiệm mô hình hóa của họ với đội ngũ phát triển mô hình từ Hoa Kỳ. Mười chín bài báo được chọn với các vấn đề từ những phát triển mới nhất, đánh giá quản lý lưu vực sông, các cách tiếp cận liên ngành cho quản lý lưu vực sông, tác động của thay đổi sử dụng đất, các khía cạnh phương pháp và các mô hình được derived từ SWAT đã được công bố trong số đặc biệt này. Bản quyền © 2005 John Wiley & Sons, Ltd.

Từ khóa


Tài liệu tham khảo

10.1016/0022-1694(86)90114-9

10.1016/0022-1694(86)90115-0

Arnold JG, 1990, SWRRB: A Basin Scale Simulation Model for Soil and Water Resources Management

10.1111/j.1752-1688.1998.tb05961.x

10.1111/j.1752-1688.1999.tb04192.x

BaffautC BensonVW.2003.A bacteria TMDL for Shoal Creek using SWAT modeling and DNA source tracking. InTotal Maximum Daily Load TMDL Environmental Regulations II. ASAE Proceedings Albuquerque NM.

10.13031/2013.34692

10.1080/02626667909491834

10.1016/0022-1694(84)90159-8

BevenKJ CalverA MorrisEM.1987.The Institute of Hydrology Distributed Model (HDM). Report 98 Institute of Hydrology Wallingford UK.

10.1029/WR025i006p01219

BMW.2004.Benchmark Models for the Water Framework Directive. Fifth framework program of the European Community (Contract no. EVK1‐CT2001‐0093).

BrownLC BarnwellTO.1987.The Enhanced Stream Water Quality Models QUAL2E and QUAL2E‐UNCAS: Documentation and User Manual. US EPA/600/3‐87/007 May 1987127pp.

BurnashRJC FerralRL McGuireRA.1973.A General Streamflow Simulation System—Conceptual Modeling for Digital Computers. Report by the Joliet Federal State River Forecasts Center Sacramento CA.

CHESS.2001.Climate hydrochemistry and economics of surface‐water systems.EC Environment and Climate Research Programme(Contract no. ENV4‐CT‐97‐0440);http://www.nwl.ac.uk/ih/www/research/images/chessreport.pdf.

CrawfordNH LinsleyRS.1966.Digital Simulation in Hydrology: The Stanford Watershed Model IV. Technical Report no. 39 Department of Civil Engineering Stanford University Palo Alto CA.

DiLuzioM SrinivasanR ArnoldJG.1998.Watershed oriented non‐point pollution assessment tool. In7th Annual Conference on Computers in Agriculture sponsored by ASAE Orlando FL;7pp.

10.1111/j.1752-1688.2002.tb05551.x

Dugas WA, 2002, Encyclopedia of Water Science, 788

10.1016/S1474-7065(02)00048-7

EckhardtK FohrerN FredeHG. This issue. Automatic model calibration.

EUROHARP.2004.European Community (Contract no. EVK1‐CT‐2001‐00096);http://www.euroharp.org/pd/pd/index.htm.

Fohrer N, 1999, Auswirkungen von Landnutzungsänderungen auf den Wasserhaushalt eines ländlichen Einzugsgebietes in einer peripheren Region, Zeitschrift für Kulturtechnik und Landentwicklung, 40, 202

10.1016/S1464-1909(01)00052-1

10.1016/S1474-7065(02)00050-5

FohrerN HaverkampS FredeHG. This issue. Assessment of the effects of land use patterns on hydrologic landscape functions—development of sustainable land use concepts for low mountain range areas.

10.1016/S0022-1694(02)00029-X

HaverkampS FohrerN FredeHG. This issue. Assessment of the effect of land use patterns on hydrologic landscape functions—a comprehensive GIS‐based tool to minimize model uncertainty resulting from spatial aggregation.

10.1111/j.1752-1688.2000.tb04275.x

Hydrologic Engineering Center, 1981, HEC‐1, Flood Hydrograph Package—User's Manual

10.1016/0022-1694(92)90233-L

10.1016/0022-1694(95)02986-9

Johansen NB, 1984, Hydrological Simulation Program‐Fortran (HSPF): User's Manual

KniselWG.1980.CREAMS A Field Scale Model for Chemicals Runoff and Erosion from Agricultural Management Systems. US Department of Agriculture Conservation Research Report no 26.

10.1016/0304-3800(89)90041-0

10.1016/S1474-7065(02)00049-9

LenhartT Van RompaeyA SteegenA FohrerN FredeHG GoversG. This issue. Considering spatial distribution and deposition of sediment in lumped and semi‐distributed models.

10.13031/2013.30578

McDonald MG, 1988, A Modular Three‐dimensional Finite‐difference Ground‐water Flow Model, 586

10.1029/WR017i005p01367

MoridS.2000.Snowmelt–runoff simulations for snowbound ungauged catchments. PhD dissertation Department of Civil Engineering Indian Institute of Technology New Dehli 237pp.

NeitschSL ArnoldJG KiniryJR SrinivasanR WilliamsJR.2002.Soil and Water Assessment Tool User's Manual Version 2000. GSWRL Report 02‐02 BRC Report 02‐06. Texas Water Resources Institute TR‐192: College Station TX.438pp.

Rockwood DM, 1972, User Manual for COSSARR Model

10.1023/A:1005424003553

SadeghiA ArnoldJG.2002.A SWAT/microbial submodel for predicting pathogen loadings in surface and groundwater at watershed and basin scales. InTotal Maximum Daily Load (TMDL) Environmental Regulations Proceedings of the March 11–13 2002 Conference Fort Worth TX; 56–63.

10.1016/S0022-1694(98)00289-3

10.1111/j.1752-1688.1994.tb03304.x

SrinivasanR ArnoldJG MuttiahRS WalkerC DykePT.1993.Hydrologic Unit Model for United States (HUMUS). In Proceedings of Advances in Hydro‐Science and Engineering University of Mississippi; 451–456.

10.1111/j.1752-1688.2000.tb04271.x

SugawaraM OzakiE WantanabeI KatsuyamaY.1976.Tank Model and its Application to Bird Creek Wollombi Brook Bihin River Sanaga River and Nam Mune. Research Note 11 National Center for Disaster Prevention Tokyo Japan.

TempQsim.2004.Fifth framework program of the European Community (Contract no. EVK1‐CT2002‐00112);http://www.tempqsim.net/.

10.1016/S0022-1694(96)80016-3

10.1029/2003WR002284

Van GriensvenA BauwensW. This issue. Evaluation of the application of ESWAT for integrated river water quality modeling.

10.1016/S0304-3800(01)00261-7

Williams JR, 1973, HYMO: Problem‐Oriented Language for Hydrologic Modeling—User's Manual

WilliamsJR HannRW.1978.Optimal operation of large agricultural watersheds with water quality constraints. Texas Water Resources Institute Texas A & M University TR‐96.152pp.

10.13031/2013.32748

10.1061/(ASCE)0733-9429(1985)111:6(970)

10.1111/j.1752-1688.2000.tb04268.x

YoungRA OnstadCA BoschDD AndersonWR.1987.AGNPS Agricultural Non‐Point Source Pollution Model. A Watershed Analysis Tool. USDA Conservation Research Report 35.

Zhao RJ, 1984, Watershed Hydrological Modelling

Thông tin
Thông tin xuất bản

Hydrological Processes

Tập 19 Số 3

563-572

Thông tin tác giả