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第1章 模型概述 1

1.1 模型历史 1

1.2 概述 4

1.2.1 目的 4

1.2.2 原理 4

1.2.3 空间划分 6

1.2.4 GIS界面 7

1.2.5 模拟过程 7

1.3 SWIM/GRASS界面概述 8

1.3.1 主菜单 8

1.3.2 主菜单的选项 9

1.4 模型组件的概述 12

1.4.1 水文过程 12

1.4.2 作物／植被生长 13

1.4.3 养分动态 13

1.4.4 侵蚀作用 14

1.4.5 汇流 14

第2章 模型组件的数学描述 16

2.1 水文过程 16

2.1.1 融雪 17

2.1.2 地表径流 17

2.1.3 径流峰值 20

2.1.4 下渗 22

2.1.5 侧向壤中流 24

2.1.6 潜在蒸散 25

2.1.7 土壤蒸发和植物蒸腾 26

2.1.8 地下径流 27

2.1.9 传输损耗 29

2.2 作物／植被生长 30

2.2.1 作物生长 30

2.2.2 生长约束条件：水分因子 32

2.2.3 生长约束条件：温度因子 33

2.2.4 生长约束条件：养分因子 33

2.2.5 作物产量和残余物 34

2.2.6 不同二氧化碳浓度条件下的净光合作用调整 36

2.2.7 不同二氧化碳浓度条件下的蒸散调整 39

2.3 养分动态变化 40

2.3.1 土壤温度 40

2.3.2 施肥作用和降水输入 42

2.3.3 氮的矿化 42

2.3.4 磷的矿化 44

2.3.5 磷的吸附作用／吸收 44

2.3.6 脱氮作用 45

2.3.7 作物养分吸收 45

2.3.8 硝酸盐在地表径流和地下水淋滤中的损失 46

2.3.9 地表径流可溶磷的损失 47

2.4 侵蚀作用 49

2.4.1 泥沙产量 49

2.4.2 有机氮随泥沙的传输 50

2.4.3 磷随泥沙的传输 51

2.5 汇流 52

2.5.1 径流汇流 52

2.5.2 泥沙汇流 53

2.5.3 养分汇流 54

第3章 SWIM代码结构和输入参数 64

3.1 SWIM/GRASS界面结构 64

3.2 SWIM模拟部分结构 70

3.2.1 文件及其功能 70

3.2.2 子程序及其功能 74

3.2.3 主要的管理子程序以及参数读取部分 78

3.3 输入和输出文件 81

3.4 输入参数 87

3.4.1 输入文件-.cod 87

3.4.2 输入文件-.fig 89

3.4.3 输入文件-.bsn 90

3.4.4 输入文件-.str 93

3.4.5 输入文件-sub-prst.dat 94

3.4.6 输入文件-crop.dat 94

3.4.7 输入文件-wgen.dat 100

3.4.8 输入文件-.sub 101

3.4.9 输入文件-.gw 103

3.4.10 输入文件-.rte 104

3.4.11 输入文件-wstor.dat 105

3.4.12 输入文件-soilNN.dat 105

3.4.13 文件init.f的BLOCK数据 107

第4章 数据准备与SWIM运行 110

4.1 空间数据准备 110

4.1.1 GIS数据概述 111

4.1.2 空间分辨率的选择 113

4.1.3 子流域平均面积的选择 114

4.1.4 GRASS GIS概述 115

4.1.5 GRASS程序和函数 115

4.1.6 ARC/INFO地图转ASCII格式 117

4.1.7 流域分析程序r.watershed 121

4.1.8 DEMO演示数据库 122

4.2 SWIM/GRASS界面 129

4.3 相关数据准备 134

4.3.1 相关数据概述 134

4.3.2 气候数据 135

4.3.3 土壤数据 137

4.3.4 作物参数和作物管理资料 142

4.3.5 水文和水质数据 142

4.4 模型运行 143

4.4.1 收集输入数据 143

4.4.2 调整编码以适应特定的输入数据 144

4.4.3 敏感性分析 145

4.4.4 模型应用概述 162

附录 SWIM的空间数据准备GRASS命令 165

参考文献 171

作者致谢 176