2．1 SWAT的大气水过程

大气水循环的过程：大气水循环的过程中主要有降雨、降雪、冠层截留过程、积雪/融雪/升华。

降雨降雪：降雨降雪的分离，决定于当日平均气温，如果日平均气温大于或等于降雪基温，那么将产生降雨。如果日平均气温小于降雪基温则产生降雪。

冠层截留过程：先算截留能力，当天的截留能力等于最大截留能力乘于当前叶面积指数比上最大叶面积指数。再根据截留能力计算冠层截留量和到达地面的雨量，当天的截留量就等于前天的截留量加上降雨量和到达地面的雨量。以此就能得出冠层截留蒸发也就是当天实际蒸腾量等于冠层截留蒸发量或参考作物腾发量。

积雪/融雪/升华过程：由积雪方程也是水量平衡法可算出当天的积雪量等于前天的积雪量加上当天的降雪量减去当天的降雪量再减去当天的融雪量。再有融雪方程或度－日因子法算当天的融雪量。

2．2 SWAT的土壤水过程

入渗过程；将降雨分为入渗和地表产流两部分入渗量等于降雨量减产流量

土表蒸发过程；土壤蒸发量计算，先算土壤潜在蒸发，当天的潜在土壤蒸发量等于参考作物蒸腾量(扣除植被截留蒸发)乘于地表覆盖指数。再对各土层进行潜在蒸发分配，最后根据各层土壤含水率情况计算实际蒸发。

植被蒸腾过程 ；植被蒸腾(根系吸水)计算，先算植物根系潜在蒸腾量再对各土层进行潜在蒸腾分配最后根据各层土壤含水率情况计算实际蒸腾。植物可利用水为田间持水度时土壤含水量与凋萎含水量之间的

壤中流过程；壤中流计算，用类似于运动波的方法计算

深层渗漏过程；深层渗漏计算，上层重力水向下层的渗漏用一种储量方法计算

灌溉过程；特殊土壤情况：变性土的裂隙流现象。1)主要用来刻画有裂隙存在时土壤的入渗量会加大；2)SWAT计算每层土壤的裂隙体积，裂隙随含水率动态变化；3)地表产流时，只有超过土壤总裂隙体积的水量才能流走；4)进入裂隙的水量先填充最底层的土壤的裂隙。

2．3 SWAT的地下水过程

SWAT模拟特点：1、只概念性分浅层和深层2、只模拟水量平衡，不模拟地下水位3、子流域之间的地下水相对独立(不考虑侧向径流)

浅层地下水主过程： 1、补给；用系数法将来自土壤剖面的深层渗漏分为两部分，一部分为浅层水补给，剩余为深层水补给。其余渗漏量如池塘湿地渗漏、子河道渗漏、主河道渗漏则直接补给浅层地下水。   2、基流；衰减函数。3、潜水蒸发；潜水蒸发直接用系数法计算，先算最大可能潜水蒸发量再根据浅层地下水储量和潜水蒸发储量阈值分情况计算。4、灌溉。5、耗用。

浅层地下水水量平衡：当天的浅层地下水蓄存量等于前天的浅层地下水蓄存量加上浅层补给量减去基流产生量减去潜水蒸发量再减去浅层使用量(灌溉/耗用)

2．4 SWAT的地表水过程

地表水过程包括三部分、子河道传输过程；水库、池塘、湿地、洼地的蓄滞过程；主河道的水量演进过程。水库和池塘/湿地的区别，水库从属于由主河道-水库构成的河网系统，参与河网系统循环过程；池塘/湿地从属于子流域，不参与河网系统循环过程。

水库的滞蓄过程；入流；降雨与蒸发；渗漏；出流；耗用；灌溉。

水库蓄滞过程与池塘/湿地的区别:

1、水库的入流为上游河道的汇流，出流为下游河道的入流；2、更加丰富的出流控制方式(日/月观测出流量、目标蓄量控制、正常库容-最大库容控制)；3、可作为作物响应单元的灌溉水源

洼地的滞蓄过程；SWAT中洼地是一种特殊的作物响应单元，主要用来模拟种植水稻而人工围建的圩垸，以及作物子流域内封闭的，一般不向主河道产流排水的下陷区。与池塘/湿地、水库等滞蓄水体的不同之处在于；、洼地是作物响应单元的一种，具有土壤层结构。可以用土表能积水的作物响应单元来概括；灌溉时水量进入表层积水。2、洼地上可种植作物；3、洼地的入流和出流需指定时间；4、洼地的渗漏进入土壤层，而不是直接进入子流域的地下水系统；5、洼地的出流计算方式比较特殊

主河道的水量演进过程、河道入流(上游与本子流域汇流)2、河道水面蒸发3、河岸蓄积4、渗漏5、向下游出流5、耗用6、灌溉

主河道水量循环演进计算；1、先不考虑蒸发、渗漏、河岸蓄积、引水的因素，用河槽蓄量法或马斯京根法计算出流；2、在河段的出流量进入下一个河段时，将这些水量在出流量中进行扣除以保持水量平衡

学习心得：

本讲是开始深入讲解SWAT主要作物水循环模拟方法，主要包括大气水分过程、土壤水过程、地下水过程和地表水过程。通过讲解水循环过程原理和作物矿物循环过程原理，使我们认识了水循环过程。主要有以下几个方面：大气水过程：主要表现为降雨、降雪等方式完成。在冠层截流过程中，温度作用很大，日平均气温与降雪、降雨温度密切相关，而冠层截流与当天的截留能力、最大截留能力和当前页面指数、最大页面指数密切相关。同时好要参考作物蒸发量的作用。最后表现为植物蒸腾和土壤蒸发两种形式完成。当然，在大气水循环过程中也有升华作用。比如积雪、融雪等有一定量的升华量，其完成量与时间与当天气温有密切关系。在土壤水过程中主要包括入渗过程，土表蒸发过程、植被蒸腾作用、壤中流过程，深层渗透作用和灌溉过程几个方面，在这些过程中土壤水平衡作用是衡量水循环的重要指标。地下水过程模拟有只概念性分浅层和深层、只模糊水量平衡不模拟地下水位和子流域之间的地下水相对独立等特点。其过程主要有补给、基流、潜水蒸发、灌溉、耗用等5种形式，并以上流河道如流、河道水面蒸发、河岸蓄积、向下流出流、耗用、灌溉等6中形式演进。

水是与作物栽培学紧密结合的要素，作物水循环更是研究作物栽培学的重要内容之一，本讲从作物水循环入手，主要讲述了大气水分过程、土壤水过程、地下水过程和地表水过程等几种水循环过程，水循环从不同侧面对农作物的影响，通过深入学习本讲知识，我对水对作物生长的作用有了更加深刻的认识，尤其是如何根据水循环的规律，想出如何保持农作物水分等方面有了较为深刻的认识。通过本讲学习，在宏观角度把握水的重要性和现实性，在保持水分的同时，还要想方设法减少水分的蒸发与散失，提高水分利用效率。在对常见的循环以外，还要利用降雨、降雪等天然灌溉因素，提高农业经济效率。