3 SWAT模型測試
3.1 介紹
由于長江流域面積巨大，土壤類型衆多，測試、修改的成本太高，是以我們選擇一個較小的區域進行試驗。
試驗區域為河西走廊的石羊河流域，我們選擇了一個30km×20km的小區域，該區域包含了石羊河支流大西河的出口，作為水系劃分的出口（http://slt.gansu.gov.cn/syhglj/）。
3.2 流域水系劃分
操作詳情見https://www.bilibili.com/video/BV1H7411n7Vs
打開Arcmap，建立SWAT工程，進入Automatic Watershed Delineation界面，導入BJ54空間坐标系的DEM，子流域面積門檻值選擇2E-7Ha，自動填窪後生成河道。确定出口後生成了10個子流域，将顯示為紅色框的Basin要素導出為shp檔案。
3.3 土壤資料庫建立
操作詳情見https://www.bilibili.com/video/BV1H7411n7Vs
打開Arcmap，進入3.2建立的SWAT工程，利用3.2導出的shp檔案裁剪HWSD，提取出流域内的土壤分布類型，經統計共6種。
打開SWAT工程資料庫，SWAT2012.mdb，将6種土壤依次錄入，為友善查詢，土壤名稱直接用土壤ID表示，例如上圖左欄中的11291、11352等。注意，11387隻有一層。記錄完畢，儲存。
3.4 land use檔案
我們選擇GLASS_GLC資料庫，由清華大學土地覆寫監測網站提供（http://data.ess.tsinghua.edu.cn/），全球範圍的土地利用情況如下所示：
注意：
這時我們需要把語言換成英語，否則後續載入landuse栅格檔案時會報錯（http://muchong.com/html/201406/7534220.html），更換語言方法參考（https://jingyan.baidu.com/article/ab0b5630b670dbc15afa7d02.html）。
利用3.2導出的shp檔案裁剪GLASS_GLC，擷取研究區域内的土地利用資訊，隻有一種，數值為90，查閱分類表後确定該區域的土地利用類型為荒地：
GLASS_GLC資料庫包含分類檔案labelInstruction.docx，内容為：
| Label | |
| No data | |
| 10 | Cropland 農田，耕地 |
| 20 | Forest 森林 |
| 30 | Grassland 草原 |
| 40 | Shrubland 灌木 |
| 70 | Tundra 凍土帶 |
| 90 | Barren land 荒地 |
| 100 | Snow/ice 雪/冰 |
3.5 HRU分析
打開SWAT工程，HRU Analysis - Land Use/Soils/Slope Definition
3.5.1 Land Use Data控件
在Land Use Grid下導入已經定義投影的landuse資料，Choose Grid Field選擇VALUE，點選OK，下方會出現對應表格。
輕按兩下LandUseSwat空格，可以手動選擇土地類型，選擇crop，選擇BARR，點選Reclassify。
3.5.2 Soil Data控件
同樣的，依次填入，點選Reclassify：
3.5.3 Slope控件
選擇坡度，為了友善我們直接選擇Single Slope，也就是不用分層，點選Reclassify：
3.5.4 重載
以上三步完成後，勾選下方兩個選項框，點選Overlay按鈕，進行疊加，将土地利用、土壤類型、坡度等水文特性疊加到每個HRU上，然後SWAT才能基于HRU進行産流、入滲、水質監測的計算工作。
點選确定，大功告成！
3.5.5 篩選
點選HRU Analysis - HRU Definition，進入篩選設定。SWAT為了簡化計算，提供了篩選功能，我們可以設定門檻值，将小于該門檻值的水文特性類型删除，這裡我們選擇10%，點選Create HRU。
3.6 氣象資料庫
打開Write Input Tables - Weather Stations，選擇氣象資料庫。這裡有很多備用選項，可以導入其他資料庫，也可以自己輸入。我們選擇CFSR_World（https://www.bilibili.com/video/BV1H7411n7Vs下提供了連結），需要将下載下傳到的CFSR_World.mdb手動複制到項目下的SWAT2012.mdb資料庫中，如下圖所示：
點選Weather Generator Data按鈕，在下拉框選擇WGEN_CFSR_World（如果不進行上一步複制操作，這裡将不顯示WGEN_CFSR_World），點選OK，等待約1分鐘完成，點選“确定”，然後點選Cancel退出。
3.7 生成輸入參數表格
打開Write Input Tables - Write SWAT Input Tables，彈出清單表格， 點選Select ALL，點選Create Tables。
等待約1分鐘完成，點選“确定”，然後點選Cancel退出。
3.7 運作SWAT
做完上述工作，我們已經完成了SWAT運作的全部準備工作，打開SWAT Simulation - Run SWAT，進入最後的時間跨度和分辨率、SWAT編譯器等設定（我偷偷換了個PC，嘿嘿）：
選擇時間跨度2000/1/1 - 2015/12/31，時間分辨率1個月，點選Setup SWAT Run，完成預備工作，點選Run SWAT，開始計算。
但是出現了這一幕：
問題描述：Fortran編譯過程出錯，讀資料時讀到檔案末尾。我們打開出現問題的檔案000120004.sol，發現它竟然是空的，而000120001.sol - 000120003.sol都沒有問題。
查閱SWAT使用手冊（https://wenku.baidu.com/view/5f1d74eb0975f46527d3e195.html），.sol檔案是土壤輸入檔案，可能是soil部分出了問題。參考（https://blog.csdn.net/Chris_Ning/article/details/98242315?ops_request_misc=%257B%2522request%255Fid%2522%253A%2522159841213819724839203572%2522%252C%2522scm%2522%253A%252220140713.130102334.pc%255Fall.%2522%257D&request_id=159841213819724839203572&biz_id=0&utm_medium=distribute.pc_search_result.none-task-blog-2~all~first_rank_ecpm_v3~pc_rank_v3-1-98242315.pc_ecpm_v3_pc_rank_v3&utm_term=SWAT%E8%BF%90%E8%A1%8C%E5%A4%B1%E8%B4%A5&spm=1018.2118.3001.4187），檢查土壤資料庫usersoil，果然發現第四行的11387号土壤的描述有誤，本來隻有1層，但第二層卻有了相關記錄，且與第一行的11291号土壤一緻，可能是導入時出現錯誤。将第二層資料全部改為0，儲存。
再次測試，還是出現同樣的問題：
考慮是否是參數範圍的問題，對照SWAT2012.mdb的solrng.dbf資料庫（如下圖所示），對資料庫進行檢查：
檢查完畢，并沒有問題。
看一下.sol檔案的命名規律，根據各個.sol檔案的内容，我們推測：前5位000xx為subbasin編号，後四位00xx為每個subbasin中的HRU編号，這樣一來就是第12個子流域的第4個HRU出現問題，沒有寫入土壤資訊。
打開Edit SWAT Input - Subbasins Data，選中11561号土壤，點選OK
出現如下界面，證明該土壤類型已被正确導入：
傳回檔案夾，打開000120004.sol，發現已經寫入文本了：
重新測試，剛才的問題解決了，但是又出現了新問題（我人傻了）：
隻能從配置檔案入手了。打開file.cio檔案（位于工程目錄/Scenarios/Default/TxtInOut/下），發現降雨和溫度資料均為空，說明WGEN_CFSR_World資料庫在該區域沒有站點，導緻計算失敗。
此時我們需要手動添加該區域的氣象資料。打開下載下傳到的中國地面氣候資料日值資料集V3.0（原位址http://data.cma.cn/data/cdcdetail/dataCode/SURF_CLI_CHN_MUL_DAY_V3.0.html，但是下載下傳很不友善，好在本站有資源，可以花C币下載下傳之，時間跨度2010-2019年），檢視站點分布，利用matlab inpolygon函數，發現共有3個站點位于石羊河流域，但是方塊裡（紅色區域）一個都沒有：
有種前功盡棄的絕望感。。。
本次測試到此為止，雖然沒有成功，但熟悉了SWAT的流程，掌握了許多實用的ArcGIS技巧，比如關于資料庫的建立、坐标系統的轉化、異常事件查詢與解決等，都為下一次的成功積累經驗。
讓我們期待SWAT模型學習（四）吧！