arcswat short guide (1)
TRANSCRIPT
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP.HCM
KHOA: CÔNG NGHỆ HÓA HỌC VÀ THỰC PHẨM
BỘ MÔN: CÔNG NGHỆ MÔI TRƯỜNG
[HƯỚNG DẪN SỬ DỤNG CHƯƠNG TRÌNH]
ArcSWAT 2005 ( ArcGIS version 9.1)
Người biên soạn: NGUYỄN HÀ TRANG
E-mail: [email protected]
Lưu hành nội bộ
TP.HCM – Tháng 3 / 2009
Hướng dẫn sử dụng ArcSWAT Nguyễn Hà Trang
Website: swatgroupvn.club.officelive.com
Cellphone: 0939281155
2
CHƯƠNG 2:
CÀI ĐẶT ArcSWAT2005 (ArcGIS version 9.1)
2.1. YÊU CẦU HỆ THỐNG
SWAT2005/ giao diện ArcSWAT 1.0 yêu cầu:
Phần cứng
- Bộ xử lí Pentium IV trở lên (2.0 GHz hoặc nhanh hơn)
- RAM tối thiểu 1GB
- Bộ nhớ còn trống 500 MB trong ổ cứng khi cài đặt (có thể lên tới 1.25 GB nếu
cài bản đầy đủ - bao gồm: dữ liệu phần ví dụ và dữ liệu đất của Mỹ)
Phần mềm (ArcSWAT 1.0 chạy trên nền ArcGIS 9.1)
- Microsoft Windows XP hay Windows 2000
- ArcGIS – ArcView 9.1
- ArcGIS Spatial Analyst 9.1 Extention
- ArcGIS Developer Kit
- ArcGIS DotNet Support
- Microsoft.Net Framework 1.1
- Adobat Reader phiên bản 7.0 hoặc cao hơn
2.2. HƯỚNG DẪN CÀI ĐẶT
2.2.1. ArcGIS 9.1
Cài license
Gồm 4 files trong folder crack
Mở file license (LIC File), sửa tên đăng kí sử dụng và save lại
Hướng dẫn sử dụng ArcSWAT Nguyễn Hà Trang
Website: swatgroupvn.club.officelive.com
Cellphone: 0939281155
3
Cài đặt License Manager trong folder License
→ Next
→ Finish (không khởi động lại máy)
Copy 4 file trong folder crack vào folder cài đặt chương trình, thông thường có link
C:\Program Files\ESRI\License\arcgis9x
Chỉnh sửa đăng kí → Yes → OK
Chỉ đường link đến vị trí file license.lic vừa sửa tên
Hướng dẫn sử dụng ArcSWAT Nguyễn Hà Trang
Website: swatgroupvn.club.officelive.com
Cellphone: 0939281155
4
Mở file License Manager Tools Start → All programs → ArcGIS → License
Manager (9.x). Có 7 Tab
Tab Service/ License File
Tab Configure Services
Link của file Imgrd
Link của file license
Click
Hướng dẫn sử dụng ArcSWAT Nguyễn Hà Trang
Website: swatgroupvn.club.officelive.com
Cellphone: 0939281155
5
Tab Start/Stop/Reread, Stop Server → ReRead License File → Start Server
Tab Server Diagnostics
Sau khi click vào nút Perform Diagnostics, nếu thấy xuất hiện dòng chữ This license
can be checked out thì việc đăng kí được hoàn tất và chuyển sang bước tiếp theo.
Cài ArcGIS
Tiến hành cài đặt theo thứ tự , ,
Lưu ý: Trong quá trình cài đặt nên lựa chọn cài đầy đủ để có thể sử dụng chức năng
ArcToolbox
Cài ArcSWAT
Sau khi cài thành công DeveloperKit và Microsoft.Net Framework 1.1,
Click
Hướng dẫn sử dụng ArcSWAT Nguyễn Hà Trang
Website: swatgroupvn.club.officelive.com
Cellphone: 0939281155
6
mở ArcSWAT_Install_1.0.7Release click
Lựa chọn vị trí thích hợp cho chương trình, tốt nhất là đĩa cứng chính của máy. Click
vào Disk Cost để chắc chắn rằng bộ nhớ trống đủ cho việc cài đặt.
Chỉ ra chương trình có thể được sử dụng bởi mọi người hay chỉ đối với người cài đặt
(quan tâm khi có nhiều người sử dụng chung trên 1 máy).
Hướng dẫn sử dụng ArcSWAT Nguyễn Hà Trang
Website: swatgroupvn.club.officelive.com
Cellphone: 0939281155
7
CHƯƠNG 3:
SỬ DỤNG ArcSWAT2005 (ArcGIS version 9.1)
3.1. ĐỐI TƯỢNG
Đối tượng của bài hướng dẫn này là (1) cách thức thiết lập một Project trong SWAT
(2) khai thác các chức năng cơ bản trong SWAT.
3.2. TẠO MỘT PROJECT
ArcSWAT chạy trên nền ArcGIS 9.1 nên ArcSWAT được xem là một chương trình
mở rộng (extention) của ArcGIS. ArcSWAT tạo ra một ArcMap project, nó chứa
những liên kết đến dữ liệu được truy lục và tổ hợp các chức năng của GIS một cách
chặt chẽ. Giao diện của một ArcMap project bao gồm: trình đơn (menus), nút lệnh
(bottons) và công cụ (tools). Những bước chính để tạo một SWAT project trong môi
trường ArcMap như sau:
Bước 1: Chọn các Extentions cần sử dụng
Khởi động ArcMap, Tools → Extentions, đánh dấu trước những extention cần sử
dụng
Hình 3.1: Extentions của ArcMap
Hướng dẫn sử dụng ArcSWAT Nguyễn Hà Trang
Website: swatgroupvn.club.officelive.com
Cellphone: 0939281155
8
Bước 2: Chọn các công cụ được phép hiển thị trên giao diện của ArcMap project
Từ menu View → Toolbars, danh mục các công cụ xuất hiện, đánh dấu trước các
công cụ muốn hiển thị. Giao diện chính của ArcSWAT sẽ được mở.
Hình 3.2 : Giao diện ArcSWAT khi khởi động
Bước 3: Tạo một SWAT project và thiết lập thư mục làm việc (working Directory),
cơ sở dữ liệu địa lí (Geodatabases)
Hình 3.3: Thiết lập SWAT Project
Hướng dẫn sử dụng ArcSWAT Nguyễn Hà Trang
Website: swatgroupvn.club.officelive.com
Cellphone: 0939281155
9
SWAT Project Setup → New SWAT Project…, hộp thoại Project Setup xuất hiện
(hình 3.3). Project Directory dùng để chỉ đến vị trí lưu project. Tên của SWAT Project
Geodatabase và Raster Storage tự động được mặc định theo Project Directory.
Click OK sau khi đã thiết lập xong thông tin, một SWAT project bao gồm: 2 folder, 2
cơ sở dữ liệu và một file <Project Directory>.mxd
Hình 3.4:Cấu trúc của thư mục lưu trữ của một SWAT project
3.3. ĐỊNH NGHĨA LƯU VỰC (Watershed Delineation)
Sau khi tạo một SWAT project mới, cần định nghĩa lưu vực làm việc được thực hiện
như sau. Trong mục định nghĩa lưu vực được chia thành 5 phần: thiết lập bản đồ mô
hình số độ cao DEM (Digital Elevation Model), định nghĩa sông (Stream Definition),
định nghĩa cửa đổ nước vào/ ra của tiểu lưu vực (Outlet and Inlet Definition), lựa chọn
cửa đổ nước ra của lưu vực (Watershed Outlets Selection and Definition), tính toán các
thông số của tiểu lưu vực (Calculation of Subbasin Parameters)
Hướng dẫn sử dụng ArcSWAT Nguyễn Hà Trang
Website: swatgroupvn.club.officelive.com
Cellphone: 0939281155
10
Hình 3.5: Hộp thoại định nghĩa lưu vực
Bước 1: Thiết lập Bản đồ mô hình số độ cao – DEM (Digital Evelation Model) ở
dạng raster
1. Click vào biểu tượng để đưa bản đồ DEM vào mô hình. Hộp thoại xuất hiện,
cung cấp 2 sự lựa chọn:
Hình 3.6: Hộp thoại cách thức đưa DEM vào ArcMap
- Load from Disk: Bản đồ DEM được lưu trên đĩa cứng của máy tính, cần chỉ ra đường
dẫn tới vị trí lưu file.
- Select from Map: Bản đồ DEM là các lớp (layer) trên ArcMap Project, cần chỉ ra lớp
chứa DEM.
Bài hướng dẫn lựa chọn cách thứ nhất Load from Disk . Dữ liệu sẽ được lưu lại theo
đường dẫn <Project Directory>\RasterStore.mdb\SourceDem và bản đồ DEM sẽ được
đưa vào trong ArcMap.
2. Sau khi thực hiện xong sẽ ở trạng thái kích hoạt. Sử dụng nút này, người sử
dụng có thể kiểm tra thông tin của DEM trong project có thật sự chính xác chưa và có
Hướng dẫn sử dụng ArcSWAT Nguyễn Hà Trang
Website: swatgroupvn.club.officelive.com
Cellphone: 0939281155
11
cần chỉnh sửa không. Người sử dùng nên chọn đơn vị độ cao là m. Nhấn OK để xác
nhận sự thay đổi.
Hình 3.7: Hộp thoại đặc tính của DEM
Bước 2: Xác định lưu vực sẽ nghiên cứu
1. Click bên cạnh mask, hộp thoại Mask xuất hiện, có 3 sự lựa chọn:
Hình 3.8: Hộp thoại Mask
- Load from Disk và Select from Map tương tự như ở mục 1 bước 1
- Manually Delineate: cho phép người dùng vẽ đa giác tùy ý
Bài hướng dẫn sử dụng Load from Disk. Dữ liệu sẽ được lưu lại theo đường dẫn
<Project Directory>\RasterStore.mdb\Mask và sẽ được đưa vào trong ArcMap.
2. Nếu lựa chọn Manually Delineate, bộ công cụ sẽ xuất hiện cho phép người dùng vẽ
đa giác Mask. Một thanh công cụ gồm 3 nút: Draw, Edit, Delete
Hình 3.9: Bộ công cụ vẽ Mask
Hướng dẫn sử dụng ArcSWAT Nguyễn Hà Trang
Website: swatgroupvn.club.officelive.com
Cellphone: 0939281155
12
Hình 3.10: Bản đồ DEM và Mask sau khi đưa vào ArcMap
Bước 3: Định nghĩa sông (Stream Definition)
1. Phương hướng dòng chảy và khả năng trữ nước (Flow Direction and Accumulation)
sẽ được tính toán sau khi click . Định nghĩa sông bao gồm cả mạng lưới sông và
của đổ nước ra của tiểu lưu vực. Diện tích nhỏ nhất, lớn nhất và giá trị đề nghị được
thể hiện trong hộp thoại. Người sử dụng có thể tùy chọn giá trị cho phù hợp.
Hình 3.11: Tùy chọn diện tích của tiểu lưu vực
2. Click vào , khi đó chương trình sẽ tự động tạo một hệ thống bao gồm mạng lưới
các sông và cửa đổ nước ra của tiểu lưu vực.
Mask Area
Hướng dẫn sử dụng ArcSWAT Nguyễn Hà Trang
Website: swatgroupvn.club.officelive.com
Cellphone: 0939281155
13
Hình 3.12: Mạng lưới các sông và cửa đổ nước ra của tiểu lưu vực
3. Định nghĩa lại các cửa đổ nước ra/vào
Hình 3.13: Tùy chọn định nghĩa các cửa đổ nước ra/ vào
Tương ứng với mỗi đối tượng, người dùng có thể them điểm (add), xóa điểm (delete) ,
dời điểm (redefine). Ở bước trước đó, chương trình có cung cấp sẵn một số điểm trên
ArcMap nhưng khuyến cáo không nên sử dụng chúng mà phải tiến hành tạo các điểm
mới.
Bước 4: Lựa chọn cửa đổ nước ra của lưu vực
1. Ở bước này chỉ cần click và chọn một điểm được xem là cửa đổ nước ra của lưu
vực trong số các điểm vừa tạo ở trên. Nếu muốn thay đổi click . Cần xác nhận sự
lựa chọn bằng cách click
Hướng dẫn sử dụng ArcSWAT Nguyễn Hà Trang
Website: swatgroupvn.club.officelive.com
Cellphone: 0939281155
14
Hình 3.14: Giao diện của mục lựa chọn cửa đổ nước ra của lưu vực
2. Click ở trạng thái kích hoạt để tính toán các thông số của tiểu lưu vực.
3. Mở bảng thuộc tính để xem thông tin về các tiểu lưu vực.
4. Có thể thêm/xóa điểm chỉ vị trí của hồ trong lưu vực
Bước 5: Mở file báo cáo
Hình 3.15: Mở và xem file báo cáo
Hướng dẫn sử dụng ArcSWAT Nguyễn Hà Trang
Website: swatgroupvn.club.officelive.com
Cellphone: 0939281155
15
3.4. ĐỊNH NGHĨA SỬ DỤNG ĐẤT, ĐẤT VÀ ĐỘ DỐC (Landuse, Soil and Slope
Definition)
Tùy chọn Landuse, Soil and Slope Definition tất cả ở trong trình đơn HRUs Analysis
cho phép người sử dụng chỉ định các lớp bản đồ sử dụng đất, bản đồ đất và lớp độ dốc.
Những lớp này sau đó được sử dụng để xác định sự phân bố các đơn vị thủy văn HRUs
(Hydrologic Response Unit) trong mỗi tiểu lưu vực.
Một tiểu lưu vực có thể được chia nhỏ thành những đơn vị thủy văn, các cell trong mỗi
đơn vị thủy văn sẽ tương đồng về thuộc tính sử dụng đất, đất, quản lí. Những đơn vị
thủy văn được kết hợp vào SWAT như một phần của HUMUS (Hydrologic Unit
Model for the United States). Những mô hình HUMUS trước đây chỉ kết hợp một
trong ba thuộc tính sử dụng đất/đất/quản lí. HUMUS sử dụng biên thủy văn 2 -digit để
chia thành các bang của nước Mỹ kề nhau trong khi biên thủy văn 8-digit được dùng
để xác định tiểu lưu vực. Chỉ có % loại đất và sử dụng đất là biết còn vị trí địa lí của
mỗi loại thì chưa được biết.
Đơn vị thủy văn cho phép SWAT thể hiện tính đa dạng của khu vực nằm trong biên
giới tiểu lưu vực. Một đơn vị thủy văn không đồng nghĩa với một trường, nó là một
khu vực với những đặc điểm tương đồng về sử dụng đất, đất và độ dốc. Trong khi đó,
một trường chứa những đặc điểm rời rạc. Đơn vị thủy văn cho phép làm đơn giản hóa
mô hình. Cần chấp nhận rằng không có sự tác động lẫn nhau giữa các đơn vị thủy văn
trong tiểu lưu vực. Các quá trình rửa trôi, bồi lắng, di chuyển dinh dưỡng sẽ được tính
toán độc lập trên mỗi đơn vị thủy văn, trên cơ sở đó sẽ cộng lại trên toàn bộ tiểu lưu
vực. Lợi ích khi sử dụng đơn vị thủy văn là: làm tăng độ chính xác của dự báo các quá
trình. Thông thường mỗi tiểu lưu vực có 1 – 10 đơn vị thủy văn.
Trong đó, sông chính sẽ chảy qua tất cả các tiểu lưu vực, kéo vật chất từ trong tiểu lưu
vực ra hệ thống sông ngòi. Dòng ra của khu vực thượng lưu sẽ là dòng vào của khu
vực hạ lưu. Sông nhánh được sử dụng để cho thấy sự khác nhau về dữ liệu đầu vào của
những dòng chảy gây ra rửa trôi bề mặt. Những dữ liệu đó để tính toán thời gian hình
thành dòng chảy gây rửa trôi và sự lan truyền ô nhiễn từ quá trính rử trôi đó. Nguồn ô
nhiễm điểm thông thường là các trạm xử lí nước thải, cửa xả của các nhà máy, khu dân
cư đổ nước thải vào sông.
Hướng dẫn sử dụng ArcSWAT Nguyễn Hà Trang
Website: swatgroupvn.club.officelive.com
Cellphone: 0939281155
16
Tùy chọn định nghĩa sử dụng đất và đất cho phép sử dụng cả hai định dạng là shapefile
hoặc grid (raster). Nếu lớp dữ liệu ở dạng shapefile thì sẽ tự động được chuyển qua
định dạng raster cung cấp cho ArcGIS tính toán sự phân bố các loại hình sử dụng đất
và các loại đất trong phạm vi mỗi tiểu lưu vực nghiên cứu.
Mở chức năng Landuse, Soil and Slope Definition trong Tab HRUs Analysis. Hộp
thoại sẽ xuất hiện.
Bước 1: Định nghĩa lớp sử dụng đất
1. Chọn lớp cần dùng bằng cách click , hộp thoại xuất hiện cung cấp 2 hình thức
lựa chọn: “Select Landuse layer(s) from Map” – chọn từ bản đồ hoặc “Load Landuse
dataset(s) from disk” – chọn từ đĩa cứng.
Hình 3.17: Hộp thoại lựa chọn hình thức
Hình 3.16: Hộp thoại Landuse/Soil/Slope Definition
Hướng dẫn sử dụng ArcSWAT Nguyễn Hà Trang
Website: swatgroupvn.club.officelive.com
Cellphone: 0939281155
17
Bài hướng dẫn sử dụng cách Load Landuse dataset(s) from disk → Open → chỉ đến vị
trí của file landuse trong thư mục làm việc → Select sẽ xuất hiện thông báo đã thực
hiện thành công.
Hình 3.18: Bảng thông báo đã đưa bản đồ vào chương trình thành công
2. Sau khi chồng lớp bản đồ sử dụng đất, cần chọn trường có chứa mã để phân biệt
giữa các loại hình sử dụng đất. Trong bài này sử dụng trường giá trị (Value) → OK
→ LookUp Table ở trạng thái kích hoạt dùng để đưa
bảng thuộc tính (ở dạng .dbf hoặc .txt) của bản đồ
vào chương trình → OK
Hình 3.19: Hộp thoại LandCover Lookup Table
Sau đó sẽ xuất bảng phân loại theo mã dùng trong SWAT (LanduseSWAT) của các
loại hình sử dụng đất có trong bản đồ.
Hướng dẫn sử dụng ArcSWAT Nguyễn Hà Trang
Website: swatgroupvn.club.officelive.com
Cellphone: 0939281155
18
Hình 3.20: Nhập mã sử dụng đất từ bảng đã chuẩn bị
Nếu chưa chuẩn bị sẵn bảng mã, người dùng có thể thực hiện bằng cách click đôi vào
ô trống tương ứng ở cột LandUseSwat rồi chọn mã phù hợp từ danh mục các mã sử
dụng tro ng SWAT mà chương trình cung cấp sẵn.
Click vào để kết thúc bước 1.
Hình 3.21: Danh mục mã sử dụng đất trong SWAT
Hướng dẫn sử dụng ArcSWAT Nguyễn Hà Trang
Website: swatgroupvn.club.officelive.com
Cellphone: 0939281155
19
Hình 3.22: Kết quả sau khi thực hiện bước 1
Bước 2: Định nghĩa lớp đất
Về trình tự và cách thức thực hiện bước 2 gần giống với ở bước 1. Tuy nhiên, người
dùng cần chọn các trường để mô tả mỗi loại đất thông qua mục Options.
Click vào để kết thúc bước 2.
Hướng dẫn sử dụng ArcSWAT Nguyễn Hà Trang
Website: swatgroupvn.club.officelive.com
Cellphone: 0939281155
20
Hình 3.23: Kết quả sau khi thực hiện bước 2
Bước 3: Định nghĩa lớp độ dốc
Độ dốc là một yếu tố quan trọng để xác định lượng nước, sự di chuyển bồi lắng/ rửa
trôi và dinh dưỡng. Trong phiên bản mới này, một chức năng mới là độ dốc được tích
hợp để định nghĩa HRUs. Trình tự thực hiện được trình bày cụ thể như sau.
Click vào Tab Slope , sau đó giao diện để định nghĩa độ dốc sẽ xuất hiện, có hai sự lựa
chọn: “Single Slope” – đồng nhất độ dốc trong toàn bộ lưu vực nghiên cứu, “Multiple
Slope” – độ dốc được chia thành nhiều mức độ.
Nếu lựa chọn “Multiple Slope”, người sử dụng cần định nghĩa số lớp độ dốc –
“Number of Slope Classes” và giá trị giới hạn trên, giới hạn dưới của mỗi lớp tương
ứng.
Click Reclassify để kết thúc bước này
Hướng dẫn sử dụng ArcSWAT Nguyễn Hà Trang
Website: swatgroupvn.club.officelive.com
Cellphone: 0939281155
21
Bước 4: Chồng ba lớp dữ liệu sử dụng đất, đất và độ dốc
Sau khi hoàn tất các bước trên, nút OVERLAY sẽ ở trạng thái kích hoạt.
Đánh dấu vào ô trống trước khi chồng lớp dữ liệu.
Hình 3.25: Kết quả sau khi định nghĩa sử dụng đất/đất/độ dốc
Click
Hình 3.24: Giao diện của Tab định nghĩa độ dốc
Hướng dẫn sử dụng ArcSWAT Nguyễn Hà Trang
Website: swatgroupvn.club.officelive.com
Cellphone: 0939281155
22
Người sử dụng có thể xem báo cáo sự phân bố sử dụng đất, đất và độ dốc bằng cách
3.5. ĐỊNH NGHĨA ĐƠN VỊ THỦY VĂN (HRUs – Hydrologic Response Units)
Trên cơ sở các lớp bản đồ sử dụng đất, đất và độ dốc đã chỉ rõ ở bước trước đó, người
sử dụng cần xác định sự phân bố đơn vị thủy văn trong lưu vực nghiên cứu. Lưu vực
nghiên cứu được chia thành những khu vực đồng nhất các thành phần sử dụng đất, đất
và độ dốc để phản ánh lượng bốc hơi nước khác nhau giữa những loại cây trồng và
những loại đất.
Click “HRU Definition” trong Tab HRU Analysis, hộp thoại HRU Definition xuất
hiện, người dùng có ba sự lựa để xác định sự phân bố HRU: “Dominant Landuse, Soil,
Slope" – một HRU cho mỗi tiểu lưu vực, “Dominant HRU” – một HRU cho toàn bộ
lưu vực hoặc “Multiple HRUs” – nhiều HRU cho mỗi tiểu lưu vực.
Hình 3.26: Báo cáo sự phân bố sử dụng đất, đất và độ dốc
Hướng dẫn sử dụng ArcSWAT Nguyễn Hà Trang
Website: swatgroupvn.club.officelive.com
Cellphone: 0939281155
23
Nếu chọn nhiều HRU cho mỗi tiểu lưu vực, người sử dụng có thể quy định các giá trị
giới hạn đối với sử dụng đất, đất và độ dốc để xác định số lượng và loại HRU trong
mỗi tiểu lưu vực.
1. Chọn Multiple HRUs, điều chỉnh giới hạn % diện tích đối với mỗi loại hình sử dụng
đất/ đất/độ dốc trên diện tích mỗi tiểu lưu vực để xác định độ chi tiết của lưu vực khi
hiển thị. Bài hướng dẫn chọn: Landuse (10%), Soil (10%), Slope (10%)
Thanh trượt landuse có phép điều khiển những loại hình sử dụng đất bị loại bỏ và
chuyển thành loại hình có diện tích lớn hơn giá trị đã định. Ví dụ: một tiểu lưu vực có
các loại hình sử dụng đất như sau:
- 35% đất trồng bắp
- 30% đồng cỏ
- 21% rừng
- 9% đất trồng cây ăn quả
- 5% đất thổ cư
Giới hạn lựa chọn đối với sử dụng đất là 10%, điều này có nghĩa là HRU chỉ được tạo
nên từ ba loại hình: đất trồng bắp, đồng cỏ, rừng. % diện tích sẽ được tính toán lại
Hình 3.27: Giao diện hộp thoại định nghĩa HRU
Hướng dẫn sử dụng ArcSWAT Nguyễn Hà Trang
Website: swatgroupvn.club.officelive.com
Cellphone: 0939281155
24
- đất trồng bắp: %41%100%)86%35(
- đồng cỏ: %35%100%)86%30(
- rừng: %24%100%)86%21(
Trong đó 86% là % tổng diện tích của đất trồng bắp, đồng cỏ, rừng trên diện tích tiểu
lưu vực.
Tương tự như trên người sử dụng tiếp tục điều khiển thanh trượt soil để loại bỏ những
loại đất có % diện tích nhỏ hơn giá trị đã chọn. Ví dụ: trên cơ sở đã tính toán ở trên, ta
có % diện tích các loại đất trên diện tích đồng cỏ:
- 35% Houston Black
- 30% Branyon
- 20% Heiden
- 9% Austin
- 4% Stephen
- 2% Denton
Giới hạn lựa chọn đối với đất là 10%, điều này có nghĩa là HRU sẽ được tạo ra như
sau:
Pasture/ Houston Black
Pasture/ Branyon
Pasture/ Heiden
Tương tự với độ dốc. Ví dụ:
- 55% độ dốc 0 – 0.6%
- 40% độ dốc 0.6 – 1.5%
- 5% độ dốc 1.5 – 99.99%
Giới hạn lựa chọn đối với độ dốc là 10%, điều này có nghĩa là kết quả cuối cùng sẽ là:
Pasture/ Houston Black/ 0 – 0.6%
Pasture/ Branyon/ 0.6 – 1.5%
2. Người sử dụng có thể click để thực hiện phân chia thành các HRU hoặc
cũng có thể chuyển sang Tab Landuse Refinement (Option) để xác lập mức độ chi tiết.
Có hai hình thức: phân chia diện tích một loại hình sử dụng đất thành những loại hình
Hướng dẫn sử dụng ArcSWAT Nguyễn Hà Trang
Website: swatgroupvn.club.officelive.com
Cellphone: 0939281155
25
khác, hoặc liệt kê những loại hình sử dụng đất không áp dụng những qui định ở bước
trước đó.
Hình 3.28: Giao diện của Tab Landuse Refinement (Option)
Hình 3.29: Kết quả sau khi định nghĩa HRU
Hướng dẫn sử dụng ArcSWAT Nguyễn Hà Trang
Website: swatgroupvn.club.officelive.com
Cellphone: 0939281155
26
3.6. WRITE INPUT TABLE FOR SWAT
Chức năng này để xây dựng file cơ sở dữ liệu bao gồm những thông tin cần cho việc
thiết lập dữ liệu thông tin đầu vào cho chương trình SWAT.
Bước 1: Định nghĩa dữ liệu thời tiết
Chọn Weather Stations hộp thoại định nghĩa dữ liệu thời tiết
xuất hiện
Tab Weather Generator Data
Chọn US Database đối với dữ liệu của bản chạy thử (dữ liệu trạm đo của Mỹ), chọn
“Custom Database” và chỉ đến vi trí lưu file. Thực hiện tương tự với các Tab còn lại
và kết thúc bằng nút OK.
Bước 2: Write all
Chọn Write all
hộp thoại “Current Status of Input Data xuất hiện là danh mục các file dữ liệu đầu vào
của chương trình.
Hình 3.30: Hộp thoại định nghĩa dữ liệu thời tiết
Hướng dẫn sử dụng ArcSWAT Nguyễn Hà Trang
Website: swatgroupvn.club.officelive.com
Cellphone: 0939281155
27
3.7. CHỈNH SỬA DỮ LIỆU ĐẦU VÀO
Bước 1: Chỉnh sửa cơ sở dữ liệu trong SWAT
Danh mục các dữ liệu có thể chỉnh sửa gồm: user soil – đất, landcover/Plant growth –
loại hình canh tác , fertilizer – phân bón, pesticide – thuốc trừ sâu, tillage – phương
pháp canh tác, urban – dân cư. Tất cả ở trong hộp thoại Edit SWAT Database.
click
Hình 3.31: Qui trình thực hiện Write all
Hướng dẫn sử dụng ArcSWAT Nguyễn Hà Trang
Website: swatgroupvn.club.officelive.com
Cellphone: 0939281155
28
1. Chọn User Soils → OK, hộp thoại User Soils Edit xuất hiện cho phép người sử
dụng chỉnh sửa dữ liệu về đất.
Hình 3.33: Hộp thoại User Soils Edit
Thanh cuộn bên trái là danh sách các loại đất trong cơ sở dữ liệu, bên trái là thông tin
liên quan đến loại đất đã chọn để sử chữa. Có hai nhóm thông tin: Soil Component
Parameters – các thông số thành phần đất (sử dụng chung cho mỗi loại đất) và Soil
Layer Parameters – các thông số của từng lớp đất tương ứng với từng độ sâu khác
nhau.
Có các chức năng để người dùng lựa chọn như: Add New – thêm một loại đất mới,
Cancel Edits – thoát khỏi chế độ chỉnh sửa, Save Edits – lưu lại những thông tin vừa
sửa, Delete – Xóa thông tin của một loại đất, Exit – tắt hộp thoại và thoát khỏi chế độ
chỉnh sửa dữ liệu đất.
Hình 3.32: Hộp thoại Edit SWAT Databases
Hướng dẫn sử dụng ArcSWAT Nguyễn Hà Trang
Website: swatgroupvn.club.officelive.com
Cellphone: 0939281155
29
Bảng 3.1: Thông số đầu vào của đất sử dụng trong SWAT
Thông số Mô tả
TITLE/TEXT Dòng đầu tiên của file .sol là những ghi chú của người dùng. Động rộng của chuỗi kí tự cho phép tối đa là 80
spaces.
SNAM Tên đất
HYDGRP Nhóm thủy văn đất (Soil hydrologic group): A, B, C, D.
SOL_ZMX Độ sâu cực đại của lớp đất trong phạm vi khảo sát
(mm).
ANION_EXCL Hầu hết các chất khoáng trong đất đều mang điện tích
âm ở pH trung tính và có sự tương tác giữa lớp điện
tích ngoài cùng với các anion cùng dấu, đó là lực đẩy
bề mặt của các hạt khoáng. Nếu không có số liệu thì mặc định giá trị ANION_EXCL là 0.5
(Neitsch et al., 2002a).
SOL_CRK Tỷ lệ thể tích lớn nhất khi bị nén/ tổng thể tích ban đầu
TEXTURE Kết cấu đất
SOL_Z(layer #) Độ dày của từng lớp đất (mm)
SOL_BD(layer #) Dung trọng của lớp đất (g/cm3)
SOL_AWC(layer #) Phạm vi nước hữu hiệu của đất (mm H2O/mm soil)
SOL_Ksat(layer #) Tốc độ dẫn nước bão hòa (mm/hr)
SOL_CBN(layer #) Hàm lượng Carbon hữu cơ (%)
CLAY(layer #) % thành phần sét (% theo khối lượng)
SILT(layer #) % thành phần thịt (% theo khối lượng)
SAND(layer #) % thành phần cát (% theo khối lượng)
ROCK(layer #) % thành phần đá (% theo khối lượng)
SOL_ALB(layer #) Suất phản chiếu (không có số liệu)
USLE_K(layer #) Hệ số xói mòn đất
SOL_EC(layer #) Độ dẫn điện (dS/m)
2. Chọn Landcover/ Plant Growth → OK, hộp thoại Landcover/Plant Growth Data
Edit xuất hiện cho phép người sử dụng chỉnh sửa dữ liệu về loại hình canh tác .
Thanh cuộn bên trái là danh sách các loại hình canh tác trong cơ sở dữ liệu, bên trái là
thông tin liên quan đến loại hình canh tác đã chọn để sử chữa. Có hai nhóm thông tin:
Crop Type Parameters – thông số loại hình canh tác, Hydrological Parameters – thông
số chế độ thủy lợi.
Hướng dẫn sử dụng ArcSWAT Nguyễn Hà Trang
Website: swatgroupvn.club.officelive.com
Cellphone: 0939281155
30
Hình 3.34: Hộp thoại Landcover/Plant Growth Data Edit
3. Chỉnh sử dữ liệu còn lại như: phân bón, thuốc trừ sâu, phương pháp canh tác, dân cư
thực hiện tương tự.
Bước 2: Chỉnh sửa thông tin về điểm xả nước thải
Hình 3.35: Qui trình chỉnh sửa thông tin về điểm xả thải
Hướng dẫn sử dụng ArcSWAT Nguyễn Hà Trang
Website: swatgroupvn.club.officelive.com
Cellphone: 0939281155
31
Bước 3: Chỉnh sửa thông tin về điểm đổ nước vào
Bước 4: Chỉnh sửa thông tin về hồ chứa
Hình 3.35: Qui trình chỉnh sửa thông tin về điểm đổ nước vào
Hình 3.35: Qui trình chỉnh sửa thông tin về hồ chứa
Hướng dẫn sử dụng ArcSWAT Nguyễn Hà Trang
Website: swatgroupvn.club.officelive.com
Cellphone: 0939281155
32
Bước 5: Chỉnh sửa thông tin về tiểu lưu vực
Bên trái là ô SWAT Input Table chứa danh mục những yếu tố cần chỉnh sửa. Bên phải
là lựa chọn tiểu lưu vực/HRU.
Bước 6: Chỉnh sửa dữ liệu về lưu vực
Có hai sự lựa chọn: dữ liệu tổng quát và dữ liệu về chất lượng nước của lưu vực.
Hình 3.37: Danh mục các yếu tố cần chỉnh sửa
Hình 3.36: Hộp thoại Edit Subbasin Inputs
Hướng dẫn sử dụng ArcSWAT Nguyễn Hà Trang
Website: swatgroupvn.club.officelive.com
Cellphone: 0939281155
33
Hình 3.38: Hộp thoại Edit General Watershed Parameters
Hình 3.39: Hộp thoại Edit Watershed Water Quality Parameter
Bước 7: Rewrite SWAT Input File
Đây là bước cuối cùng để kết thúc quá trình chỉnh sửa dữ liệu. Mục đích của bước này
nhằm xác nhận những thông tin cần thay đổi trước khi chuyển sang bước tiếp theo.
Nếu không có bất cứ sự thay đổi thông tin trong những bước trước đó thì cũng nên lựa
chọn tất cả để xác nhận.
Hướng dẫn sử dụng ArcSWAT Nguyễn Hà Trang
Website: swatgroupvn.club.officelive.com
Cellphone: 0939281155
34
3.8. THIẾT LẬP MÔ PHỎNG SWAT
Click SWAT Simulation → Run SWAT , hộp thoại xuất hiện
Hình 3.40: Hộp thoại Setup and Run SWAT Model Simulation
Hộp thoại được chia thành năm phần: Period of Simulation – lựa chọn thời gian tiến
hành mô phỏng, Rainfall Sub-Daily Timestep – nếu chọn dữ liệu mưa lấy số liệu theo
từng khoảng thời gian trong ngày, Forecast Period – dự báo thời tiết, Rainfall
Distribution – sự phân bố mưa, Printout Settings – thiết lập cho việc in ấn.
1. Lựa chọn thời gian tiến hành mô phỏng
Starting Date: ngày bắt đầu, End Date: ngày kết thúc
Trong một vài trường hợp nhập thông tin về ngày bắt đầu và kết thúc trực tiếp vào ô
trống thì chương trình đều báo lỗi cú pháp, thông báo sẽ xuất hiện. Nếu bị lỗi, người
dùng nên click vào để lựa chọn ngày.
Hình 3.40: Quá trình xác nhận lại sự thay đổi dữ liệu SWAT
Hướng dẫn sử dụng ArcSWAT Nguyễn Hà Trang
Website: swatgroupvn.club.officelive.com
Cellphone: 0939281155
35
Hình 3.41: Hộp thoại Calendar
Đánh dấu nếu người sử dụng muốn lựa chọn chức năng dự báo thời tiết để lấp đầy
chuỗi dữ liệu thiếu trong khoảng thời gian mô phỏng bằng SWAT . Khi
đó, khu vực Forcast Period sẽ ở trạng thái kích hoạt cho phép xác định ngày bắt đầu và
số lượng dữ liệu cần tính toán.
Sau khi chạy mô hình, chương trình có ba sự lựa chọn thể hiện số liệu đầu ra theo:
ngày, tháng và năm.
Hình 3.42: Giao diện của mục Run SWAT
click
Hướng dẫn sử dụng ArcSWAT Nguyễn Hà Trang
Website: swatgroupvn.club.officelive.com
Cellphone: 0939281155
36
Lưu trữ kết quả sau khi chạy mô hình SWAT
Hình 3.44: Kết quả của kịch bản sau khi chạy thành công mô hình SWAT
Lưu kết quả vào cơ sở dữ liệu của
kịch bản
Hiện kết quả
Tên của kịch bản muốn lưu
click
Hình 3.43: Giao diện mục lưu trữ kết quả sau khi chạy thành công mô hình SWAT
TÀI LIỆU THAM KHẢO
[1] Jeff Arnold nnk (2008) – Soil and Water Assessment Tool (SWAT) Global
Applications
[2] Elif Bulut (2005) – Assessment of management policies for lake Uluabat Basin
using AVSWAT – The degree of master of science in environmental engineering –
Middle East Technical University.
[3] S.L. Neitsch nnk (2005) – Soil and Water Assessment Tool Theoretical
Documentation version 2005 – Grassland, Soil and Water research laboratory
(Agricultural Research Service) Texas; Blackland research center (Texas
Agricultural Experiment Station)
[4] S.L. Neitsch nnk (2004) – Input/ Output file documentation version 2005
[5] R. Sirinivasan – ArcSWAT, ArcGIS Interface for Soil and Water Assessment Tool
[6] M. Winchell nnk (2007) – ArcSWAT Interface for SWAT 2005 (User’s Guide)
Website
[7] http://www.mo10.nrcs.usda.gov/references/guides/properties/ – Guides For
Editing Soil Properties last access – United States Department of Agriculture,
Natural Resources Conservation Service
[8] http://www.fao.org/docrep/r4082e/r4082e05.htm