写在前面的

      SWAT模型构建过程初次学习可能很困难，必须坚持一步步来，有问题琢磨，琢磨不透就问，总能解决。

      为什么先提土壤数据库的构建？对于模型初建者，建模步骤十分复杂，每一步都可能遇到各种各样的问题。土壤数据库是最基本的数据库，是模型的基础，构建过程也相对复杂，所以这里首先解决数据库问题。

注意问题：

S1:SWAT2012更新说明在安装目录下“D:\软件\Arcswat\ArcSWATHelp”

S2：SWAT自带案例，可按《ArcSWAT2009用户指南》自学

S3：本教程可能出现部分附件，附件主要为数据集或者部分处理好的数据或者索引表，可加QQ群获取

QQ群：790411341 （Terrestrial hydrological cycle）

A. 土壤数据库的构建

A1.下载Harmonized World Soil Database

（http://www.fao.org/soils-portal/soil-survey/soil-maps-and-databases/harmonized-world-soil-database-v12/en/），同时安装。

A2.得到hwsd.bil

在安装目录下，找到 <Data>→<HWSD_RASTER.Zip>，解压缩文件，得到hwsd.bil【见附件1】。

hwsd.bil文件只有在地理坐标系中才可以看到图层，在投影坐标系下不可以。

A3.提取土壤栅格

使用DEM的掩膜提取研究区的土壤数据，注意，hwsd的文件加载可能会很慢。注意：投影坐标系保持一致，可以用数据管理→投影和变换→栅格→栅格投影，地理坐标系可以选择WGS1984-WGS1983NAD。

提取到研究区土壤类型后，导出土壤类型至EXCEL，为做土壤索引表做准备。

【1部分未知情况可能导致掩膜提取失败，错误代码010092。此时需要使用栅格裁剪工具（数据管理→栅格→栅格处理→裁剪），注意需要将坐标系改为WGS_1984后方可裁剪，另外注意选择“使用输入要素裁剪几何”如下图；

2裁剪完成后，由于栅格没有投影，因此需要对裁剪完的栅格进行投影，数据管理→投影和变换→要素→定义投影，投影为地理坐标系“WGS_1984”；

3进行掩膜提取；

4也可以先对hwsd进行投影，随后进行掩膜提取，注意投影为地理坐标系“WGS_1984”】

A4.找到土壤数据

在安装目录下，找到HWSD.mdb数据库【见附件2】，打开数据库，找到HWSD_DATA，注意土壤类型的Value对应的是数据库中第二列（MU_GLOBAL）的数值。

A5.计算土壤数据（可按照附件3操作）

将HWSD_DATA数据库复制，粘贴至Eexcel，在Excel中筛选出研究区Value土壤类型的信息。并通过Excel计算研究区土壤的相关参数。计算表格已经做好【见附件3】。

【注意，在附件3计算过程中，当有水库或者城镇时，土壤参数为0，此时需要找到水库附近是什么土壤，替换一下就行了】

注：各子项标题解读如下（其中黑体为接下来所需的数据）

SU_SYM90（FAO90土壤分类系统中土壤名称)；

SU_SYM85(FAO85分类);

T_TEXTURE(顶层土壤质地);

DRAINAGE (19.5);

REF_DEPTH(土壤参考深度);

AWC_CLASS (19.5);

AWC_CLASS(土壤有效水含量);

PHASE1: Real (土壤相位);

PHASE2: String (土壤相位)；

ROOTS: String (到土壤底部存在障碍的深度分类)；

SWR: String (土壤含水量特征)；

ADD_PROP: Real (土壤单元中与农业用途有关的特定土壤类型)；

T_GRAVEL: Real (碎石体积百分比)；

T_SAND: Real (沙含量)；

T_SILT: Real (淤泥含量)；

T_CLAY: Real (粘土含量)；

T_USDA_TEX: Real (USDA土壤质地分类)；

T_REF_BULK: Real (土壤容重)；

T_OC: Real (有机碳含量)；

T_PH_H2O: Real (酸碱度)

T_CEC_CLAY: Real (粘性层土壤的阳离子交换能力)；

T_CEC_SOIL: Real (土壤的阳离子交换能力)

T_BS: Real (基本饱和度)； T_TEB: Real (交换性盐基)；

T_CACO3: Real (碳酸盐或石灰含量)

T_CASO₄: Real (硫酸盐含量)；

T_ESP: Real (可交换钠盐)；

T_ECE: Real (电导率)。

 其中以T_开头属性字段表示上层（Top）土壤属性（0-30cm），以S_开头属性字段表示下层（Second）土壤属性（30-100cm）。

A6.复制土壤数据库

由于Arcswat的土壤数据库中没有研究区的土壤信息，因此，需要将研究区的土壤数据添加至Arcswat的土壤数据库中，该数据库位于D:\软件\Arcswat\Databases，SWAT2012.mdb，在usersoil一栏中。但是由于在数据库中直接添加比较麻烦，因此采取另一种方法：

新建一个Arcswat的工程文件，文件中有自动生成一个镜像的数据库SWAT2012.mdb，对此工程文件添加土壤信息数据，并且保存。然后在镜像数据库中即可生成土壤数据库，再将新生成的数据文件粘贴至Arcswat的安装目录下的源数据库中即可。已经将部分中国地区土壤更新至SWAT2012.mdb数据库【见附件4】。

A7.构建土壤数据库【不推荐的方法】

新建一个Arcswat工程文档，导入研究区的土壤数据.tiff（不导入也可以）。依次点击Edit SWAT Input→Data bases→Usersoil。如果修改土壤数据库可直接修改，增加新的土壤则随便选中一个土壤，点击Add New，对土壤进行编辑。过程见下页。

A8.更新数据库【不推荐的方法】

创建完所有的Soil之后，保存，退出。在本Arcswat工程文件处找到数据库，将新建的数据库粘贴至Arcswat安装目录下的usersoil数据库中，保存。

【秘籍】A7-A8的操作方法，太过于繁琐，需要一个个在Arcswat的Usersoil里面新建，修改，而且容易出错。现在我介绍一种更简便的方法（独家）：

①找到已经更新了部分的【附件4】，或者新的一个SWAT2012.mdb数据库（D:\软件\Arcswat\Databases，SWAT2012.mdb都可以）；

②打开usersoil，将内容复制至excel，直接复制在附件3，在附件3后边新建一个sheet

③根据每一列代表的意义，进行赋值，复制过程简单，部分值固定，部分值需要连接NO3.1和NO3.2，如下:

这就是NO3.1和NO3.2计算的意义所在，计算usersoil的参数。

④将数据库保存，替换粘贴至Arcswat安装目录下的SWAT2012.mdb。

A9.创建索引表

创建索引表【见附件5】，注意凡是研究区土壤栅格存在的土壤数据，必须在数据库中有相应的对照，必须体现在索引表中。

注：SOL_Z的第一第二层分别为30cm和100cm；

绿色为根据SWAT2012.mdb数据库直接填写，红色为通过分析计算得出的，默认值为蓝色

附1：SPAW操作过程

SPAW软甲安装包见附件10。

（极其特殊情况下SPAW.exe无法运行，提示错误安装Visio什么的，不要运行SPAW，运行下图左边的Soil Water Characteristics，虽然也提醒错误，关闭几次就好了）

在Options菜单下，units选择Metric。按照下图1→2→3→4→5的填写顺序；

电导率在Spaw里面为Salinity（盐度）；

在Spaw中输入“有机质含量organic matter”，输入的值为“有机碳含量/0.58”，有机碳查数据库可得。

附2：USLE_K(侵蚀力因子)计算过程:

sd (sand)为砂粒含量百分数； si(silt) 为粉粒含量百分数；

cl(clay) 为粘粒含量百分数； c(T/S-oc)为有机碳含量百分数。

附3：水文分组选择依据

HYDGRP,根据SPAW计算的sol_K进行选择分组

注意：理论上最小渗透率发生在50cm以内的深度，如果最小渗透率在50-100cm，则水文分组上升一组。例如最小渗透率在50-100，为C类，在HYDGRP应该填B。