TÀI LIỆU HƯỚNG DẪN SỬ DỤNG MÔ HÌNH SWAT PHIÊN BẢN 2012_10294112052019

TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM TP. HỒ CHÍ MINH
TRUNG TÂM NGHIÊN CỨU BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU
------------------  ------------------
TÀI LIỆU HƯỚNG DẪN SỬ DỤNG
MÔ HÌNH SWAT PHIÊN BẢN 2012
(ArcSWAT 2012, ArcGIS 10.0/10.1)
Biên soạn: PGS.TS. Nguyễn Kim Lợi
KS. Lê Hoàng Tú
KS. Nguyễn Duy Liêm
TP. Hồ Chí Minh, Tháng 10/2013

Tài liệu hướng dẫn sử dụng SWAT phiên bản 2012 10/2013
1
MỤC LỤC
MỤC LỤC............................................................................................................. 1
CHƯƠNG 1. GIỚI THIỆU MÔ HÌNH SWAT.................................................... 2
1.1. Tổng quan về mô hình SWAT.................................................................... 2
1.2. Quá trình phát triển của SWAT.................................................................. 3
1.3. Ứng dụng của mô hình SWAT ................................................................... 6
1.4. Nguyên lý mô phỏng SWAT...................................................................... 9
1.5. Tiến trình mô phỏng SWAT..................................................................... 12
CHƯƠNG 2. HƯỚNG DẪN SỬ DỤNG ArcSWAT......................................... 14
2.1. Giới thiệu ArcSWAT................................................................................ 14
2.2. Cài đặt ArcSWAT..................................................................................... 14
2.2.1. Yêu cầu hệ thống................................................................................ 14
2.2.2. Tiến trình cài đặt ArcSWAT .............................................................. 15
2.2.3. Nội dung bên trong thư mục cài đặt................................................... 18
2.3. Biên tập dữ liệu đầu vào cho ArcSWAT.................................................. 19
2.3.1. Dữ liệu không gian............................................................................. 19
2.3.2. Dữ liệu dạng bảng (table), kí tự (text)................................................ 20
2.4. Tiến trình chạy mô hình SWAT trong ArcSWAT ................................... 24
2.4.1. Kích hoạt ArcSWAT trong môi trường ArcMap (ArcGIS)............... 24
2.4.2. Tạo mới đồ án SWAT, thiết lập thư mục làm việc và geodatabases . 25
2.4.3. Phân chia lưu vực............................................................................... 26
2.4.4. Phân tích đơn vị thủy văn................................................................... 31
2.4.5. Ghi chép bảng dữ liệu đầu vào........................................................... 38
2.4.6. Chỉnh sửa dữ liệu đầu vào của SWAT............................................... 40
2.4.7. Thiết lập các tùy chọn và chạy mô hình............................................. 40
2.4.8. Đọc kết quả đầu ra, lưu kịch bản chạy mô hình................................. 41
CHƯƠNG 3. HƯỚNG DẪN SỬ DỤNG SWAT Plot/Graph............................ 44
3.1. Giới thiệu SWAT Plot/Graph ................................................................... 44
3.2. Cài đặt SWAT Plot/Graph........................................................................ 44
3.3. Trích xuất, hiển thị kết quả đầu ra từ SWAT ........................................... 47
3.4. So sánh dữ liệu mô phỏng từ SWAT với dữ liệu quan trắc ..................... 49
3.5. Hiển thị kết quả đầu ra từ SWAT dưới dạng bản đồ................................ 50
TÀI LIỆU THAM KHẢO................................................................................... 51

2
CHƯƠNG 1. GIỚI THIỆU MÔ HÌNH SWAT
1.1. Tổng quan về mô hình SWAT
SWAT (Soil and Water Assessment Tool) là công cụ đánh giá nước và đất
được xây dựng bởi tiến sĩ Jeff Arnold ở Trung tâm Phục vụ Nghiên cứu Nông
nghiệp (ARS- Agricultural Research Service) thuộc Bộ Nông nghiệp Hoa Kỳ
(USDA- United States Department of Agriculture) và giáo sư Srinivasan thuộc
Đại học Texas A&M, Hoa Kỳ.
SWAT cho phép mô hình hóa nhiều quá trình vật lý trên cùng một lưu vực.
Mô hình được xây dựng để mô phỏng ảnh hưởng của việc quản lý sử dụng
nguồn tài nguyên đất của đến nguồn nước, sự bồi lắng và lượng hóa chất sinh ra
từ mất rừng và hoạt động nông nghiệp trên những lưu vực rộng lớn và phức tạp
trong khoảng thời gian dài. Mặc dù được xây dựng trên nền các quan hệ thể hiện
bản chất vật lý của hiện tượng tự nhiên với việc sử dụng các phương trình tương
quan, hồi qui để mô tả mối quan hệ giữa thông số đầu vào (Sử dụng đất/thảm
thực vật, đất, địa hình và khí hậu) và thông số đầu ra (lưu lượng dòng chảy, bồi
lắng, … ), SWAT còn yêu cầu các số liệu về thời tiết, sử dụng đất, địa hình, thực
vật và tình hình quản lý tài nguyên đất trong lưu vực.
Mô hình SWAT có nhiều ưu điểm so với các mô hình trước đó là khi mô
phỏng SWAT sẽ phân chia lưu vực lớn thành các tiểu lưu vực, các đơn vị thủy văn
dựa trên bản đồ sử dụng đất, thổ nhưỡng, địa hình để tăng mức độ chi tiết mô
phỏng về mặt không gian. Mô hình SWAT sẽ trực tiếp tính toán các quá trình tự
nhiên liên quan tới chuyển động của nước, lắng đọng bùn cát, tăng trưởng mùa
màng, chu trình chất dinh dưỡng,… dựa vào các thông số dữ liệu đầu vào. Do vậy
mô hình còn có khả năng dự báo thông qua việc thay đổi dữ liệu đầu vào (quản lí
sử dụng đất, khí hậu, thực vật…) đều định lượng được những tác động của sự thay
đổi đến dòng chảy ra của các lưu vực hoặc các thông số khác; có hiệu quả cao, có
thể tính toán và mô phỏng trên lưu vực rộng lớn hoặc hỗ trợ ra quyết định đối với
những chiến lược quản lí đa dạng, phức tạp với sự đầu tư kinh tế và thời gian thấp;
cho phép người sử dụng nghiên cứu những tác động trong thời gian dài. Nhiều vấn
đề hiện nay được SWAT xem xét không những lưu lượng dòng, đỉnh lũ mà còn
đến như sự tích lũy chất ô nhiễm và những ảnh hưởng đến vùng hạ lưu. Hiện nay
trong nước đã xuất hiện nhiều mô hình thủy văn phân chia, đánh giá tài nguyên
nước, tính toán lũ cho các lưu vực như MIKEBASIN, HEC-HMS, ANSWERS,
AGNPS... nhưng hầu các mô hình thường không đi kèm các công cụ hiệu chỉnh,
kiểm định một cách tự động để tăng độ tin cậy. SWAT cung cấp công cụ cho việc
hiệu chỉnh và kiểm định một cách tự động SWAT-CUP, nhằm rút gọn thời gian
nhưng vẫn mang lại tính chính xác và hiệu quả cho người sử dụng.

3
1.2. Quá trình phát triển của SWAT
SWAT tích hợp nhiều mô hình của ARS, nó được phát triển từ mô hình mô
phỏng tài nguyên nước lưu vực nông thôn (Simulator for Water Resources in
Rural Basins - SWRRB) (Williams et al., 1985; Arnold et al., 1990). Những mô
hình góp phần vào sự phát triển của SWAT bao gồm: hệ thống quản lí nông
nghiệp về hóa chất, rửa trôi và xói mòn (Chemicals, Runoff, and Erosion from
Agricultural Management Systems - CREAMS) (Knisel, 1980); mô hình những
ảnh hưởng của sự tích trữ nước ngầm (GLEAMS - Groundwater Loading
Effects on Agricultural Management Systems) (Leonard et al., 1987), đây là
phần mở rộng của CREAMS bao gồm bốn thành phần: thủy văn, xói mòn/ bồi
lắng, sự di chuyển của thuốc bảo vệ thực vật và dinh dưỡng và mô hình tính toán
những ảnh hưởng của các hoạt động sản xuất đến sự xói mòn (EPIC – Erosion
Productivity Impact Calculator) (Williams et al., 1984).
Hình 1. Sơ đồ phát triển của mô hình SWAT
(Nguồn: Philip W.G. et al., 2009)
Quá trình phát triển của SWRRB bắt đầu với việc sửa đổi mô hình thủy văn
về lượng mưa ngày của mô hình CREAMS. Các thay đổi chính so với mô hình
thuỷ văn CREAMS bao gồm: a) mô hình đã được mở rộng để cho phép đồng
thời tính toán trên nhiều lưu vực con để dự đoán dòng chảy từ nước mưa; b) bổ
sung thêm mô hình về nước ngầm, hay mô hình về dòng chảy hồi lưu; c) bổ
sung mô-đun hồ chứa nhằm tính toán tác động của ao hồ nông trại và hồ chứa
nước đến chế độ dòng chảy và lưu lượng bùn lắng; d) thêm mô hình mô phỏng

4
thời tiết chứa đựng các dữ liệu cho lượng mưa, bức xạ mặt trời, và nhiệt độ
nhằm tạo điều kiện thuận lợi cho các mô phỏng lâu dài và cung cấp biến động
thời tiết theo thời gian và không gian; e) phương pháp dự báo giá trị cực đại của
tốc độ dòng chảy mặt đất đã được cải thiện; f) mô hình phát triển cây trồng
EPIC đã được bổ sung nhằm mô phỏng tác động của phát triển cây trồng hàng
năm; g) bổ sung mô-đun tính truyền lũ; h) bổ sung mô-đun vận chuyển bùn cát
nhằm mô phỏng chuyển vận của phù sa bùn cát qua các ao, hồ chứa, dòng sông
suối và thung lũng; và i) các tính toán về tổn thất truyền dẫn.
Mô hình được chú trọng sử dụng trong cuối những năm 1980 chủ yếu nhằm
đánh giá chất lượng nước và sự phát triển của SWRRB đã chứng tỏ điều này.
Những cải tiến đáng kể của mô hình SWRRB vào thời gian đó bao gồm sự kết
hợp với: a) thành phần mô phỏng thuốc trừ sâu trong mô hình GLEAMS; b)
phương pháp SCS để tính toán giá trị cực đại của tốc độ dòng chảy mặt đất; và
c) phương trình mới được phát triển về bồi lắng. Những sửa đổi, bổ sung này đã
tăng cường khả năng sử dụng của mô hình trong việc giải quyết nhiều vấn đề về
quản lý lưu vực.
Vào cuối những năm 1980, Cục các vấn đề về người da đỏ (the Bureau of
Indian Affairs) cần một mô hình để ước lượng tác động vào dòng chảy hạ lưu
của công tác quản lý nguồn nước trong phạm vi lưu vực khu đất giành cho người
da đỏ ở Arizona và New Mê-hi-cô. Trong khi SWRRB đã được sử dụng một
cách dễ dàng cho các sông có diện tích lên đến vài trăm km vuông, Cục các vấn
đề về người da đỏ muốn mô phỏng dòng chảy cho lưu vực rộng hàng nghìn km
vuông. Đối với khu vực rộng lớn như vậy, lưu vực được nghiên cứu cần thiết
phải phân chia thành vài trăm lưu vực con. SWRRB chỉ cho phép chia lưu vực
thành 10 lưu vực con và mô hình tính truyền vận chuyển dòng nước và bùn lắng
ra khỏi lưu vực con trực tiếp đến điểm ra của lưu vực dòng sông. Những hạn chế
này đã dẫn đến sự phát triển của một mô hình có tên gọi là ROTO (Routing
Output To Outlet) (Arnold et al., 1995), trong đó kết quả từ nhiều lần chạy mô
hình SWRRB cho các lưu vực con được chuyển theo dòng chảy trong các kênh
và hồ chứa. ROTO cung cấp một phương pháp tiếp cận tính toán theo từng đoạn
sông và khắc phục được nhược điểm của SWRRB về giới hạn số lưu vực con
bằng cách "liên kết" nhiều lần chạy mô hình SWRRB lại với nhau. Mặc dù
phương pháp tiếp cận này rất hiệu quả, những dữ liệu đầu vào và dữ liệu đầu ra
của nhiều lần chạy SWRRB trở nên cồng kềnh và cần khả năng lưu trữ lớn trong
máy tính. Ngoài ra, tất cả các lần chạy mô hình SWRRB phải được thực hiện
độc lập và sau đó nhập kết quả vào mô hình ROTO để thực hiện bước tính
truyền theo các kênh và hồ chứa. Để khắc phục được những rắc rối này, mô hình
SWRRB và ROTO đã được kết hợp thành một mô hình duy nhất, có tên gọi là

5
SWAT. Trong khi SWAT cho phép mô phỏng khu vực rất rộng lớn, nó giữ lại
tất cả các tính năng đã làm cho mô hình SWRRB có giá trị như một mô hình mô
phỏng.
Từ khi SWAT được tạo ra vào đầu những năm 1990, nó đã liên tục trải qua
nhiều lần được xem xét, đánh giá và cải tiến nhằm mở rộng khả năng mô phỏng.
Những cải tiến đáng kể nhất của các mô hình theo các phiên bản khác nhau bao
gồm:
- SWAT94.2: Bổ sung khái niệm đơn vị thuỷ văn (HRUs).
- SWAT96.2: Phương án tự động bón phân và tưới nước được thêm vào
như là những quản lý tùy chọn; tính toán lượng nước do tán lá cây lưu trữ; thành
phần mô phỏng CO2 trong mô hình tăng trưởng cây trồng phục vụ các nghiên
cứu về biến đổi khí hậu; bổ sung phương trình Penman-Monteith về bốc thoát
nước tiềm năng; dòng chảy theo chiều ngang trong đất dựa trên mô hình lưu trữ
động thái; bổ sung phương trình chất lượng nước về thành phần dinh dưỡng của
dòng chảy từ mô hình QUAL2E; tính truyền vận chuyển thuốc trừ sâu trong
dòng chảy sông suối.
- SWAT98.1: Cải tiến chương trình con về mô phỏng lượng tuyết tan; cải
thiện tính toán chất lượng nước trong dòng sông suối; mở rộng tính truyền vòng
tuần hoàn chất dinh dưỡng; tác động chăn thả đồng cỏ, tác động cách thức áp
dụng phân bón, và thêm phương án tiêu nước sử dụng cày sâu như là một
phương thức quản lý, sửa đổi mô hình để có thể áp dụng ở khu vực Nam bán
cầu.
- SWAT99.2: Cải tiến tính truyền vòng tuần hoàn chất dinh dưỡng, cải tiến
tính toán ruộng lúa/đầm lầy, bổ sung phần ước tính lượng tổn thất chất dinh
dưỡng do quá trình bồi lắng trong hồ chứa/ao/đầm lầy; bổ sung lượng nước chứa
được do bờ sông, bổ sung tính truyền kim loại theo thứ tự các đoạn sông suối;
tất cả các năm tài liệu tham khảo trong mô hình đã thay đổi biểu thị từ 2 chữ số
thành 4 chữ số, bổ sung phương trình ảnh hưởng các khu đô thị lên dòng chảy từ
mô hình SWMM theo phương trình quan hệ của Cơ quan Thăm dò Địa chất
(USGS).
- SWAT2000: Bổ sung tính truyền vận chuyển vi khuẩn trong dòng chảy;
bổ sung phương trình thấm Green & Ampt, cải thiện mô hình mô phỏng thời
tiết, cho phép đọc vào hoặc mô phỏng dữ liệu bức xạ mặt trời hàng ngày, độ ẩm
tương đối, và tốc độ gió; cho phép đọc vào hoặc ước tính các giá trị bốc thoát
nước tiềm năng ET cho lưu vực; xem xét lại tất cả các phương pháp ước tính ET
tiềm năng; cải thiện quá trình liên quan đến độ cao của bờ sông; cho phép mô
phỏng không giới hạn số lượng hồ chứa; bổ sung phương pháp tính truyền

6
Muskingum; sửa đổi tính toán mô phỏng trạng thái ngưng hoạt động sống (ngủ
đông) cho phù hợp với các khu vực nhiệt đới.
- SWAT2005: Cải thiện tính truyền vận chuyển vi khuẩn trong dòng chảy;
thêm kịch bản dự báo thời tiết; bổ sung phần mô phỏng lượng mưa rơi; thông số
lưu trữ nước trong tính toán giá trị CN hàng ngày có thể là hàm số của lượng
nước trong đất (độ ẩm đất) hay của lượng bốc thoát hơi nước từ cây cối.
Phiên bản hiện tại đang được phát triển là SWAT2012. Ngoài những thay
đổi đã được liệt kê ở trên, giao diện cho các mô hình đã được phát triển cho môi
trường hệ điều hành Windows (Visual Basic), GRASS, và ArcView. Theo định
hướng phát triển trong thời gian sắp tới, SWAT sẽ tiếp tục được phát triển, tập
trung chính vào các mảng sau:
- Mở rộng phạm vi mô phỏng gồm cả thời gian và không gian
- Cung cấp nguồn dữ liệu đầu vào sẵn có, miễn phí và đảm bảo chất lượng
như thời tiết, thuỷ văn, thổ nhưỡng, hoạt động sản xuất nông nghiệp
- Hiệu chỉnh, phân tích tính bất định của mô hình
- Mô phỏng theo thời gian thực
- Tích hợp với các mô hình khác như APEX, SWMM(EPA), ALMANAC,
DSSAT
- Hợp tác phát triển mô hình với các tổ chức như CGIAR, ISRIC,…
- Tăng cường đào tạo, truyền thông về SWAT
- Xây dựng nhiều tùy chọn cho người sử dụng SWAT về các phiên bản sử
dụng (SWAT 2005, 2009, 2012), các phần mềm hỗ trợ như ArcGIS
(ArcSWAT), Map Window (MWSWAT), SWAT-CUP (Calibration and
Uncertainty Program), SWAT Plot/Graph, VIZSWAT (Output Vizualization),
các tài liệu hướng dẫn đa ngôn ngữ.
1.3. Ứng dụng của mô hình SWAT
Mô hình SWAT đã được cộng đồng quốc tế công nhận là một mô hình
quản lý tổng hợp lưu vực mạnh mẽ. Nó được ứng dụng rộng rãi trong đánh giá
chất lượng, tiềm năng nước, kiểm soát xói mòn đất, theo dõi ô nhiễm, định
lượng tác động của biến đổi khí hậu… ở nhiều lưu vực khác nhau trên thế giới.
Theo thống kê chưa đầy đủ, đến nay đã có trên 500 người sử dụng, 30 nhà phát
triển, trên 100 học viên cao học, nghiên cứu sinh đang sử dụng SWAT và hơn
1.000 bài báo nghiên cứu về SWAT. Mỗi năm có hàng chục hội nghị, tập huấn
về mô hình SWAT được tổ chức ở khắp nơi trên thế giới.

7
Liên quan đến cảnh báo lũ, mô hình SWAT đã được ứng dụng thành công
trong nhiều nghiên cứu khác nhau trên thế giới:
- Mohammad K.A. (2006) đã phát triển mô hình dự báo lũ trước 3 ngày tại
cửa xả của lưu vực sông Hằng, Bangladesh dựa trên dữ liệu ảnh viễn thám miễn
phí của NASA, USGS, FAO, USDA, ISRIC,…, mô hình SWAT và ANN.
Trong nghiên cứu này, tác giả sử dụng SWAT để mô phỏng các quá trình vật lý
diễn ra trên lưu vực.
- Samuel R. et al. (2007) tiến hành nghiên cứu ứng dụng mô hình thủy văn
xác định các khu vực dễ bị ngập khi xảy ra mưa lớn trong lưu vực sông Aguán,
miền Trung Honduras. Trong nghiên cứu này, mô hình SWAT đã được sử dụng
để dự đoán lưu lượng dòng chảy từ dữ liệu đầu vào bao gồm DEM, sử dụng đất,
thổ nhưỡng của lưu vực. Sau đó, giá trị lưu lượng cùng với DEM được xử lý
trong mô hình HEC-RAS để dự đoán những khu vực có nguy cơ lũ lụt ở vùng
đồng bằng Aguán.
- Mehmet C.D. et al. (2009) tiến hành dự báo dòng chảy trên lưu vực
Pracana ở Bồ Đào Nha bằng cách sử dụng mô hình SWAT và ANN. Kết quả
cho thấy mô hình ANN dự báo đỉnh lũ tốt hơn SWAT. Tuy nhiên, nếu xét về giá
trị sai số bình phương trung bình (mean squared error), SWAT lại cho kết quả
tốt hơn. Từ đó, tác giả kết luận ANN là công cụ mạnh mẽ trong dự báo dòng
chảy hàng ngày.
- Malutta S. and Kobiyama M. (2011) thực hiện nghiên cứu ứng dụng
SWAT phân tích lũ ở lưu vực sông Negrinho, Brazil. Trong nghiên cứu này, tác
giả đã phân tích những trên lũ lớn gần đây ở mức độ lưu vực bằng cách áp dụng
mô hình SWAT để cho thấy rằng mô hình SWAT là công cụ hữu ích trong phân
tích lũ.
- Winai W. and Kobkiat P. (2011) tích hợp mô hình thủy văn SWAT và mô
hình thủy lực ISIS đánh giá nguy cơ lũ lụt trên lưu vực Nam Loei, Thái Lan. Kết
quả nghiên cứu đã chứng minh việc tích hợp mô hình thủy văn và thủy lực là
một phương pháp hữu ích trong đánh giá lũ lụt, hỗ trợ các nhà quản lý lập kế
hoạch và phát triển các dự án giảm thiểu lũ lụt.
Tại Việt Nam, SWAT bắt đầu du nhập từ năm 1998. Ngay từ thời điểm đó,
mô hình SWAT đã nhận được sự quan tâm của nhiều nhà khoa học. Từ những
nghiên cứu nhỏ lẻ, rải rác ở một số khu vực của Việt Nam, đến nay mô hình
SWAT đã được ứng dụng rộng rãi trong các lĩnh vực quản lý lưu vực sông trên
cả 3 miền: Bắc, Trung, Nam với những quy mô, mức độ khác nhau. Theo ước
tính sơ bộ, tính đến tháng 11/2012 đã có khoảng 34 nghiên cứu ứng dụng SWAT
được công bố chính thức trên các tạp chí, kỉ yếu hội nghị, trong các luận văn đại

8
học-cao học-tiến sĩ. Bên cạnh đó, còn rất nhiều những nghiên cứu khác chưa
được công bố chính thức nên chưa thể thống kê đầy đủ. Những chủ đề được
quan tâm trong các nghiên cứu ứng dụng SWAT có thể được chia thành các
danh mục như sau: mô phỏng dòng chảy; đánh giá tác động của thay đổi sử
dụng đất, biến đổi khí hậu; xói mòn và bồi lắng; chất lượng nước.
Đối tượng nghiên cứu, sử dụng mô hình SWAT ở Việt Nam rất đa dạng, từ
các nhà nghiên cứu trong các trường Đại học, Viện nghiên cứu đến các cơ quan
quản lý Nhà nước, từ những nhà khoa học trong nước đến các nhà khoa học
ngoài nước. Ở miền Bắc, có thể kể đến Đại học Khoa học Tự nhiên- Đại học
Quốc Gia Hà Nội, Đại học Nông Lâm Thái Nguyên, Đại học Thủy lợi, Đại học
Kinh tế Quốc dân, Đại học Nông nghiệp Hà Nội, Viện Khoa học Khí tượng
Thủy văn và Môi trường, Viện Khoa học và Công nghệ Việt Nam. Ở miền
Trung và Nam, có thể kế đến Đại học Huế, Đại học Bách khoa TPHCM, Đại
học Sư phạm Kỹ thuật TPHCM, Đại học Nông Lâm TPHCM, Đại học Cần Thơ,
Đại học Tài nguyên và Môi trường TPHCM, Viện Quy hoạch Thủy lợi miền
Nam,…
Với phạm vi ứng dụng rộng khắp các lưu vực trên lãnh thổ Việt Nam, cho
thấy tính phù hợp khi ứng dụng mô hình SWAT trong nghiên cứu thủy văn tại
Việt Nam. Số lượng nghiên cứu ngày càng nhiều với các chủ đề ngày càng
phong phú qua từng năm (từ 2005 đến nay) chứng tỏ mức độ quan tâm ngày
càng lớn của các nhà khoa học, nhà quản lý dành cho mô hình SWAT. Điều này
hứa hẹn triển vọng phát triển mạnh mẽ của SWAT tại Việt Nam trong thời gian
sắp tới. Tuy nhiên, do SWAT là mô hình được phát triển tại Hoa Kỳ nên khi áp
dụng tại Việt Nam cũng đã gây không ít khó khăn cho các nhà nghiên cứu. Cơ
sở dữ liệu sẵn có của chương trình chưa đáp ứng nhu cầu ứng dụng thực tiễn của
từng khu vực nên cần thiết phải bổ sung, biên tập, chỉnh sửa lại. Mặt khác
SWAT là mô hình đòi hỏi số lượng dữ liệu đầu vào rất lớn, trong khi đặc thù ở
Việt Nam là cơ sở dữ liệu nền còn rất thiếu và yếu, lại nằm rải rác, không thống
nhất, tính hợp tác, chia sẻ dữ liệu còn kém nên đã trở thành một trở ngại lớn khi
ứng dụng SWAT. Bên cạnh đó, do khả năng dữ liệu hạn chế nên chỉ có một số ít
nghiên cứu tiến hành hiệu chỉnh và kiểm định mô hình.
Một số nghiên cứu ứng dụng mô hình SWAT ở nước ta trong các lĩnh vực
quản lý lưu vực sông có thể kể đến như:
- Đánh giá việc bồi lắng trong hồ chứa nước của dự án thủy điện sông Hinh
của Trương Hoài Thế Tuyên (2005).

9
- Ứng dụng mô hình thông số phân bố SWAT để đánh giá ảnh hưởng của
việc sử dụng đất đến bồi lắng hồ chứa nước hồ Đại Lải của Phạm Thị Hương
Lan (2005).
- Năm 2005, nhóm tác giả Vũ Tấn Phương, Phạm Thị Hương Lan và
Nguyễn Thị Hải đã tập trung nghiên cứu đánh giá tác động của che phủ rừng tới
dòng chảy và xói mòn tại các lưu vực sông Chảy, sông Bồ và sông Ba. Thông
qua việc tiếp cận lưu vực, nghiên cứu sử dụng công cụ đánh giá đất và nước
(SWAT) để xác định tác động của che phủ rừng tới dòng chảy và xói mòn trên
toànlưu vực. Kết quả cho thấy, mật độ biến động về dòng chảy và xói mòn được
xác định là chịu ảnh hưởng của các yếu tố địa hình,địa chất, lượng mưa, che phủ
rừng và kỹ thuật canh tác..
- Năm 2005, Dự án GTZ nghiên cứu thiết lập bộ thông tin dữ liệu phục vụ
quản lý tài nguyên thiên nhiên ở phía Nam lưu vực sông Krông Ana. Kết quả là
bộ Atlas được xây dựng trên hệ thống GIS, bằng phần mềm ArcGIS 9.1, bộ atlas
bao gồm các số liệu về an sinh kinh tế, khí tượng thủy văn, nông lâm nghiệp.
Đây là bộ dữ liệu giúp cho các tổ chức quản lý lưu vực sông có hiệu quả hơn.
- Nhóm tác giả Nguyễn Thị Bích, Nguyễn Kiên Dũng nghiên cứu ứng dụng
mô hình SWAT tính toán dòng chảy và bùn cát lưu vực sông Sê San (2006).
- Năm 2006, Phạm Tấn Hà đã nghiên cứu tài nguyên nước Tây Nguyên và
vấn đề khai thác sử dụng hiệu quả, từ đó đưa ra các giải pháp quản lý nguồn
nước trong lưu vực.
- Năm 2008, nhóm tác giả Nguyễn Kim Lợi, Nguyễn Hà Trang đã thành
công trong việc ứng dụng mô hình SWAT đánh giá lưu lượng dòng chảy và bồi
lắng tại lưu vực sông La Ngà.
- Năm 2010, Nguyễn Kim Lợi, Huỳnh Thị Thanh Hạnh đã thành công trong
việc Tích hợp GIS và SWAT trong đánh giá tài nguyên nước cho lưu vực sông
Srepok.
1.4. Nguyên lý mô phỏng SWAT
Cho dù nghiên cứu vấn đề gì trong SWAT thì cân bằng nước vẫn là lực chi
phối phía sau tất cả những thứ xuất hiện trong lưu vực. Để dự báo chính xác sự
di chuyển của thuốc trừ sâu, phù sa và dưỡng chất thì chu trình thủy văn được
mô phỏng bởi SWAT cần phải phù hợp với những diễn biến đang xảy ra trong
lưu vực.
Mô hình thủy học trong lưu vực được phân chia thành hai nhóm chính
(Susan L.N. et al., 2009):

10
- Pha đất của chu trình thủy văn (Hình 2): kiểm soát lượng nước, phù sa,
dinh dưỡng và thuốc trừ sâu được đưa từ trong mỗi tiểu lưu vực ra sông chính.
Hình 2. Sơ đồ chu trình thủy văn trong pha đất
(Nguồn: Susan L.N. et al., 2009)
- Pha nước của chu trình thủy văn (Hình 3): kiểm soát quá trình di chuyển
của dòng nước, quá trình bồi lắng, v.v…diễn ra thông qua hệ thống sông ngòi
của lưu vực đến cửa xả.
Hình 3. Sơ đồ các quá trình diễn ra trong dòng chảy
(Nguồn: Susan L.N. et al., 2009)
Pha đất của chu trình thủy văn. SWAT mô hình hóa chu trình nước dựa
trên cơ sở phương trình cân bằng nước sau (Susan L.N. et al., 2009):

11
Trong đó,
- SWt : lượng nước trong đất tại thời điểm t (mm H2O)
- SWo : lượng nước trong đất tại thời điểm ban đầu trong ngày thứ i (mm
H2O)
- t : thời gian (ngày)
- Rday : lượng nước mưa trong ngày thứ i (mm H2O)
- Qsurf : lượng dòng chảy bề mặt trong ngày thứ i (mm H2O)
- Ea : lượng nước bốc hơi trong ngày thứ i (mm H2O)
- wseep : lượng nước thấm vào vùng chưa bão hòa trong ngày thứ i (mm
H2O)
- Qgw : lượng nước ngầm chảy ra sông trong ngày thứ i (mm H2O)
Quá trình chia nhỏ lưu vực thành các tiểu lưu vực và HRUs làm cho việc
mô tả cân bằng nước thêm độ chính xác và tốt hơn.
Trình tự các bước SWAT mô phỏng chu trình thủy văn trong pha đất được
thể hiện trong Hình 4. Các dữ liệu đầu vào và tiến trình liên quan đến pha đất
của chu trình thủy văn bao gồm: khí hậu, thủy văn, thực phủ/ sự phát triển cây
trồng, xói mòn, dưỡng chất, thuốc trừ sâu, quản lý.
Pha nước của chu trình thủy văn. SWAT xác định quá trình di chuyển
nước, phù sa, dưỡng chất và thuốc trừ sâu vào mạng lưới sông ngòi của lưu vực
bằng cách sử dụng cấu trúc lệnh (Williams and Hann, 1972 trích dẫn trong
Susan L.N. et al., 2009, p.20). Thêm vào đó, để thể hiện dòng di chuyển của hóa
chất, SWAT mô phỏng sự biến đổi của hóa chất trong kênh, rạch và sông chính.

12
Hình 4. Vòng lặp HRU/tiểu lưu vực
(Phỏng theo Susan L.N. et al., 2009)
1.5. Tiến trình mô phỏng SWAT
Mô hình SWAT đòi hỏi rất nhiều dữ liệu đầu vào khác nhau. Tuy nhiên,
không phải tất cả dữ liệu đầu vào đều bắt buộc mà tùy thuộc vào từng nghiên
cứu cụ thể, có thể bỏ qua một số dữ liệu không cần thiết. Nhìn chung, quá trình
thiết lập mô hình SWAT cho bất kỳ ứng dụng nào đều có dạng như Hình 5, bao
gồm sáu bước: (1) chuẩn bị dữ liệu, (2) phân định lưu vực, (3) định nghĩa đơn vị
thủy văn, (4) nhập dữ liệu đầu vào, (5) chạy mô hình, (6) hiệu chỉnh, kiểm định
mô hình.
Trong khuôn khổ của khóa tập huấn này, tiến trình mô phỏng dòng chảy
trong SWAT được thực hiện dưới sự hỗ trợ của phần mở rộng ArcSWAT 2012
chạy trên phần mềm ArcGIS 10.0/10.1.

13
Hình 5. Tiến trình mô phỏng của SWAT

14
CHƯƠNG 2. HƯỚNG DẪN SỬ DỤNG ArcSWAT
2.1. Giới thiệu ArcSWAT
ArcSWAT là phần mở rộng của ArcGIS hỗ trợ giao diện tương tác với mô
hình SWAT. Nó được phát triển với phiên bản đầu tiên là AVSWAT2000 trong
ArcView (Di Luzio et al., 2001). Phiên bản mới nhất hiện tại là ArcSWAT 2012
tương ứng với SWAT 2012 chạy trên nền ArcGIS 10.0/10.1.
Giao diện tương tác ArcSWAT hỗ trợ các thao tác liên quan đến xử lý dữ
liệu đầu vào cho mô hình SWAT như địa hình, sử dụng đất, thổ nhưỡng, thời
tiết, quản lý đất đai, sử dụng nước, nguồn điểm/phân tán ô nhiễm,…cho đến việc
thiết lập các thông số của mô hình và kích hoạt chạy SWAT.
Các quy trình chính trong ArcSWAT bao gồm:
- Tạo mới đồ án SWAT
- Phân chia lưu vực
- Phân tích đơn vị thủy văn
- Ghi chép bảng dữ liệu đầu vào
- (Optional) Biên tập cơ sở dữ liệu
- Thiết lập các tùy chọn và chạy mô hình
- Đọc kết quả đầu ra, lưu kịch bản chạy mô hình
- (Optional) Phân tích, hiển thị kết quả đầu ra
- (Optional) Hiệu chỉnh, kiểm định mô hình
2.2. Cài đặt ArcSWAT
2.2.1. Yêu cầu hệ thống
ArcSWAT 2012 yêu cầu cấu hình hệ thống:
- Phần cứng:
+ Tốc độ xử lý 2GHz hoặc nhanh hơn
+ RAM tối thiểu 2GB
+ Ổ cứng còn trống tối thiểu 1GB nếu cài bản tối thiểu (có thể lên tới
2GB nếu cài bản đầy đủ- bao gồm tập dữ liệu mẫu và dữ liệu thổ
nhưỡng của Mỹ)
- Phần mềm (ArcSWAT chạy trên nền ArcGIS 10.0/10.1):
+ Hệ điều hành Microsoft Windows (XP, Windows 7, Server 2008)
+ Microsoft .Net Framework 3.5

15
+ Adobe Acrobat Reader phiên bản 8 hoặc cao hơn
+ ArcGIS: ArcView 10.0 Service Pack 5 (Build 4400) hoặc ArcView
(Basic) 10.1
+ Phần mở rộng ArcGIS Spatial Analyst (ArcGIS 10.0/10.1)
2.2.2. Tiến trình cài đặt ArcSWAT
ArcSWAT 2012 được cài đặt mặc định trong thư mục C:SWATArcSWAT
hoặc trong một thư mục khác do người sử dụng chỉ định. Lưu ý nên cài đặt
ArcSWAT trong thư mục chứa quyền truy cập đầy đủ (full permissions) cho tất
cả tài khoản người sử dụng.
1. Trước khi cài đặt, cần chắc chắn rằng:
a) Bạn đã gỡ bỏ phiên bản trước của ArcSWAT sử dụng "Add or
Remove Programs"
b) Bạn có phiên bản ArcGIS phù hợp với phiên bản ArcSWAT 2012.
2. Tải phiên bản ArcSWAT 2012 dưới dạng file nén tại địa chỉ:
http://swat.tamu.edu/software/arcswat/. Sau khi hoàn tất, tiến hành giản nén.
3. Trong thư mục "ArcSWAT_Install”, nhấp đúp chuột vào "setup.exe", xuất
hiện hộp thoại:
Click “OK”, xuất hiện hộp thoại tiếp theo:
4. Click “Next”, chọn “I Agree”, tiếp tục click “Next”.

16
5. Click “Next”, sau đó chọn thư mục cài đặt. Thư mục mặc định là
“C:SWATArcSWAT”. Có thể chọn thư mục khác nếu bạn muốn. Chọn
“Everyone”, hoặc “Just Me”.
Click “Next”.

17
6. Click “Next”.
7. Khi hoàn tất cài đặt, sẽ hiện ra thông báo sau:

18
8. Click “Close” để hoàn tất cài đặt.
2.2.3. Nội dung bên trong thư mục cài đặt
Thư mục ArcSWAT được tạo ra sau khi cài đặt chứa chương trình
SWAT2012.exe, các thư viện mã nguồn được sử dụng bởi giao diện ArcSWAT,
các thư mục con chứa các tài liệu hướng dẫn ArcSWAT, cơ sở dữ liệu, và các
tập tin ArcMap để hiển thị các lớp bản đồ trong giao diện.
Cấp cao nhất của thư mục cài đặt có dạng như sau:
Thư mục ArcSWATHelp chứa 3 tài liệu:
- ArcSWAT_Documentation_2012.pdf: Tài liệu hướng dẫn sử dụng
ArcSWAT.
- ArcSWAT_FAQ.pdf: Các câu trả lời cho những câu hỏi thường gặp nhất
về cài đặt, định dạng dữ liệu đầu vào, lỗi…
- ArcSWAT_VersionX.X_ReleaseNotes.pdf: Tài liệu mô tả những cập nhật
trong phiên bản hiện hành.
Thư mục Databases chứa:
- Thư mục Example Dat: Thư mục “Example1”, “Example2”, và các tập
dữ liệu đầu vào mẫu cho SWAT.
- ExInputs: Thư mục chứa dữ liệu mẫu đầu vào liên quan đến thời tiết,
nguồn điểm ô nhiễm, hồ chứa, sử dụng đất/thổ nhưỡng, bảng tra dBase, text và
định dạng geodatabase.
- ArcSWAT_WeatherDatabase.mdb: Cơ sở dữ liệu chứa các bảng thống kê
thời tiết theo tháng cho các trạm khí tượng COOP trong nước Mỹ.
- SWAT2012.mdb: Tập tin geodatabase chứa tất các bảng dữ liệu của
SWAT 2012, bao gồm cơ sở dữ liệu cây trồng, tưới tiêu, thổ nhưỡng,…
- SWATOutput.mdb: Khung nền cơ sở dữ liệu mẫu chứa kết quả đầu ra tạo
bởi ArcSWAT.
- SWAT_US_Soils.mdb: Tập tin geodatabase chứa các thông số thổ
nhưỡng STATSGO trong nước Mỹ.

19
- SWAT_US_Soils.idb: Thư mục chứa lớp raster thổ nhưỡng US
STATSGO cho phép kết nối với cơ sở dữ liệu SWAT_US_Soils.mdb.
- SWAT Text Database Files: Lưu cơ sở dữ liệu đuôi “.dat”.
Thư mục LayerFiles chứa các tập tin được ArcSWAT sử dụng trong quá
trình phân chia lưu vực.
2.3. Biên tập dữ liệu đầu vào cho ArcSWAT
Bộ dữ liệu đầu vào cho mô hình SWAT có thể tồn tại ở nhiều định dạng
khác nhau như raster (GRID), vector (shapefile, feature classes), tập tin cơ sở dữ
liệu (MS Access) quản trị thông tin về lưu vực. Những dữ liệu này cần thiết phải
được chuẩn bị trước khi tiến hành chạy mô hình.
2.3.1. Dữ liệu không gian
Mô hình độ cao số (Digital Elevation Model, DEM): ESRI GRID Format
Giá trị độ cao ở dạng số nguyên hoặc số thực cho các giá trị cao.
Đơn vị đo xác định độ phân giải GRID (X, Y) và độ cao (Z) có thể khác
nhau. Ví dụ, độ phân giải GRID có thể là mét trong khi độ cao có thể là
feet.
Độ phân giải GRID được xác định theo một trong các đơn vị sau đây:
meters, kilometers, feet, yards, miles, decimal degrees.
Độ cao được xác định theo một trong các đơn vị sau đây: meters,
centimeters, yards, feet, inches.
Bản đồ sử dụng đất/thực phủ: ESRI GRID, Shapefile, Feature Class Format
Danh mục các loại hình sử dụng đất/thực phủ cần phải được phân loại lại
theo các loại cây trồng/thực phủ quy định trong SWAT.
Phương pháp: Tạo bảng tra gán các loại hình sử dụng đất/thực phủ trên bản
đồ tương ứng với các loại cây trồng/thực phủ chứa 4 ký tự mã hóa trong
SWAT (có trong bảng crop/urban trong SWAT2012.mdb) (chi tiết xem
2.3.2).
Bản đồ thổ nhưỡng: ESRI GRID, Shapefile, Feature Class Format
Danh mục các loại đất trong bản đồ thổ nhưỡng cần phải được kết nối với
cơ sở dữ liệu đất của Mỹ thông qua giao diện hoặc cơ sở dữ liệu đất tùy
biến cho các loại đất không có trong cơ sở dữ liệu đất của Mỹ.
Phương pháp: Bổ sung các loại đất mới (kèm các thuộc tính) vào trong
bảng usersoil (SWAT2012.mdb). Sau đó, tạo bảng tra gán các loại đất

20
trong bản đồ tương ứng với các loại đất vừa mới thêm vào trong bảng trên
(chi tiết xem 2.3.2).
Mặt nạ DEM: ESRI GRID, Shapefile, Feature Class Format
Mặt nạ DEM chứa 2 giá trị: 0 (không có dữ liệu) và giá trị lớn hơn 0.
Nếu dữ liệu DEM có mặt nạ chồng lên mang giá trị 0 thì khu vực đó sẽ
không được xử lý trong quá trình phân chia lưu vực.
2.3.2. Dữ liệu dạng bảng (table), kí tự (text)
Bảng tra sử dụng đất/thực phủ (dBase, ASCII)
Bảng tra này có thể ở định dạng bảng dBase (*.dbf) hoặc bảng ký tự phân
định bằng dấu phẩy (*.txt).
dBase Table Format (2 cột)
- VALUE: dạng chuỗi (string), mã danh mục sử dụng đất/thực phủ
- LANDUSE: dạng chuỗi 4 ký tự (string 4 chars), mã loại cây trồng/thực
phủ trong SWAT
ASCII (.txt) Table Format
Bảng tra thổ nhưỡng (dBase, ASCII)
Bảng tra này có thể ở định dạng bảng dBase (*.dbf) hoặc bảng ký tự phân
định bằng dấu phẩy (*.txt).
dBase Table Format: Name option (2 cột)
- VALUE: dạng chuỗi (string), mã danh mục đất

21
- NAME: dạng chuỗi 30 ký tự (string 30 chars), tên loại đất trong bảng
usersoil (SWAT2012.mdb) (không chứa kí tự “_”)
ASCII (.txt) Table Format
Bảng tọa độ trạm đo mưa (ASCII)
Bảng tra này cung cấp thông tin vị trí của các trạm đo mưa.
Phiên bản SWAT 2012 chỉ chấp nhận bảng ở định dạng ký tự phân định
bằng dấu phẩy (*.txt).
ASCII Table Format: (5 cột)
Mã số (số nguyên),
Tên (tối đa 8 ký tự),
Vĩ độ, Kinh độ (độ thập phân)
Cao độ (m)
Bảng dữ liệu mưa theo ngày (ASCII)
Bảng tra này lưu trữ số liệu lượng mưa ngày quan trắc tại từng trạm đo
(mm).
Tên của bảng dữ liệu mưa có dạng “name.txt” với name là tên trạm đo
tương ứng trong cột NAME của bảng vị trí trạm đo mưa.
ASCII Table Format

22
YYYYMMDD (năm, tháng, ngày bắt đầu của chuỗi số liệu)
Lượng mưa ngày 1
….
….
….
….
….
….
Lượng mưa ngày n
Bảng tọa độ trạm đo nhiệt độ không khí (ASCII)  tương tự Bảng tọa độ
trạm đo mưa
Bảng dữ liệu nhiệt độ không khí theo ngày (ASCII)
Bảng tra này lưu trữ số liệu nhiệt độ không khí lớn nhất, nhỏ nhất ngày
quan trắc tại từng trạm đo (o
C).
Tên của bảng dữ liệu nhiệt độ không khí có dạng “name.txt” với name là
tên trạm đo tương ứng trong cột NAME của bảng vị trí trạm đo nhiệt độ
không khí.
ASCII Table Format
Nhiệt độ không khí lớn nhất, nhỏ nhất ngày 1
….
….
….
….
….
….
Nhiệt độ không khí lớn nhất, nhỏ nhất ngày n
Bảng tọa độ trạm đo bức xạ Mặt Trời, tốc độ gió, độ ẩm không khí tương
đối (ASCII)  tương tự Bảng tọa độ trạm đo mưa
Bảng dữ liệu bức xạ Mặt Trời theo ngày (ASCII)
Bảng tra này lưu trữ tổng lượng bức xạ Mặt Trời ngày quan trắc tại từng
trạm đo ((MJ/m2
/day).
Tên của bảng dữ liệu bức xạ Mặt Trời có dạng “name.txt” với name là tên
trạm đo tương ứng trong cột NAME của bảng vị trí trạm đo bức xạ Mặt
Trời.

23
ASCII Table Format
Lượng bức xạ Mặt Trời ngày 1
….
….
….
….
….
….
Lượng bức xạ Mặt Trời ngày n
Bảng dữ liệu tốc độ gió theo ngày (ASCII)
Bảng tra này lưu trữ số liệu tốc độ gió trung bình ngày quan trắc tại từng
trạm đo (m/s).
Tên của bảng dữ liệu tốc độ gió có dạng “name.txt” với name là tên trạm
đo tương ứng trong cột NAME của bảng vị trí trạm đo tốc độ gió.
ASCII Table Format
Tốc độ gió trung bình ngày 1
….
….
….
….
….
….
Tốc độ gió trung bình ngày n
Bảng dữ liệu độ ẩm không khí tương đối theo ngày (ASCII)
Bảng tra này lưu trữ số liệu độ ẩm không khí tương đối ngày quan trắc tại
từng trạm đo (số thập phân).
Tên của bảng dữ liệu độ ẩm không khí tương đối có dạng “name.txt” với
name là tên trạm đo tương ứng trong cột NAME của bảng vị trí trạm đo độ
ẩm không khí tương đối.
ASCII Table Format

24
Độ ẩm không khí tương đối ngày 1
….
….
….
….
….
….
Độ ẩm không khí tương đối ngày n
2.4. Tiến trình chạy mô hình SWAT trong ArcSWAT
2.4.1. Kích hoạt ArcSWAT trong môi trường ArcMap (ArcGIS)
Bước 1
- Khởi động ArcMap, tạo tài liệu trống
(Blank Map)
- Trên thanh menu, chọn
Customize/Extensions.
- Chọn các phần mở rộng sau:
+ SWAT Project Manager,
+ SWAT Watershed delineator,
+ SWAT HRU Delineator,
+ Spatial Analyst
Bước 2
- Click Customize/Toolbars, chọn
ArcSWAT để mở giao diện ArcSWAT

25
2.4.2. Tạo mới đồ án SWAT, thiết lập thư mục làm việc và geodatabases
Bước 1. Tạo mới đồ án SWAT
- Click SWAT Project Setup, chọn
New SWAT Project.
- Xuất hiện hộp thoại, chọn No.
Bước 2. Thiết lập thư mục làm việc và geodatabases
- Trong cửa sổ Project Setup, khai báo các thông tin sau:
+ Project Directory: Thư mục lưu trữ đồ án SWAT
+ SWAT Project Geodatabase: Tập tin quản trị của đồ án SWAT
+ Raster Storage: Tập tin lưu trữ raster của đồ án SWAT
+ SWAT Parameter Geodatabase: Tập tin chứa các tham số của SWAT
Quy tắc đặt tên thư mục, tập tin:
- Thư mục lưu trữ đồ án SWAT không nên quá 3 cấp thư mục (vd: E:WORKING
SWATDakBla )
- Không nên sử dụng các ký tự sau khi đặt tên và lưu đồ án SWAT: khoảng trắng,
dấu phẩy, -, _, *, &, ^, %, $, ?, #, @, ~, ', ", :, ;, /, , |
- Độ dài tập tin và thư mục không quá 8 ký tự
- Tên tập tin nên bắt đầu bằng kí tự, KHÔNG dùng số (vd: project1 thay vì 1project).
- Click OK.

26
- Khi đó, đồ án SWAT được tạo ra trong thư mục lưu trữ. Cấu trúc của thư mục này bao
gồm 2 thư mục, 3 geodatabases, và 1 tập tin <Project Directory>.mxd (chính là tập tin
ArcMap đang được sử dụng).
2.4.3. Phân chia lưu vực
Bước 1. Thêm dữ liệu DEM
- Click biểu tượng Add Data trên thanh
công cụ.
- Click chọn dữ liệu DEM trong thư mục
lưu trữ và click Add.
- Khi đó trong cửa sổ Table Of Content,
xuất hiện lớp dữ liệu DEM của lưu vực.

27
Bước 2. Mở chức năng phân chia lưu vực (Watershed Delineation)
- Click Watershed Delineator, chọn Automatic Watershed Delineation.
- Xuất hiện hộp thoại Watershed Delineation. Chức năng của công cụ này là phân chia
lưu vực thành các tiểu lưu vực thông qua quy trình 5 bước: DEM setup, Stream
Definition, Outlet and Inlet Definition, Watershed Outlet(s) Selection and Definition,
Calculation of Subbasin Parameters.
Bước 3. Thiết lập DEM (DEM Setup)
- Click biểu tượng
- Xuất hiện hộp thoại Open DEM với 2 tùy
chọn. Sử dụng tùy chọn Select from Map,
click OK.
- Chọn lớp dữ liệu DEM, click OK.
- Click biểu tượng kiểm tra thông tin thuộc tính của DEM (đơn vị đo, kích thước,
diện tích pixel, hệ tọa độ).
- Khai báo đơn vị đo độ cao (Z-Unit) là mét cho DEM. Click OK.

28
Bước 4. Mô phỏng mạng lưới sông suối
(Stream Definition)
- Chọn tùy chọn DEM-based để tiến hành
mô phỏng mạng lưới sông suối trên lưu
vực.
- Click biểu tượng để tính toán hướng
dòng chảy và dòng chảy tích lũy.
- Xuất hiện hộp thoại thông báo hoàn tất,
click OK.
- Khai báo ngưỡng diện tích tối thiểu của
tiểu lưu vực cần mô phỏng vào ô Area (vd:
2000 ha).
- Click biểu tượng để tiến hành mô
phỏng mạng lưới sông suối và các cửa xả.
click OK.

29
- Kết thúc bước này sẽ tạo ra mạng lưới
sông suối với các điểm liên kết được sử
dụng để định nghĩa cửa xả sau này.
Bước 5. Định nghĩa điểm đổ nước vào, cửa xả
của tiểu lưu vực (Outlet and Inlet Definition)
- Điểm đổ nước vào lưu vực có thể là bất kì
nguồn điểm cấp nước cho lưu vực hoặc một
phần diện tích thượng lưu đổ nước vào lưu vực.
- Cửa xả của tiểu lưu vực là điểm thoát nước
cuối cùng của tiểu lưu vực đó. Nó có thể là điểm
xả nước của đập thủy điện hoặc trạm quan trắc
thủy văn.
Bước 6. Chọn cửa xả của lưu vực (Watershed Outlet(s) Selection and Definition)
- Click biểu tượng để tiến hành chọn cửa xả lưu vực.
- Giữ chuột trái, kéo hình chữ nhật bao phủ cửa
xả lưu vực. Nếu muốn chọn nhiều cửa xả, giữ
phím SHIFT (vd: chọn 1 cửa xả).
- Xuất hiện bảng thông báo số cửa xả được
chọn, click OK.
- Nếu muốn chọn lại cửa xả, click , lặp lại
bước trên.
- Click biểu tượng để phân chia lưu vực
thành các tiểu lưu vực.

30
- Xuất hiện hộp thoại thông báo hoàn tất, click
OK.
Bước 7. Tính toán các tham số của tiểu lưu
vực (Calculation of Subbasin Parameters)
- Click biểu tượng để tiến hành tính toán
các tham số đặc trưng liên quan đến địa hình
của lưu vực và tiểu lưu vực.
- Có thể bỏ qua việc tính toán biểu đồ phân bố độ cao của tiểu lưu vực (Reduced report
output), kiểm tra hình học mạng lưới sông (Skip stream geometry check), tính toán dòng
chảy lớn nhất (Skip longest flow path calculation) để tiết kiệm thời gian xử lý.
- Xuất hiện hộp thoại thông báo hoàn tất, click
OK.
- Nếu cần thêm hồ chứa, click biểu tượng
Bước 8. Thoát hộp thoại phân chia lưu vực
- Click Exit để hoàn tất.

31
Bước 9. Xem báo cáo địa hình lưu vực
- Click chọn chức năng Watershed Report trong Watershed Delineator để xem thống kê
về độ cao trên toàn lưu vực và từng tiểu lưu vực.
2.4.4. Phân tích đơn vị thủy văn
Bước 1. Thêm lớp dữ liệu sử dụng đất,
thổ nhưỡng
- Click biểu tượng Add Data trên thanh
công cụ.
- Click chọn dữ liệu sử dụng đất, thổ nhưỡng trong thư mục lưu trữ và click Add.

32
- Khi đó trong cửa sổ Table Of Content,
xuất hiện lớp dữ liệu sử dụng đất, thổ
nhưỡng của lưu vực.
Bước 2. Định nghĩa lớp sử dụng đất/thổ nhưỡng/độ dốc (Land Use/Soils/Slope
Definition)
- Click HRU Analysis, chọn Land Use/Soils/Slope Definition.
- Định nghĩa lớp sử dụng đất (Land Use Data)
+ Lựa chọn lớp sử dụng đất.

33
+ Xuất hiện hộp thoại thông báo (chú ý: dữ
liệu sử dụng đất cần chồng lớp tối thiểu
95% lên ranh giới lưu vực), click OK.
+ Chọn trường VALUE lưu trữ chỉ số của
các loại hình sử dụng đất. Click OK.
+ Xuất hiện hộp thoại Land Cover Lookup
Table, chọn User Table. Click OK.
1
2

34
+ Chọn bảng tra sử dụng đất (*.txt).
+ Kết quả tra mã các loại hình sử dụng đất
theo SWAT được điền vào cột
LandUseSwat.
+ Click Reclassify để phân loại lại các loại
hình sử dụng đất theo SWAT.
+ Xuất hiện hộp thoại thông báo hoàn tất,
click OK.
- Định nghĩa lớp thổ nhưỡng (Soil Data)
+ Lựa chọn lớp thổ nhưỡng.
1
2

35
+ Các bước tiếp theo làm tương tự như sử dụng đất.
- Định nghĩa lớp độ dốc (Slope)
+ Có 2 phương pháp phân cấp độ dốc:
Single Slope (gán giá trị độ dốc trung bình
cho toàn lưu vực), Multiple Slope (phân
chia độ dốc theo các lớp khác nhau).
+ Nếu chọn phương pháp Multiple Slope,
khai báo số lớp độ dốc (Slope Classes), cận
trên của từng lớp độ dốc (Class Upper
Limit- %).
+ Click Reclassify để phân lớp độ dốc.

36
+ Xuất hiện hộp thoại thông báo hoàn tất,
click OK.
+ Click Overlay để chồng lớp 3 lớp sử
dụng đất, thổ nhưỡng, độ dốc.
+ Xuất hiện thông báo hoàn tất, click OK.
+ Kết quả phân loại sử dụng đất, thổ nhưỡng theo SWAT, phân cấp độ dốc hiển thị
trong Table Of Content.

37
Bước 3. Xem báo cáo chồng lớp sử dụng đất, thổ nhưỡng, độ dốc
- Click chọn chức năng HRU Analysis Reports trong HRU Analysis để xem thống kê
chồng lớp sử dụng đất, thổ nhưỡng, độ dốc trên toàn lưu vực và từng tiểu lưu vực.
Bước 4. Định nghĩa đơn vị thủy văn
- Click HRU Analysis.
- Có 3 phương pháp: 1 HRU cho toàn lưu vực
(Dominant Land Use, Soils, Slope), 1 HRU cho từng
tiểu lưu vực (Dominant HRU), nhiều HRU cho từng
tiểu lưu vực (Multiple HRUs).
- Nếu chọn phương pháp Multiple HRUs, khai báo
ngưỡng tỉ lệ (% hoặc diện tích) cho từng lớp dữ liệu.
- Click Create HRUs để bắt đầu tạo HRU.

38
- Xuất hiện hộp thoại thông báo hoàn tất, click OK.
2.4.5. Ghi chép bảng dữ liệu đầu vào
Bước 1. Nhập dữ liệu khí tượng
- Click Weather Station trong Write Input
Tables.
- Xuất hiện hộp thoại Weather Data
Definition.
- Ở mục Weather Generator Data, chọn
bảng WGEN_user lưu trữ dữ liệu thống kê
của trạm đo thời tiết tổng quát.
- Ở mục Rainfall Data, chọn Raingages, Daily (Precip Timestep), bảng tọa độ trạm đo
mưa.
- Ở mục Temperature Data, chọn Climate Stations, bảng tọa độ trạm đo nhiệt độ.
- Các mục còn lại, chọn mặc định. Sau đó, click OK.

39
- Xuất hiện thông báo hoàn tất, click OK.
Bước 2. Ghi chép bảng dữ liệu đầu vào
- Click Write SWAT Input Tables trong
Write Input Tables.
- Xuất hiện hộp thoại Write SWAT
Database Tables.
- Click Select All.
- Click Create Tables.
- Xuất hiện hộp thoại, click Yes.
click OK.

TÀI LIỆU HƯỚNG DẪN SỬ DỤNG MÔ HÌNH SWAT PHIÊN BẢN 2012_10294112052019

Recommended

Recommended

More Related Content

What's hot

What's hot (20)

Similar to TÀI LIỆU HƯỚNG DẪN SỬ DỤNG MÔ HÌNH SWAT PHIÊN BẢN 2012_10294112052019

Similar to TÀI LIỆU HƯỚNG DẪN SỬ DỤNG MÔ HÌNH SWAT PHIÊN BẢN 2012_10294112052019 (20)

More from phamhieu56

More from phamhieu56 (20)

Recently uploaded

Recently uploaded (20)

TÀI LIỆU HƯỚNG DẪN SỬ DỤNG MÔ HÌNH SWAT PHIÊN BẢN 2012_10294112052019