SWAT: применение, калибровка и валидация модели

SWAT (Soil and Water Assessment Tool — инструмент оценки почв и водных ресурсов) представляет собой комплексную полуоднородно распределённую модель речного бассейна, для которой требуется большое количество входных параметров, что усложняет параметризацию и калибровку модели. Для SWAT разработано несколько методов калибровки, включая процедуры ручной калибровки и автоматизированные процедуры, основанные на методе эволюции перемешанного комплекса, а также другие распространённые методы. Кроме того, недавно был разработан SWAT-CUP, предоставляющий платформу поддержки принятия решений, которая включает полуавтоматизированный подход (SUFI2), сочетающий ручную и автоматизированную калибровку с анализом чувствительности и неопределённости. В SWAT-CUP пользователи могут вручную корректировать параметры и их диапазоны итеративно между запусками автокалибровки. Анализ чувствительности параметров помогает сосредоточить калибровку и анализ неопределённости, а также используется для расчёта статистик качества подгонки. Взаимодействие с пользователем, то есть ручной компонент калибровки SWAT-CUP, заставляет пользователя лучше понять совокупность гидрологических процессов (например, доли базисного стока, эвапотранспирацию, источники и стоки наносов, урожайность сельскохозяйственных культур и балансы питательных веществ), а также чувствительность параметров. Для дальнейшего развития методов калибровки важно учитывать пространственное распределение гидрологических процессов, повышать эффективность времени выполнения модели, включать влияние неопределённости концептуальной модели, параметров модели и измеряемых переменных, используемых при калибровке, а также помогать пользователям выявлять ошибки модели. При калибровке физически обоснованной модели, такой как SWAT, важно помнить, что все входные параметры модели должны находиться в реалистичном диапазоне неопределённости и что никакая автоматическая процедура не может заменить фактическое знание физических характеристик водосборного бассейна.