Study region: North Johnstone catchment, located in the north east of Australia. The catchment has wet tropical climate conditions and is one of the major sediment contributors to the Great Barrier Reef. Study focus: The purpose of this paper was to identify soil erosion hotspots through simulating hydrological processes, soil erosion and sediment transport using the Soil and Water Assessment Tool (SWAT). In particular, we focused on predictive uncertainty in the model evaluations and presentations—a major knowledge gap for hydrology and soil erosion modelling in the context of Great Barrier Reef catchments. We carried out calibration and validation along with uncertainty analysis for streamflow and sediment at catchment and sub-catchment scales and investigated details of water balance components, the impact of slope steepness and spatio-temporal variations on soil erosion. The model performance in simulating actual evapotranspiration was compared with those of the Australian Landscape Water Balance (AWRA-L) model to increase our confidence in simulating water balance components. New hydrological insights for the region: The spatial locations of soil erosion hotspots were identified and their responses to different climatic conditions were quantified. Furthermore, a set of land use scenarios were designed to evaluate the effect of reforestation on sediment transport. We anticipate that protecting high steep slopes areas, which cover a relatively small proportion of the catchment (4–9%), can annually reduce 15–26% sediment loads to the Great Barrier Reef.

中文翻译：

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使用 SWAT 模拟大堡礁热带集水区的水文过程并识别土壤侵蚀源

研究区域：北约翰斯通流域，位于澳大利亚东北部。该集水区具有潮湿的热带气候条件，是大堡礁的主要沉积物贡献者之一。研究重点：本文的目的是通过使用土壤和水评估工具 (SWAT) 模拟水文过程、土壤侵蚀和泥沙输移来确定土壤侵蚀热点。我们特别关注模型评估和演示中的预测不确定性——这是大堡礁集水区背景下水文和土壤侵蚀建模的主要知识缺口。我们对流域和子流域尺度的河流和沉积物进行了校准和验证以及不确定性分析，并研究了水平衡分量的细节，坡度和时空变化对土壤侵蚀的影响。将模拟实际蒸散量的模型性能与澳大利亚景观水平衡 (AWRA-L) 模型的性能进行了比较，以增加我们对模拟水平衡分量的信心。该地区的新水文见解：确定了土壤侵蚀热点的空间位置，并量化了它们对不同气候条件的响应。此外，还设计了一组土地利用情景来评估重新造林对沉积物运输的影响。我们预计，保护高陡坡区域（占集水区的比例相对较小（4-9%））每年可以减少 15-26% 的大堡礁沉积物负荷。将模拟实际蒸散量的模型性能与澳大利亚景观水平衡 (AWRA-L) 模型的性能进行了比较，以增加我们对模拟水平衡分量的信心。该地区的新水文见解：确定了土壤侵蚀热点的空间位置，并量化了它们对不同气候条件的响应。此外，还设计了一组土地利用情景来评估重新造林对沉积物运输的影响。我们预计，保护高陡坡区域（占集水区的比例相对较小（4-9%））每年可以减少 15-26% 的大堡礁沉积物负荷。将模拟实际蒸散量的模型性能与澳大利亚景观水平衡 (AWRA-L) 模型的性能进行了比较，以增加我们对模拟水平衡分量的信心。该地区的新水文见解：确定了土壤侵蚀热点的空间位置，并量化了它们对不同气候条件的响应。此外，还设计了一组土地利用情景来评估重新造林对沉积物运输的影响。我们预计，保护高陡坡区域（占集水区的比例相对较小（4-9%））每年可以减少 15-26% 的大堡礁沉积物负荷。该地区的新水文见解：确定了土壤侵蚀热点的空间位置，并量化了它们对不同气候条件的响应。此外，还设计了一组土地利用情景来评估重新造林对沉积物运输的影响。我们预计，保护高陡坡区域（占集水区的比例相对较小（4-9%））每年可以减少 15-26% 的大堡礁沉积物负荷。该地区的新水文见解：确定了土壤侵蚀热点的空间位置，并量化了它们对不同气候条件的响应。此外，还设计了一组土地利用情景来评估重新造林对沉积物运输的影响。我们预计，保护高陡坡区域（占集水区的比例相对较小（4-9%））每年可以减少 15-26% 的大堡礁沉积物负荷。