ارزیابی عملکرد مدل‌های مختلف نفوذ تجمعی در کاربری‌ها وبافت‌های مختلف خاک با استفاده از شبیه‌ساز باران

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجوی کارشناسی ارشد مهندسی آبخیزداری، دانشکده منابع طبیعی دانشگاه تربیت مدرس

2 استادیار گروه مهندسی آبخیزداری دانشکده منابع طبیعی دانشگاه تربیت مدرس

3 استاد گروه مهندسی آبخیزداری دانشکده منابع طبیعی دانشگاه تربیت مدرس

چکیده

نفوذپذیری از جمله مهمترین متغیرهای فیزیکی خاک­ها و داده­ای بنیادین در کلیه مدل­های بارش و رواناب به منظور تعیین تلفات آب در سطح حوزه­های آبخیز می­باشد. اما اندازه­گیری آن بسیار وقت­گیر و پرهزینه بوده به همین دلیل برآورد مقادیر نفوذپذیری خاک­ها توسط مدل­های مختلف همواره از دغدغه­های پژوهشگران بوده است. در این پژوهش به منظور تعیین بهترین معادله نفوذ در سطح حوضه­ آبخیز امامه، با استفاده از دستگاه شبیه­ساز بارش مقادیر نفوذپذیری ناشی از شبیه­سازی یک رخداد بارش به مدت 90 دقیقه اندازه­گیری و به روش بهینه­سازی مربعات خطا، پارامترهای پنج مدل نفوذپذیری کوستیاکوف، گرین امپت، هورتون، سرویس حفاظت منابع طبیعی امریکا (NRCS ) و فیلیپ در چهار کاربری اراضی شامل باغی، کشاورزی، مرتع و آیش و سه کلاس بافت شنی رسی لومی، لومی، شنی لومی محاسبه شد. سپس مقادیر نفوذ تجمعی برآوردی مدل­های مختلف با استفاده از 8 آماره مختلف مورد مقایسه قرار گرفت. بررسی نتایج نشان داد که مدل­های کوستیاکوف و NRCS  بهترین عملکرد را در برآورد دقیق­تر مقادیر نفوذ تجمعی در کل حوضه آبخیز داشت و دارای روند پایدارتری در برآورد نفوذ تجمعی در کاربری­های مختلف بود. مدل­ هورتون در رتبه­ بعدی در کل حوضه قرار گرفت. به طور کلی مدل­های تجربی (کوستیاکوف، هورتون و سرویس حفاظت خاک امریکا (NRCS)) در این حوضه عملکرد واقع بینانه­تری در برآورد مقادیر نفوذ تجمعی نسبت به مدل­های با پایه فیزیکی (مدل های گرین امپت و فیلیپ) از خود نشان دادند. 

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Efficiency Evaluation of Different Infiltration Models in Different Land Uses and Soil Classes using Rainfall Simulator

نویسندگان [English]

  • A Fakher Nikche 1
  • M Vafakhah 2
  • SHR Sadeghi 3
چکیده [English]

Infiltration is one of the most important soil physical variables and basic data in rainfall–runoff models for water loss determination in watersheds. Its measurement is ,however, time consuming and costly. For this reason, soils infiltration rates determination by different models is always a serious concern to researchers. In this research, a single event precipitation was measured using rainfall simulator during a 90-minute rainfall for determination of the best infiltration equation in watershed scale. The parameters of five infiltration models namely Kostiakov, Green-Ampt, Horton, NRCS and Philip, were estimated by sum of squared error optimization for four different land uses and three soil textures of sandy clay loam, loam, and sandy loam. The cumulative infiltration rates estimated from the different models were compared using eight different statistics. The results showed that the Kostiakov and NRCS models had the highest priority score and the most permanent trend for accurate estimating of cumulative infiltration rate in different land uses whereas the Horton model was situated in the next position. Overall, the empirical models (Kostiakov, NRCS and Horton models) had the more realistic efficiency than the physical models(Green-Ampt and Philip models).

کلیدواژه‌ها [English]

  • Amameh watershed
  • Land use
  • Rainfall simulator
  • Soil texture classes