پديد آورندگان :
مهديان، محمدحسين نويسنده استاد سازمان تحقيقات، آموزش و ترويج كشاورزي Mahdian, M. H. , خرسندي، نازيلا نويسنده دانشگاه آزاد اسلامي واحد علوم و تحقيقات تهران , , نيك كامي، داود نويسنده , , پذيرا، ابراهيم نويسنده pazira, ebrahim , سرشته داري، امير نويسنده مربي پژوهشكده حفاظت خاك و آبخيزداري Sarreshtedari, A.
كليدواژه :
شاخص فرسايش زايي باران , شاخص فورنيه اصلاح شده , ميان‌يابي , فازي كوكريجينگ
چكيده فارسي :
فرسايندگي باران در مدل جهاني فرسايش و هدررفت خاك (EI30) كه حاصلضرب انرژي جنبشي (E) و حداكثر انرژي جنبشي باران (I30) مي‌باشد، يكي از پارامترهاي مهم مدل هاي رياضي فرسايش خاك و توليد رسوب محسوب مي شود. از آن‌جايي كه اندازه گيري آن وقت گير و هزينه بر است، براي برآورد آن از روابط تجربي استفاده مي شود كه مبتني بر شدت باران مي‌باشند. داده‌هاي شدت بارندگي در بسياري مناطق موجود نيست. بنابراين، در عمل، شاخص فرسايندگي باران با استفاده از مقدار باران محاسبه و تخمين زده مي شود كه منجر به عدم قطعيت در داده‌هاي شاخص فرسايندگي باران مي‌شود. در اين پژوهش، منطق فازي بر داده‌هاي غيردقيق شاخص فرسايندگي باران اعمال شد و سپس، تغييرات مكاني آن با شش روش كريجينگ معمولي، كوكريجينگ، اسپلاين، چندجمله اي منطقه اي، چندجمله اي محلي و عكس فاصله وزن‌دار بررسي شد تا تاثير منطق فازي بر اين روش‌ها ارزيابي شود. در بين پارامترها و شاخص‌هاي مختلف فرسايندگي مبتني بر ميزان باران، تنها شاخص فورنيه اصلاح شده (FImod) همبستگي بالايي را با EI30 در 11 ايستگاه سينوپتيك نشان داد. يك مدل رگرسيوني براي تخمين EI30 از FImod در 66 ايستگاه فاقد آمار شدت بارندگي استفاده شد و سپس منطق فازي بر اين داده‌هاي تخميني اعمال شد. تعداد پنج تابع عضويت گوسي براي ارتفاع به‌‌عنوان متغيّر ورودي و EI30 به عنوان متغيّر خروجي تعريف شد. سپس، مجموعه‌هاي شاخص فرسايندگي با روش مركز ثقل دفازي شد و به اعداد قطعي تبديل شد. نتايج نشان داد نسبت اثر قطعه‌اي به آستانه نيم‌تغييرنما (23/0) بيان‌گر همبستگي مكاني قوي EI30 در فاصله 630 كيلومتري است. مقادير منفي ميانگين انحراف خطا (MBE) در روش‌هاي فازي كوكريجينگ و فازي كريجينگ بيان‌گر كم‌برآورد شدن EI30 بود، در حالي‌كه مقادير مثبت آن در ساير روش‌ها نشان‌دهنده بيش‌برآورد شدن اين شاخص مي‌باشد. از سوي ديگر، مقدار ميانگين مطلق خطا (MAE) در روش فازي كوكريجينگ نسبت به روش‌هاي عكس فاصله وزن‌دار، كريجينگ، كوكريجينگ، اسپلاين، فازي عكس فاصله وزن‌دار، فازي كريجينگ و فازي اسپلاين به ترتيب به ميزان 28، 21، 19، 22، 15، 11 و 11 درصد كاهش نشان داد. نقشه خروجي براي تمام روش‌هاي ميان‌يابي حاكي از وجود روند كاهشي از غرب به شرق حوزه بود، به طوري‌كه بيش‌ترين مقدار فرسايندگي (1450 مگا ژول ميلي‌متر در هكتار در ساعت در سال) در غرب حوزه اتفاق افتاد. اين الگو مطابق با الگوي تغييرات اقليمي از مرطوب به نيمه‌خشك بود.
چكيده لاتين :
Rainfall erosivity (EI30) of the Universal Soil Loss Equation is one of the major factors in soil erosion and sediment yield models. Measurement of this factor is costly and time consuming. Therefore, empirical relationships based on rainfall intensity are used. In many places, however, access to rainfall intensity is limited and rainfall erosivity is estimated by rainfall amount, causing uncertainty in the results. In this research, fuzzy logic was applied to some imprecise data of rainfall erosivity and its spatial variability was evaluated by ordinary kriging, cokriging, spline, local polynomial, global polynomial and inverse distance weighting methods. Among the available parameters or indices of 11 synoptic stations, only Modified Fournier index ( ) showed a significant correlation with EI30 (r2=0.762, P < 0.001). Therefore, a regression model was developed for estimating EI30 from FImod in 66 rain gauge stations. Also, the Mamdani inference system and five Gaussian membership functions, were used to investigate the fuzzy interpolation method for elevation as the input and rainfall erosivity as the output variables. The fuzzified sets were transformed to certain data. The nugget to sill ratio (0.23) showed strong spatial correlation in a distant of 630 km of EI30. The negative values of the mean bias error in the fuzzy kriging and fuzzy cokriging methods indicated an underestimation of EI30 values, while its positive values in the other methods demonstrated an overestimation of EI30. The Mean Absolute Error (MAE) of the Fuzzy Cokriging method declined by 28%, 21%, 19%, 22%, 15%, and 11 percent, when compared to that of, respectively, the IDW, kriging, cokriging, spline and fuzzy IDW, fuzzy kriging, and fuzzy spline methods in the study area. The output maps for all of the interpolation methods followed similar decreasing trends in west to east direction of the watershed. The highest value of rainfall erosivity index (1450 MJ mm ha-1 h-1 y-1) was found in the west of the study area. This pattern is similar to the pattern of climatic change from humid to semiarid.
