ارزيابي عملكرد مدل هاي مختلف نفوذ تجمعي در كاربري ها وبافت هاي مختلف خاك با استفاده از شبيه ساز باران

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

نفوذپذيري از جمله مهمترين متغيرهاي فيزيكي خاك ها و داده اي بنيادين در كليه مدل هاي بارش و رواناب به منظور تعيين تلفات آب در سطح حوزه هاي آبخيز مي باشد. اما اندازه گيري آن بسيار وقت گير و پرهزينه بوده به همين دليل برآورد مقادير نفوذپذيري خاك ها توسط مدل هاي مختلف همواره از دغدغه هاي پژوهشگران بوده است. در اين پژوهش به منظور تعيين بهترين معادله نفوذ در سطح حوضه آبخيز امامه، با استفاده از دستگاه شبيه ساز بارش مقادير نفوذپذيري ناشي از شبيه سازي يك رخداد بارش به مدت 90 دقيقه اندازه گيري و به روش بهينه سازي مربعات خطا، پارامترهاي پنج مدل نفوذپذيري كوستياكوف، گرين امپت، هورتون، سرويس حفاظت منابع طبيعي امريكا (NRCS ) و فيليپ در چهار كاربري اراضي شامل باغي، كشاورزي، مرتع و آيش و سه كلاس بافت شني رسي لومي، لومي، شني لومي محاسبه شد. سپس مقادير نفوذ تجمعي برآوردي مدل هاي مختلف با استفاده از 8 آماره مختلف مورد مقايسه قرار گرفت. بررسي نتايج نشان داد كه مدل هاي كوستياكوف و NRCS بهترين عملكرد را در برآورد دقيق تر مقادير نفوذ تجمعي در كل حوضه آبخيز داشت و داراي روند پايدارتري در برآورد نفوذ تجمعي در كاربري هاي مختلف بود. مدل هورتون در رتبه بعدي در كل حوضه قرار گرفت. به طور كلي مدل هاي تجربي (كوستياكوف، هورتون و سرويس حفاظت خاك امريكا (NRCS)) در اين حوضه عملكرد واقع بينانه تري در برآورد مقادير نفوذ تجمعي نسبت به مدل هاي با پايه فيزيكي (مدل هاي گرين امپت و فيليپ) از خود نشان دادند.

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).