تأثير كاربري اراضي بر كارآيي برخي از مدل‌هاي نفوذ آب به خاك

سابقه و هدف: نفوذ آب به خاك يكي از ويژگي‌هاي كليدي در طراحي سامانه‌هاي آبياري، پژوهش‌هاي هيدرولوژي، مديريت منابع آب و حفاظت خاك، طراحي و اجراي پروژه‌هاي زهكشي و كنترل فرسايش در حوضه‌هاي آبخيز است. همچنين، سنجش دقيق مقادير نفوذ آب به خاك با توجه به زمان براي برآورد آب ذخيره شده در ناحيه ريشه گياه، اهميت زيادي در طراحي و برنامه‌ريزي‌هاي آبياري دارد. به همين خاطر پژوهشگران همواره دنبال ارائه‌ي مدلي مناسب براي بيان كمي نفوذ آب به خاك بودند. به دليل اهميت نفوذ آب به خاك، مدل‌هاي فيزيكي و تجربي گوناكوني به منظور برآورد اين فرآيند در دهه‌هاي گذشته ارائه گرديده است. در پژوهش حاضر، عملكرد مدل‌هاي نفوذ گرينآمپت، فيليپ، هورتون، SCS، كوستياكوف و كوستياكوفلوييز در برآورد نفوذ تجمعي و نيز وابستگي عملكرد آن‌ها به كاربرهاي اراضي (زراعي، باغ و مرتع) در مشگين شهر استان اردبيل مورد ارزيابي قرار گرفت. مواد و روش‌ها: براي اين منظور، داده‌هاي حاصل از آزمايش‌هاي نفوذپذيري به روش استوانه مضاعف در 82 نقطه واقع در مناطق متفاوت شهرستان مشگين استان اردبيل انجام شد. خاك‌هاي مورد مطالعه در رده‌هاي اريدي سول، اينسپتي سول، انتي سول و مالي سول قرار داشته و نوع كاربري اراضي نيز شامل زراعي، باغ و مرتع بود. بدين‌ترتيب، تعداد نفوذ اندازه‌گيري شده در كاربري‌هاي زراعي، باغي و مرتعي به ترتيب برابر 37، 25 و 20 نوع خاك بود. پارامترهاي مدل‌هاي ياد شده به روش حداقل مجموع مربعات خطا تعيين گرديد. به منظور بررسي دقت و صحت عملكرد مدل‌هاي مورد بررسي در برآورد نفوذ تجمعي، از آماره‌هاي ريشه ميانگين مربعات خطا(RMSE)، انحراف معيار آماره‌ي RMSE (ُSDRMSE) و ضريب تبيين (R2) استفاده شد. نتايج و بحث: نتايج نشان داد كه در مقايسه با ساير مدل‌ها، برآوردهاي نفوذ تجمعي توسط مدل كوستياكوفلوييز از روند پايدارتري برخوردار بود و در هر سه كاربري مورد بررسي حايز رتبه‌ي نخست ارزيابي گرديد (R2=0/997، RMSE=0/206 و SDRMSE=0/201). با توجه به نتايج به دست آمده از ارزيابي كلي برآورد نفوذ تجمعي توسط مدل‌هاي نفوذ مورد بررسي در اين پژوهش، مدل‌هاي كوستياكوفلوييز و هورتون به ترتيب در رتبه‌هاي اول و دوم، مدل‌هاي گرينآمپت و سرويس حفاظت خاك آمريكا هر دو رتبه‌ سوم و مدل‌هاي كوستياكوف و فيليپ به ترتيب در رتبه‌هاي چهارم و پنجم ارزيابي قرار گرفتند. بنابراين، مي‌توان گفت از بين مدل‌هاي نفوذ مورد بررسي، مدل كوستياكوفلوييز بهترين مدل براي بيان كمي فرآيند نفوذ آب به خاك است. يكي از دلايل برتري مدل كوستياكوفلوييز بيشتر بودن تعداد پارامترهاي آن نسبت به مدل‌هاي SCS، كوستياكوف، فيليپ و گرينآمپت به علت تعيين پارمترهاي مدل‌هاي ياد شده به روش برازش مي‌باشد. اين ويژگي باعث انعطاف‌پذيري بيشتر اين مدل نسبت به ساير مدل مي‌گردد.