بررسي تغييرات نفوذپذيري و ارزيابي مدل‌هاي آن در تيپ‌هاي گياهي مختلف (مطالعه موردي: حوزه آبخيز الشتر، لرستان)

Infiltration change assessment in different vegetation types (Case study: Aleshtar watershed, Lorestan provience)

نفوذ آب به خاك مهم­ترين منبع تامين­ كننده آب براي حيات گياهان مي­باشد و نقش اساسي در كنترل آب­ هاي سطحي و زيرزميني دارد. هدف اين تحقيق بررسي تغييرات نفوذپذيري در تيپ ­هاي گياهي Annual Grass-Astragalus rhodoseminus، Astragalus ecbatanus-Euphorbia denticulata، Quercus brantii و Annual Grass مختلف و مدل­ سازي نفوذپذيري آن­ها مي­ باشد. در اين تحقيق از استوانه­ هاي مضاعف براي اندازه ­گيري نفوذ استفاده گرديد. در هر تيپ گياهي سه نمونه برداشت گرديد و شاخص­ هاي نفوذپذيري و برخي ويژگي­ هاي خاك مورد اندازه‌گيري قرار گرفت. از آزمون ANOVA براي بررسي تغييرات و از رابطه همبستگي پيرسون براي بررسي روابط نفوذ با پارامترهاي خاكي استفاده شد. همچنين عملكرد مدل­ هاي گرين-آمپت اصلاح شده، فيليپ، كوستياكوف، حفاظت خاك آمريكا و هورتون در برآورد نفوذپذيري مورد ارزيابي قرار گرفت و از معيارهاي سنجش خطاي ضريب ناش-سايتكليف، ريشه ميانگين مربعات خطا، ضريب كارايي و غيره براي انتخاب بهترين مدل استفاده شد. نتايج نشان داد كه از فاكتورهاي خاكي مورد بررسي، تنها سيلت تفاوت معني ­دار در تيپ ­هاي مختلف نشان داد و اگر چه ميزان نفوذپذيري تفاوت معني­ داري نشان نداد ولي مقدار متوسط نفوذ در تيپ Astragalus ecbatanus-Euphorbia denticulata برابر با cm/h 14/4، بيشترين و در تيپ Annual Grass-Astragalus rhodoseminus برابر با cm/h 6/25، كمترين مقدار بود كه تفاوت 2/3 برابري را نشان مي­ دهد. همچنين نتايج همبستگي نشان داد كه نفوذ بيشترين رابطه را با تخلخل دارد. نتايج مقايسه مدل ­ها نشان داد كه مدل گرين-آمپت اصلاح شده در تيپ ­هاي Annual Grass-Astragalus rhodoseminus، Astragalus ecbatanus-Euphorbia denticulata، Quercus brantii و Annual Grass به ­ترتيب با ضريب كارايي 92/7، 94/5، 97/6 و 88/6گياهي استفاده كرد. نتايج حاكي از تغييرپذيري نفوذ در تيپ­ هاي گياهي مختلف مراتع مي­ باشد كه مي ­بايست در مديريت بهتر اين عرصه­ ها براي تغذيه سفره­ هاي آب زيرزميني مدنظر قرار گيرد.

Infiltration of water into the soil is a pant water supply key process. It has also an essential role in controlling surface runoff and groundwater. The objective of this study is to investigate and model the infiltration rate in different vegetation types (Annual Grass- Astragalus rhodoseminus, Astragalus ecbatanus- Euphorbia denticulata, Quercus brantii, Annual Grass). Infiltration rate was measured by double ring infiltrometer (DRI). Three samples were taken from each vegetation type, and infiltration indices and some soil characteristics were measured. One-way ANOVA was used to test the changes in infiltration indices and soil characteristics of different vegetation types and the Pearson correlation coefficient was used to test the relationships between infiltration rates and soil parameters. The performance of Kostiakov, Philip, Horton, Soil Conservation Service (SCS) and modified Green–Ampt models were evaluated by statistical criteria such as Nash-Sutcliffe (NS), efficiency coefficient (EF), root-mean-square error (RMSE), etc. The results showed that silty soil is not similar in different vegetation types. Although the infiltration did not show a significant difference in the vegetation types, the average infiltration rate in the Astragalus ecbatanus- Euphorbia denticulata type was equal to 14.4 cm/h, as the highest and the lowest value was observed in the Annual Grass-Astragalus rhodoseminus type with 6.25 cm/h, so that the former is 2.3 times larger than latter. Correlation results showed that infiltration has the highest relationship with porosity. The modeling result suggests that the modified Green–Ampt has a very high performance for estimating the infiltration rate in Annual Grass- Astragalus rhodoseminus, Astragalus ecbatanus- Euphorbia denticulata, Quercus brantii, annual Grass types with EF of 0.976, 0.945, 0.886, and 0.927, respectively. The results indicate that the infiltration varies in the different vegetation types that should be considered in the management of ground water rechage.