ارزيابي برخي معادلات نفوذ آب در خاك در كاربري هاي مختلف در حوزه آبخيز كجور

Evaluation of Some Infiltration Models for Different Land Uses in Kojour Watershed

مطالعه نفوذ به عنوان يكي از اجزاي چرخه آب به منظور مديريت و برنامه ريزي پروژه هاي آبي ضروري مي باشد. از آن جا كه اندازه گيري نفوذ در عرصه هزينه بر و مستلزم صرف زمان زياد است، لذا از مدل هاي مختلف براي برآورد مقدار نفوذ استفاده مي شود كه هر مدل در شرايط خاص، برازش مناسبي را با داده هاي تجربي از خود نشان مي دهد. انتخاب مدل مناسب در مديريت منابع آب حاير اهميت مي باشد. از اين رو، در اين تحقيق، ابتدا با استفاده از استوانه مضاعف در چهار كاربري جنگل، باغ، كشاورزي و اراضي ساحلي، اقدام به اندازه گيري نفوذ شد و در مرحله بعد، مدل هاي نفوذ سازمان حفاظت خاك آمريكا SCS، فيليپ، كوستياكف، گرين و آمپ و هورتون با استفاده از شاخص هاي ضريب تبيين (R2)، معيار كفايت ناش-ساتكليف (NSSS)، جذر ميانگين مربعات خطا (RMSE)، و ميانگين خطا (ME) مورد ارزيابي قرار گرفتند. نتايج نشان داد كه مدل كوستياكوف در هر چهار كاربري با بالاتر بودن R2، معيار كفايت ناش-ساتكليف و RMSE كمتر، بهترين برازش را با داده هاي تجربي داشته است. ضمن آن كه مقادير ME بيانگر اين بوده كه مدل كوستياكوف در كاربري باغ، مقادير را بيشتر از مقدار واقعي ارزيابي كرده است و در ساير كاربري ها، مدل كم برآوردگر بوده است. در حالي كه مدل نفوذ سازمان حفاظت خاك آمريكا SCS در تمام كاربري ها داراي كم برآوردي بوده و از اين حيث عملكرد پايدارتري نسبت به ساير مدل ها از خود نشان داده است. در مجموع، مدل كوستياكوف در تمام كاربري ها در رتبه نخست قرار گرفت و پس از آن مدل هاي سازمان حفاظت خاك آمريكا SCS، فيليپ، گرين و آمپ و هورتون در رده هاي بعدي قرار گرفتند.

Infiltration study as a component of hydrological cycle is necessary for water projects management and planning. Because infiltration rate measurement is very time-consuming and costly in field, therefore various models are used for the infiltration rate estimation; however each model, in certain circumstances may show the best fitness for experimental data. Choice of suitable model is important in water resources management, thus in this research, first, infiltration rate measured in four land uses including forest, garden, agriculture and seacoast using double ring infilterometer, and then infiltration models of American soil conservation service (SCS), Philip, Kostiakov, Green-Ampt and Horton used and thus evaluated by coefficient of determination (R2), Nash-Sutcliffe sufficiency score (NSSS), root mean squared error (RMSE) and mean error (ME). The results showed that Kostiakov model had the best fitness to experimental data with maximum of R2 and NSSS and minimum of RMSE in all land uses. Also, ME values showed that Kostiakov model in garden land use, overestimated the infiltration rate, but in other land uses, model had underestimates. Besides, SCS model in all land uses estimated the infiltration rate less than real values and thus showed stable function than the other models. Totally, Kostiakov model, for all land uses, was placed at the first rank and SCS, Philip, Green-Ampt and Horton were placed in next ranks, respectively.