مقايسه مدل‌هاي تجربي برآورد تغذيه‌ي پتانسيل آب‌هاي زيرزميني در منطقه‌اي نيمه‌خشك با به‌كارگيري داده‌هاي لايسيمتري

Comparison of Empirical Models for Estimation of Groundwater Potential Recharge in a Semi-Arid Region Utilizing Lysimeter Data

درپژوهش حاضر، كارآيي شش مدل تجربي با نام هاي فراتر از آستانه ساده، فراتر از نسبت ثابت، ذخيره با تابع درجه دوم، ذخيره با تابع نمايي، ذخيره با تابع درجه سوم و ذخيره با تابع تواني به منظور برآورد تغذيه ي پتانسيل آب هاي زيرزميني در منطقه اي نيمه خشك، مورد مقايسه و ارزيابي قرار گرفت. ابتدا، برآورد تبخير از روش ضريب دوگانه گياهي FAO درطي رخداد تغذيه پتانسيل ارزيابي شد. سپس مدل هاي تجربي با استفاده از داده هاي رطوبت خاك و تغذيه پتانسيل، واسنجي شدند. به منظور اعتبارسنجي مدل هاي تجربي، رطوبت خاك و تغذيه پتانسيل به طور هم زمان براي واقعه اي مستقل برآورد شدند. مطابق با نتايج، 5 مدل از شش مدل مورد بررسي (به استثناي مدل فراتر از آستانه ساده) قادر به برآورد تغذيه ي پتانسيل با دقت مناسب و با بيشترين مقدار quot جذر ميانگين مربعات خطا نرمال شده quot (NRMSE) برابر با 4/24 درصد مي باشند. براساس نتايج اعتبارسنجي، تغذيه پتانسيل توسط مدل هاي نمايي، درجه سه و تواني به طور مناسب تري نسبت به مدل هاي خطي برآورد گرديد. هم چنين، رطوبت خاك با به كارگيري تمامي مدل هاي تجربي با دقت مناسبي در دوره تغذيه برآورد شد. درنهايت، مدل نمايي كه داراي كمترين مقدار NRMSE در برآورد رطوبت خاك و هم چنين برآورد مناسبي از تغذيه بوده، به عنوان مناسب ترين مدل برآورد تغذيه ي پتانسيل درمنطقه مورد مطالعه معرفي گرديد.

In the present research, the performances of six empirical models, i.e., simple threshold exceedance, fixed proportion exceedance, quadratic function of storage, power function of storage, cubic function of storage, and exponential function of storage were investigated for estimation of groundwater potential recharge in a semiarid region. First, the FAO Dual Crop procedure was used to calibrate evaporation from bare soil during the occurrence of potential recharge period. Then, the empirical models were calibrated utilizing soil moisture and potential recharge data. For validation of empirical models, soil moisture and potential recharge were simultaneously estimated for an independent event. Results indicated that 5 of the six models (except for the simple threshold exceedance model) were able to estimate potential recharge with a reasonable accuracy, showing the maximum computed value of NRMSE (Normalized Root Mean Square Errors) of 24.4 percent. According to validation results, exponential, cubic, and power function models provided better estimation of potential recharge in comparison with the linear models. Also, all of the applied empirical models were able to simulate soil moisture during the recharge period with an acceptable accuracy. Finally, the exponential model with minimum NRMSE value for soil water simulation and also acceptable performance of potential recharge estimation was recommended for estimation of potential recharge in the study area.