بررسی مدل‌های نفوذ در پوشش خاک‌ اراضی مرتعی، مطاله موردی: حوضه گنبد ‏در استان همدان

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشیار، پژوهشکده حفاظت خاک و آبخیزداری

2 مربی، مرکز تحقیقات کشاورزی و منابع طبیعی همدان

چکیده

نفوذ یکی از مؤلفه‌­های اصلی چرخه هیدرولوژی و مورد نیاز در مدیریت و بهره‌­برداری منابع آب است. این پدیده در طبیعت به عوامل متعددی وابسته و اندازه‌­گیری آن مشکل است. بنابراین، مدل­‌های مختلفی برای شبیه­‌سازی آن ارائه شده است. ارزیابی مدل­‌های نفوذ با داده­‌های مشاهده­‌ای حلقه مضاعف نشان می­‌دهد که هر کدام از این مدل­‌ها در شرایطی بر بقیه برتری داشته­‌اند. براین اساس، در پژوهش حاضر مدل‌­های فیلیپ، هورتن، گرین-آمپ، SCS، کاستیاکف و لوئیس-کاستیاکف به همراه پارامترهای آن‌­ها، مورد ارزیابی قرار گرفت. بدین منظور، حوضه گنبد در استان همدان انتخاب و به چهار واحد هیدرولوژیکی همگن تقسیم شد. سپس، میزان نفوذ در فصل خشک برای ارزیابی این مدل­‌ها، در هر واحد با حلقه مضاعف اندازه­‌گیری شد. نتایج پژوهش نشان داد مدل فیلیپ نفوذ را با دقت بیشتری برآورد نموده و در مرتبه بعد مدل کاستیاکف قرار دارد. برای روابط مدل فیلیپ ضریب همبستگی بین 0.975 تا یک، خطای میانگین بین 0.017- تا 0.017+ و میانگین جذر مربعات خطا حداکثر 0.22 به‌دست آمده است. برای مدل کاستیاکف ضریب همبستگی بین  0.956 تا 0.998، خطای میانگین بین 9.3- تا 0.003+ و میانگین جذر مربعات خطا حداکثر 14.25 است. علاوه بر این، رابطه همبستگی بین پارامترهای این مدل‌­ها با دو شاخص بافت خاک شامل درصدهای رس و شن مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان داد به استثناء مدل SCS کلیه پارامترهای سایر مدل­‌ها در سطح معنی‌­دار پنج درصد به این دو شاخص وابسته بوده و نیز حداقل یک پارامتر هر مدل­ دارای همبستگی بالا و معنی‌­دار است. مقدار ضریب همبستگی به‌ترتیب برای پارامتر تابع هدایت هیدرولیکی خاک (A) در مدل فیلیپ 0.99، برای پارامتر ثابت مدل گرین-آمپ B) 0.95)، برای تابع کاهنده نفوذ در مدل هورتن k) 0.99)، برای ضریب تابع نمایی مدل کاستیاکف b) 0.999) و برای ضریب تابع نمایی مدل لوئیس-کاستیاکف (b) در 0.96 به‌دست آمد. رابطه همبستگی سایر پارامترها با درصد رس و شن کمتر از 0.5 به‌­دست آمده و در سطح پایینی معنی­‌دار می­‌باشند.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

An investigation and evaluation of infiltration models in rangeland soil ‎cover, Case study: Gonbad basin in Hamedan Province

نویسندگان [English]

  • Jahangir Porhemmat 1
  • Hadi Nazaripooya 2
1 Associate Professor, Soil Conservation and Watershed Management Research Institute, Iran
2 Scientific board, Agricultural and Natural Resources Research Center, Hmedan, Iran
چکیده [English]

Infiltration is one the most important components of hydrologic cycle for utilization and managements of water resources. This phenomenon is affected by several factors and its measurement is difficult. Therefore, several models have been introduced for the simulation of infiltration. Previous studies in evaluation of infiltration models show that each model can be preferred over others in a specific condition. Considering this fact, six infiltration models including Philip, Horton, Green-Ampt, SCS, Kostiakov and Luise-Kostiakov and thier parameters were evaluated. Gonbad catchment in Hamedan province was selected and it was divided into four homogenous hydrologic units. Then infiltration was measured during the dry season by double ring. The results showed that Philip model was the most accurate for estimating of the infiltration and Kostiakov model is also the second one.  Regression coefficients of Philip model were betwean 0.975 to one, mean error -0.017 to +0.017 and the maximum root mean square error was 0.22.  Regression coefficients of Kostiakov model were between 0.956 to 0.998, mean error -9.3 to +0.003 and the maximum root mean square error was 14.25. In addition, the correlation relations between parameters of these models and two soil texture indices were carried out. The findings show that except for SCS model, the other parameters correlate with these two indices in a 5% level and at least one parameter of each model has high correlation with them. Regression coefficient for A in Philip model, B in Green-Ampt, k in Horton, b in Kostiakov and b in Luise-Kostiakov were 0.99, 0.95, 0.99, 0.999 and 0.96 respectively. Results show a lower correlation between the other parameters and the percentage of clay and sand. Based on these results, it is suggested that the regression relations of  models’ parameters for different conditions of soil texture and antecedent moisture in a variety of basins should be evaluated and determined.

کلیدواژه‌ها [English]

  • hydrologic homogen unit
  • infiltration simulation
  • model parameters
  • Soil Moisture
  • soil texture