ارزیابی حساسیت مدل های نفوذ نسبت به تغییرپذیری رطوبت خاک

نوع مقاله : مقالات پژوهشی

نویسندگان

چکیده

چکیده
نفوذ از جمله پدیده های مهمی است که متأثر از پارامتر های فیزیکی و هیدرولیکی خاک می باشد. به واسطه هزینه زیاد و زمان بر بودن اندازه-گیری نفوذ، تخمین نفوذ با استفاده از مدل های نفوذ منطقی به نظر می رسد. همچنین با توجه به تغییرپذیری رطوبت خاک در اثر عوامل مختلف، تعیین مدلی مناسب جهت تخمین صحیح نفوذ حائز اهمیت می باشد. لذا تحقیق حاضر با هدف تعیین حساسیت مدل های نفوذ کوستیاکوف، فیلیپ، هورتون، سازمان حفاظت خاک آمریکا و گرین-آمپت اصلاح شده نسبت به سطوح مختلف رطوبتی انجام شد. این مطالعه در منطقه ای واقع در بخش مورموری استان ایلام و با لحاظ شرایط همگنی خاک و شیب انجام شد. در این تحقیق با ایجاد چهار سطح رطوبتی شاهد، 5، 10 و 15 لیتر در کرت-هایی به ابعاد یک متر مربع، اندازه گیری نفوذ با استفاده از روش استوانه های مضاعف صورت گرفت. در ادامه با استفاده از معیار های سنجش خطا شامل درصد خطای نسبی (RE)، ریشه میانگین مربعات خطا (RMSE)، ضریب کارایی (EF) و ضریب تبیین (R2) مدل برتر انتخاب گردید. نتایج نشان داد که در مجموع مدل کوستیاکوف در سطوح مختلف رطوبت خاک، تخمین بهتری را از میزان نفوذ در مقایسه با سایر مدل ها از خود نشان داده است. ولی مدل های فیلیپ، سازمان حفاظت خاک آمریکا و مدل هورتون با افزایش مقدار رطوبت خاک، مقدار نفوذ را با دقّت بالاتری برآورد می نماید. در مجموع مدل سازمان حفاظت خاک آمریکا نسبت به سایر مدل ها کمترین حساسیت را به تغییر سطوع رطوبتی داشته است. بنابراین مدل های کوستیاکوف و فیلیپ به عنوان مدل های مناسب برای تخمین نفوذپذیری خاک توصیه می شوند.

واژه های کلیدی: نفوذ، مدل های نفوذ، استوانه های مضاعف، منطقه مورموری

عنوان مقاله [English]

Assessing the Sensitivity of Infiltration Models to Variability of Soil Moisture

نویسندگان [English]

  • A. Sepahvand
  • M. Taie Semiromi
  • S.K. Mirnia
  • H.R. Moradi
چکیده [English]

Abstract
Infiltration is one of the most important phenomena which is affected by the soil physical and hydraulic characteristics. Measurement of infiltration needs the high cost and is time consuming, therefore estimation of infiltration is necessary. Also, due to variability of soil moisture, it is important to determine the appropriate model for the estimating the infiltration rate. The present study was carried out for determining the sensitivity of infiltration models including Kostiakov, Philip, Horton, Soil Conservation Service (SCS) and modified Green – Ampt models at different levels of the soil moisture. To consider the homogeneity of soil and slope, this research carried out in Mour Mouri region, of Ilam province. In this study the infiltration rate was measured by using Double Ring Infiltrometer in the prepared plats (1 m2) at four levels of soil moisture, including control (0), 5, 10 and 15 liters. Afterward the best model was selected by some criteria of error assessment, such as percentage of relative error (RE), root mean square error (RMSE), modeling efficiency coefficient (EF) and coefficient of determination (R2). The results showed that generally, the Kostiakov model can estimate the infiltration rate better than other infiltration models with increasing the soil moisture, the precision of Horton model increased.

Keywords: Infiltration, Models infiltration, Double Ring Infiltrometer, Mour Mouri region