ارزیابی برخی توابع انتقالی برای شبیه‌سازی جریان غیرماندگار آب در خاک

الموضوعات :

صنم جعفری گیلانده ¹ (دانشجو کارشناسی ارشد؛ گروه علوم خاک؛ دانشکده کشاورزی؛ دانشگاه ارومیه؛ ارومیه؛ ایران)
علی رسول‌زاده ² (استادیار گروه مهندسی آب؛ دانشگاه محقق اردبیلی؛ اردبیل؛ ایران)
حبیب خداوردیلو ³ (استادیار گروه علوم خاک؛ دانشکده کشاورزی؛ دانشگاه ارومیه؛ ارومیه؛ ایران)

تاريخ الإرسال : 22 الخميس , محرم, 1434 تاريخ التأكيد : 04 الثلاثاء , رجب, 1434 تاريخ الإصدار : 16 الأحد , ذو القعدة, 1434

الکلمات المفتاحية: ارزیابی کاربردی, توابع انتقالی خاک, جریان آب در خاک, مدل‌های شبیه‌سازی,

ملخص المقالة :

بیان کمّی ویژگی های هیدرولیکی خاک برای هر گونه برنامه ریزی در حفاظت از منابع آب و خاک ضروری است. ویژگی های هیدرولیکی خاک، ورودی هایی مهم برای مدل سازی جریان آب و انتقال املاح در خاک هستند. بدلیل زمان بر و پرهزینه بودن روش های مستقیم اندازه گیری این ویژگی ها، توابع انتقالی خاک (PTFs) به طور گسترده و موفق برای برآورد آنها استفاده شده اند. با این حال، تلاش هایی اندک در زمینه ارزیابی کاربردی دقت برآوردهای حاصل از PTFها در شبیه سازی جریان غیرماندگار آب در خاک صورت گرفته است. در این پژوهش، منحنی رطوبتی یک خاک رسی توسط برخی از PTF های محلّی و جهانی برآورد گردید. منحنی رطوبتی خاک همچنین با روش مستقیم در آزمایشگاه اندازه گیری شد. اعتبار PTF های مورد مطالعه از نظر برآورد منحنی رطوبتی خاک بررسی شد. با وارد کردن هر دو پارامترهای برآورد شده و اندازه گیری شده منحنی رطوبتی به برنامه HYDRUS-1D، جریان آب در این خاک شبیه سازی و دقت کاربردی PTF ها از نظر شبیه سازی جریان آب در خاک به طور کمّی مقایسه شد. نتایج بدست آمده نشان داد که هر دو PTF جهانی (رزتا) با میانگین مربعات خطای (RMSE) کمتر از cm3cm-3 025/0 و برخی PTF های منطقه ای (قربانی-1) با cm3cm-3 014/0RMSE <، می توانند منحنی رطوبتی خاک سطحی را به گونه ای مناسب برآورد کنند.برای برآورد منحنی رطوبتی خاک زیرسطحی مقدار RMSE برای توابع جهانی بزرگتر از cm3cm-3 107/0 و برای توابع محلّی در محدوده cm3cm-3 356/0 036/0 بود. با این حال، برای شبیه سازی جریان آب در خاک، گروه دیگری از PTF ها کارآمدتر بودند.مقادیر RMSE تابع قربانی اصلاح شده برای شبیه سازی مقدار رطوبت خاک سطحی و زیرسطحی به ترتیب 025/0 و 055/0 cm3cm-3 بود. مقدار RMSE توابع وستن (1999، 1997) نیز برای خاک سطحی بزرگتر از 149/0 و برای خاک زیرسطحی کوچکتر از 058/0 cm3cm-3بود.مقدار RMSE شبیه سازی شده با منحنی رطوبتی اندازه گیری شده در آزمایشگاه برای خاک سطحی و زیرسطحی به ترتیب 013/0 تا 040/0 cm3cm-3 بود. می توان نتیجه گیری کرد که در ارزیابی اعتبار PTF ها باید به نوع کاربردی که قرار است از PTF ها داشته باشیم، توجه شود. یک PTF می تواند برای برآورد منحنی رطوبتی خاک دقت کافی داشته باشد ولی برای برآورد گستره خاص q(h) حاکم بر فرایند بازتوزیع رطوبت در خاک، دقیق نباشد. استفاده از چنین PTF ی می تواند منجر به ایجاد خطاهای بالایی در شبیه سازی مقدار رطوبت خاک گردد.