نشریه علمی - پژوهشی مرتع و آبخیزداری

چکیده در بسیاری از مناطق نیمه‌خشک ایران فرسایش خاک به‌عنوان یک معضل محیط‌زیستی بر حاصل‌خیزی خاک، کیفیت آب و زیست‌بوم‌های آبی اثر می‌گذارد. نرخ خاک برداشت شده براساس نوع فرسایش و فرآیندهای تخریب زمین متفاوت است. فرسایش شیاری معمولاً در مواقع بارش شدید بر روی دامنه‌های شیب‌دار ایجاد می‌شود و شرایط انتقال رسوب در آن نامتعادل است. در این تحقیق با استفاده از مدل نروفازی اقدام به شبیه‌سازی غلظت رسوب حاصل از فرسایش شیاری شده است. یک‌سری از روابط تجربی و پارامترهایی که برای شبیه‌سازی هیدرودینامیک شیار، جدا شدن خاک و ظرفیت حمل و انتقال رسوب که بر فرسایش حاصل از شیار مؤثرند به عنوان ورودی مدل در نظر گرفته شدند. فرآیند توسعه و ارزیابی مدل با استفاده از مجموعه داده‌های مشاهده‌ای در 27 شیار آزمایشی با دبی 12 لیتر بر دقیقه مقایسه شد. در این پژوهش برای تعیین ترکیب بهینه ورودی‌ها  از روش گام به گام از میان 10 پارامتر ورودی مؤثر در برآورد غلظت رسوب شامل ویژگی‌های خاک، توپوگرافی و پوشش گیاهی استفاده شد. براساس نتایج روش گام به گام، چهار پارامتر درصد شیب، درصد پوشش گیاهی، درصد رس و تنش برشی جریان برای مدل‌سازی انتخاب شدند. ارزیابی مدل نشان داد که مدل نروفازی با  ضریب تبیین، جذر میانگین مربعات خطا و میانگین خطای اریب، به ترتیب، 697/0، 5/30 و 0/1 قادر به پیش‌بینی قابل قبول غلظت رسوب حاصل از فرسایش شیاری بود. 

چکیده شبیه‌‏سازی روابط بارش- رواناب کانون اصلی توجه تحقیقات هیدرولوژی در دهه‌‏های گذشته بوده و مدل‏‏های زیادی برای این منظور پیشنهاد شده است. انتخاب مدل به هدف از مدل‌سازی و اطلاعات در دسترس بستگی دارد. در این مطالعه، عملکرد نسبی دو مدل یکپارچه و مفهومی تانک^[1] و SIMHYD  مقایسه شد. در هر دو مدل ذکرشده محدودة تغییرات پارامترها زیاد است؛ در نتیجه، استفاده از روش سعی و خطا برای بهینه‌سازی پارامترها مشکل و وقت‌گیر است. بنابراین، واسنجی این دو مدل به صورت خودکار و با استفاده از الگوریتم‏ ژنتیک^[2] در حوزة آبخیز چهل‌چای، از زیرحوزه‌های حوزة آبخیز گرگان‌رود، انجام گرفت. برای واسنجی و اعتبارسنجی خودکار به‌ترتیب از داده‏های روزانة دبی در دورة زمانی 1992ـ 1996و دورة زمانی 2002‌ـ 2005 استفاده شد. نتایج این مطالعه با استفاده از شاخص‏های آماری ضریب ناش- ساتکلیف و RMSE^[3] تجزیه و تحلیل شد. این ضرایب برای دورة واسنجی مدل تانک به‌ترتیب 599_/0 و 821_/0 و برای دورة اعتبارسنجی به‌ترتیب 566_/0و 522_/0است. همچنین، این ضرایب برای دورة واسنجی مدل SIMHYD به‌ترتیب 602_/0و 819_/0 و برای دورة اعتبارسنجی آن به‌ترتیب 617_/0 و 490_/0 محاسبه شد. نتایج آماری و گرافیکی دو مدل نشان می‌دهد که کارایی مدل SIMHYD از مدل تانک بهتر است.



[1]. Tank


[2]. Genetic Algorithm


[3] .Root Mean Square Error