اشتقاق و ارزیابی توابع انتقالی ضرایب معادلات نفوذ آب به خاک در مناطق مختلف

نفوذ آب به خاک نقش مهمی در چرخه‏ی آبی طبیعت دارد و از آنجا که اندازه‌گیری مستقیم این پارامتر در هر جایی امکان‌پذیر نیست، لذا این پژوهش به منظور بررسی امکان برآورد توابع انتقالی تخمین ضرایب معادلات نفوذ آب به خاک کاستیاکف، کاستیاکف-لوییس، هورتن و سازمان حفاظت خاک آمریکا با استفاده از ویژگی‌های زودیافت فیزیکی خاک و ارزیابی این توابع در خارج از منطقه اشتقاق آن‌ها انجام گرفت. بنابراین ویژگی‌های فیزیکی خاک و نفوذ تجمعی در دو منطقه متفاوت (t1 و t2) اندازه‌گیری شد. با استفاده از اندازه‌گیری‌های محل t1 و رگرسیون خطی چندگانه، توابع انتقالی شکل گرفت و با استفاده از اندازه‌گیری‌های مستقل t2 کارایی برون‌یابی این توابع بررسی شد. نفوذ تجمعی در 78 نقطه به وسیله استوانه دوگانه با سه تکرار اندازه‌گیری شد. بیشترین دقت توابع انتقالی در مرحله اشتقاق، مربوط به ضرایب معادله scs با مقدار ضریب تبیین (r2) برابر 0.66 و کمترین دقت با مقدار r2 برابر 0.04 مربوط به توان معادله هورتن بود. در مرحله اعتبارسنجی در خارج از محل اشتقاق، دقت توابع انتقالی کاهش زیادی نشان داد به طوری که بازه تغییرات r2 از 0.00 تا 0.26، بازه تغییرات ریشه میانگین مربعات خطای نرمال شده (nrmse) از 1.76 تا 80.93 و بازه تغییرات نسبت خطای میانگین هندسی (gmer) از 0.94 تا 1.73 به دست آمد. بنابراین نتایج نشان داد که استفاده از توابع انتقالی تخمین ضرایب معادلات نفوذ فقط در محل اشتقاقشان کارآمد است و امکان استفاده از این توابع در خارج از محل اشتقاق آن‌ها بدون واسنجی امکان‌پذیر نیست.

Derivation and validation of parametric pedotransfer functions of soil water infiltration in different regions

Soil water Infiltration plays an important role in the water cycle of nature. However, since the direct measurement of soil water infiltration is laborious, timeconsuming and expensive. Therefore, in this study was conducted to investigate the possibility of estimating the coefficients of water infiltration equations such as Kastiakov, KastiakovLewis, Horton and USA Soil Conservation Service (SCS) using readily available soil properties and to evaluate the validity of these functions outside of their derivation regions. Therefore, soil physical properties and cumulative infiltration were measured in two different regions (T1 and T2). Parametric functions were derived using T1 location measurements and validation was performed using independent T2 measurements. Cumulative infiltration was measured using double rings with three replications at 78 points. Parametric functions were created using multiple linear regression. The highest accuracy of parametric functions in the derivation stage was related to SCS equations with the coefficient of explanation (R2) equal to 0.66 and the lowest accuracy with the value of R2 equal to 0.04 was related to the power of Horton equation. In the validation stage, the accuracy of the functions showed a large decrease. R2 changes range from 0.00 to 0.26, normalized root mean square error (nRMSE) range from 1.76 to 80.93 and geometric mean error ratio (GMER) range from 0.94 to 1.73 Was obtained. Therefore, in this study, the use of parametric functions to estimate the coefficients of infiltration equations outside of their derivation regions was not efficient.