ارزیابی مدل‏های نفوذ آب در خاک‏های با بافت مختلف تحت مقادیر متفاوت محتوای رطوبت اولیه

مدل‏های نفوذ آب کارکرد زیادی در پیش‏بینی رواناب در زمین‏های شیب‏دار دارند. دقت مدل‏ها در کنار نوع خاک به شرایط رطوبت اولیه وابسته است. پژوهش حاضر در سه نوع بافت خاک (لوم، لوم‏ شنی و لوم ‏رس‏شنی) با چهار سطح رطوبت اولیه هر یک در سه تکرار در دامنه‏ای با شیب 7 درصد در قالب طرح کاملاً تصادفی اجرا شد. در مجموع، 36 کرت آزمایشی شامل 12 کرت برای هر خاک به ابعاد 80 سانتی‏متر× 60 سانتی‏متر در دامنه احداث شد. ابتدا خاک داخل کرت‏ها با آب آبیاری اشباع شده و در فواصل زمانی یک، چهار، هفت و 10 روز پس از اشباع‏سازی، رطوبت جرمی خاک‏ها تعیین شد. سرعت نفوذ آب به خاک به روش استوانۀ مضاعف در هر کرت اندازه‏گیری شد. مدل‏های کوستیاکوف، کوستیاکوف- لوئیس، هورتون، حفاظت خاک آمریکا، گرین آمپت و فیلیپ بر داده‏های نفوذ برازش و دقت آنها با برخی شاخص‏های آماری ارزیابی شد. نتایج نشان داد سرعت نفوذ آب در خاک‏ها با تغییر مقدار رطوبت اولیه به‌شدت تغییر می‏یابد. این تغییرات در خاک لوم ‏شنی و در مراحل اولیۀ نفوذ بارزتر بود. تغییرات زیادی از نظر سرعت نفوذ نهایی در خاک‏ها تحت تأثیر رطوبت اولیه رخ نداد و کمترین مقدار در خاک لوم‏ رس‏شنی (90/1 میلی‏متر بر ساعت) و بیشترین مقدار در خاک لوم (75/3 میلی‏متر بر ساعت) مشاهده شد. هورتون مناسب‏ترین مدل توصیف‏کنندۀ تغییرات زمانی نفوذ آب به خاک در سطوح مختلف رطوبتی بود، به طوری که بیشترین ضریب تبیین (99/0=R2) و کمترین مقدار ریشۀ میانگین مربعات خطا (RMSE= 0.23 mm.h-1) و شاخص آکاییک (27/0= AIC) را نشان داد. مدل گرین- آمپت به شرایط متفاوت رطوبتی خاک حساس بود و ضعیف‏ترین برازش را بر داده‏های نفوذ نشان داد. از این رو، می‏توان از مدل هورتون برای بررسی تغییرات نفوذ آب به خاک تحت شرایط مختلف رطوبتی استفاده کرد.