چکیده یکی از مسائل مهم در حوزه های آبخیز، تخمین میزان فرسایش در آنها می باشد. مدل های شبیه سازی کامپیوتری عمدتاً به طور فزاینده ای در برآورد مقدار هدر رفت خاک و انتقال رسوب موثر اند. هدف اساسی این پژوهش بررسی مدل rhem (rangeland hydrology and erosion model) در برآورد فرسایش خاک در ایستگاه تحقیقاتی سنگانه به وسعت 50 هکتار، در استان خراسان رضوی بود که از طریق نصب پلات های اندازه گیری فرسایش خاک و ثبت داده های بارندگی مورد ارزیابی قرار گرفت. از آنجایی که مدل به صورت تک رخدادی است تعداد 8 رخداد بارش در سالهای مختلف انتخاب شد و مدل اجرا شد و مقادیر برآوردی و مشاهده شده رواناب و رسوب با همدیگر مقایسه شدند. در مرحله بعد اقدام به آنالیز حساسیت مدل شد. نتایج حاصل آنالیز حساسیت نشان داد که در شیب های زیر 60 درصد، تاج پوشش به عنوان حساس ترین عامل شناخته شد و بارندگی عامل دوم و تندی شیب عامل سوم از نظر حساسیت شناخته شد. اما در شیب های بیش از 60 درصد نتایج متفاوت بود و عامل طول شیب به عنوان حساس ترین عامل و تندی شیب عامل دوم ار نظر حساسیت شناخته شد. نتایج حاصل آنالیز حساسیت برای رواناب نشان داد که پوشش گیاهی حساس ترین عامل و تندی شیب عامل دوم از نظر حساسیت برای کلیه شیب ها شناخته شد. سپس واسنجی روی پارامترهای حساس انجام گردید و مدل با پارامترهای واسنجی شده اجرا شد. در مرحله واسنجی مقادیر کارایی (ens) و ضریب تعیین (r2) مدل برای رسوب به ترتیب 92/0 و 95/0 و برای رواناب 60/0 و 70/ محاسبه شد. مقادیر (ens) و (r2) مدل در مرحله اعتبارسنجی برای رسوب در سطح اطمینان 99 درصد به ترتیب 70/0 و 84/0 و برای رواناب 11/0 و 65/0 به دست آمد. نتایج (ens) و (r2)، نشان داد که نتایج مدل برای رسوب قابل قبول بوده و می تواند با سطح اطمینان 99 درصد در برآورد هدر رفت خاک در حوزه آبخیز سنگانه استفاده شود. سپس جهت تعمیم مدل به سطح حوزه آبخیز از داده های رسوب پلات ها در دامنه ها و رسوب خروجی زیرحوزه ها در حوضچه ها استفاده شد و نسبت حمل رسوب (sdr) زیرحوزه ها محاسبه گردید، بعد از آن مقادیر sdr در مقادیر فرسایش محاسبه شده مدل ضرب شد و نتایج حاصل از آن با رسوب حمل شد در زیرحوزه ها مقایسه شد، همبستگی بالای بین مقدار واقعی رسوب حمل شده و برآورد شد توسط مدل (80 درصد) با سطح اطمینان 99 درصد و خطای میانگین نسبی قابل قبول (22 درصد) نشان دهنده این بود که مدل rhem می تواند با دقت مناسبی مقدار فرسایش و رسوب را در حد دامنه ها و زیرحوزه های کوچک برآورد کند. کلمات کلیدی: فرسایش دامنه، رواناب، rhem، آنالیز حساسیت، واسنجی، اعتبار سنجی، sdr

براورد رواناب در حوضه های آبخیز، اهمیت زیادی در مدیریت منابع آب دارد. هدف پژوهش حاضر، توسعه مدل بارش – رواناب و تعیین موثرترین پارامترهای تولید رواناب با استفاده از روش های رگرسیون چند متغیره و شبکه عصبی مصنوعی در پلات های آزمایشی پایگاه تحقیقاتی حفاظت خاک سنگانه در استان خراسان رضوی بوده است. بدین منظور از داده های بارش – رواناب 72 رخداد بارندگی در 32 پلات آزمایشی استفاده شده است. سپس روابط رگرسیون چند متغیره بین پارامترهای ورودی ( مقدار بارندگی، شدت بارندگی، وضعیت پوشش گیاهی، سطح پلات و مقدار شیب زمین ) وارتفاع رواناب جمع آوری شده در خروجی پلات های هم سطح، روی یک دامنه، روی دامنه های مختلف و در نهایت کل پلات ها انتخابی ( 10، 20 ، 30 و 40 مترمربع ) ، چند نمونه از پلات های با شرایط یکسان واقع بر روی یک دامنه، پلات های روی دامنه های مختلف و در نهایت کل پلات های منطقه مورد مطالعه، ایجاد گردید. نتایج نشان دهنده اثر مثبت و معنی دار پارامترهای اقلیمی و اثر منفی و معنی دار پارامترهای سطح پلات و پوشش گیاهی بر روی رواناب خروجی است. به نحوی که با افزایش سطح پلات، اثر پارامترهای اقلیمی بر روی رواناب خروجی کاهش یافته است. نتایج بررسی واسنجی و اعتبار سنجی مدل های رگرسیونی ایجاد شده و شبکه های عصبی مصنوعی، نشان می دهد که دقت شبکه های عصبی در تخمین رواناب براوردی، به علت خصوصیات منحصر به فرد در پیش بینی روابط پیچیده، نسبت به مدل های رگرسیونی چند متغیره، بیشتر می باشد. همچنین در دو روش تفاوت چندانی در تعیین پارامترهای موثر بر تولید رواناب وجود ندارد، اما با توجه به بازه-های زمانی و مکانی متفاوت، اولویت بندی پارامترها تغییر کرد که در اکثر حالات پارامترهای اقلیمی، بیشترین اثر را در تولید رواناب داشتند. همچنین مدل های شبکه عصبی مصنوعی پرسپترون چند لایه، پس انتشار خطا و عصبی برگشتی با تابع انتقال سیگموئید، با توجه به آمار ( r2 و rmse )، دقت بالاتری نسبت به سایر شبکه ها دارند.

چکیده فرسایش آبکندی به دلیل قابلیت شکل گیری آن در اغلب شرایط اقلیمی، توسعه سریع، تخریب اراضی و حجم بالای رسوب تولید شده از اهمیت قابل توجهی در میان انواع فرسایش آبی برخوردار است. از این رو شناخت فرآیند و بررسی روندهای دوره ای و تکاملی فرسایش آبکندی، برای مدیریت صحیح منابع آب و خاک ضروری است. از طرفی بررسی رفتار هیدرولوژیکی فرسایش آبکندی و ارتباط متقابل آن با تخلیه رطوبت خاک یکی از موضوعات مهمی است که تاکنون کمتر مورد توجه قرار گرفته است. بر این اساس تحقیق حاضر با هدف بررسی چگونگی توزیع رطوبت در قسمت های مختلف آبکند و همچنین تغییرات زمانی و مکانی آن انجام شده است. برای این منظور درصد رطوبت وزنی اعماق 10، 20، 30، 50، 70 و 100 سانتی متری سه مقطع بالایی، میانی و انتهایی سه آبکند در سه رگبار مختلف با استفاده از روش وزنی به دست آمد. سپس با مقایسه آماری و تجزیه و تحلیل درصد وزنی رطوبت در بخش های مختلف آبکندها توزیع رطوبت در این بخش ها و هم چنین تغییرات زمانی و مکانی آن مورد بررسی قرار گرفت. نتایج تحقیق نشان داد که اعماق سطحی کم تر از 30 سانتی متر، بیش تر از سایر اعماق تحت تأثیر شرایط محیطی و خصوصیات بارش بوده اند. همچنین مقطع بالایی بیشترین تأثیرپذیری از شرایط محیطی و خصوصیات بارش را داشته و مقطع میانی کمترین تأثیر از شرایط محیطی را پذیرفته است. به نحوی که بیشترین و کمترین مقدار رطوبت خاک به ترتیب با میانگین 58/10 و 40/9 درصد در مقطع میانی و پایین مشاهده شد. نقاط واقع در کف و حواشی آبکند با میانگین 78/11 و 76/8 درصد نیز به ترتیب بیشترین و کمترین مقدار رطوبت خاک را به خود اختصاص داده اند. همچنین تغییرپذیری زمانی محتوی رطوبت خاک در نقاط مطالعاتی آبکند طی سه رگبار اتفاق افتاده با مقادیر متوسط 43/8 تا 40/13 درصد مورد تائید قرار گرفت.

چکیده ندارد.