علوم آب و خاک

---

روش شماره منحنی رواناب (SCS-CN) به‌طور گسترده جهت پیش‌بینی رواناب مستقیم از رخدادهای باران استفاده می‌شود. در این روش نسبت نگهداشت اولیه (λ=Ia/S) به حداکثر ظرفیت نگهداشت (S) برابر 2/0 فرض شده است (2/0λ=Ia/S= ). استفاده از نسبت نگهداشت اولیه (2/0) در خارج از منطقه ارائه مدل ممکن است منجر به برآورد غیرمنطقی از رواناب شود. بنابراین این مطالعه به منظور تعیین نسبت نگهداشت اولیه (λ=Ia/S) براساس تجزیه رخدادهای باران - رواناب انجام گرفت. داده‌ها شامل 58 رخداد باران - رواناب طی 15 سال (1380-1366) از اندازه‌گیری‌های رواناب در حوزه آبخیز تهم در شمال غرب زنجان بود. براساس نتایج، میزان رواناب برآورد شده برمبنای 2/0λ=Ia/S=، 7/26 برابر میزان رواناب مشاهده‌ای بود. رابطه ضعیفی بین رواناب مشاهده‌ای و برآوردی مشاهده شد ( 09/0(R2= و میزان خطای برآورد مدل 13/0 بود. مقدار نسبت نگهداشت اولیه ( ( Ia/S از 004/0 تا 008/0 و میانگین آن 006/0 بود. به منظور واسنجی مدل، شاخص ضریب نگهداشت اولیه به صورت 08 /0 اصلاح شد (S08/0Ia=). نتایج نشان داد که میزان رواناب مشاهده‌ای 4/1 برابر مقدار برآوردی با مدل واسنجی شده بود. رابطه نسبتاً قوی بین رواناب برآورد شده با مدل واسنجی شده و رواناب مشاهده‌ای بود (01/0>P و41/0 R2=). زمانی‌که هفت رخداد بارندگی به دلیل شدت بارندگی کم (کمتر از 14/0 میلی‌متر در ساعت) و دو رخداد به دلیل بالاترین میزان بارندگی پنج روز پیش (بیشتر از 47/10 میلی‌متر)، از تحلیل آماری حذف شدند، نسبت میزان رواناب برآوردی به مشاهده‌ای به 3/1 کاهش یافت و ضریب تعیین (R2) به 90 درصد (01/0>p و90/0 R2=) افزایش یافت. میزان خطای برآورد مدل به 007/0 کاهش یافت. میزان کارایی مدل در نسبت نگهداشت اولیه اصلاح شده (08/0 λ=Ia/S=) برابر 89% - بود.

---

معادله جهانی فرسایش خاک تصحیح شده (MUSLE) از جمله مدل‌های برآورد هدر رفت خاک براساس خصوصیات رواناب در ابعاد رگبار می‌باشد. این مدل نیازمند ارزیابی در کرت‌های کوچک برای باران‌های نواحی نیمه‌خشک می‌باشد. جهت ارزیابی کارایی مدل MUSLE، آزمایش صحرایی با استفاده از 21 کرت فرسایشی طراحی شد. کرت‌ها تحت هفت شدت بارندگی 10، 20، 30، 40، 50، 60 و 70 میلی‌متر بر ساعت به‌مدت 60 دقیقه قرار گرفتند و رواناب و رسوب در بازه‌های زمانی 5 دقیقه‌ای اندازه‌گیری شدند. هدر رفت خاک با استفاده از شاخص فرسایندگی مدل MUSLE براساس حجم رواناب (Q) و دبی اوج رواناب (q_p) به‌دست آمد و با مقادیر مشاهده‌ای مقایسه شد. هدر رفت خاک برآورد شده به‌اندازه 87/3 برابر بیشتر از مقدار مشاهده‌ای بود. برای بهبود برآورد مدل، توان شاخص فرسایندگی رواناب از 56/0 به 62/0 اصلاح شد (^0/62(Qq_p)). اصلاح این توان موجب بهبود کارایی مدل از 5/5- به 47/0 و کاهش ریشه میانگین مربعات خطا از 000137/0 به 000031/0 شد. به‌طور کلی این پژوهش نشان داد که به‌کارگیری مدل MUSLE در کرت‌های کوچک در منطقه نیمه‌خشک منجر به بیش برآورد هدر رفت خاک می‌گردد. از اینرو ضروری است شاخص فرسایندگی رواناب براساس داده‌های مشاهده‌ای مورد واسنجی قرار گیرد. مدل بازنگری شده MUSLE می‌تواند برای برآورد هدر رفت خاک در کرت‌های کوچک در منطقه نیمه‌خشک مورد استفاده قرار بگیرد.