فرامقیاس‌سازی ویژگی‌های هیدرولیکی خاک در مقیاس منطقه‌ای بر اساس توپوگرافی

Abstract

برآورد ویژگی­های هیدرولیکی مؤثر خاک در مقیاس بزرگ به­عنوان یک چالش مهم در مدل­سازی هیدرولوژیک مطرح است. هدف از این پژوهش، محاسبه مقادیر مؤثر پارامترهای هیدرولیکی مدل ون­گنوختن-معلم از طریق فرامقیاس­سازی توابع انتقالی خاک (PTFs) و توابع انتقالی طیفی (STFs، SPTFs) در مقیاس منطقه­ای و بر اساس توپوگرافی بود. منطقه مورد مطالعه بخشی از زیرحوزه آبخیز زنجان­رود به وسعت 250 کیلومتر مربع بود. بدین منظور، با استفاده از روش عملگر متوسط توان (PAO) پارامترهای ، ، و در مقیاس نقطه­ای به پیکسل­هایی به ابعاد یک کیلومتر فرامقیاس شدند. بر پایه نتایج به­دست آمده، همبستگی زیاد و معنی­داری (50/0<R) بین پارامترهای هیدرولیکی مشاهده­ای و تخمینی فرامقیاس به­دست آمد. همچنین، STFهای فرامقیاس بیشترین همبستگی معنی­دار را با مقادیر مشاهده­ای فرامقیاس (یعنی مقادیر اندازه­گیری شده در آزمایشگاه که با روش PAO فرامقیاس شدند) برای پارامترهای (65/0)، (70/0) و (86/0) و PTFهای فرامقیاس بیشترین مقدار R معنی­دار را برای (55/0) نشان دادند. روش PAO در پیکسل­هایی که با بیشترین مقدار شاخص توپوگرافی (CTI) همراه بودند، بهترین عملکرد را نشان دادند. بیشترین مقادیر R بین پارامترهای و با انحراف معیار CTI و برای پارامترهای و با مقادیر میانگین CTI به­دست آمد. رطوبت تخمینی حاصل از داده­های ASAR همبستگی بالا (453/0-) و معنی­دار (005/0>p) با میانگین CTI نشان داد. نتایج این پژوهش نشان داد که توپوگرافی عامل مهمی در شناسایی مقادیر مؤثر ویژگی­های هیدرولیکی خاک در مقیاس منطقه­ای است.