بررسی کارایی نسخه دامنه مدل فرآیندی ‭WEPP ‬در برآورد تلفات خاک در حوزه آبخیز قره سو کرمانشاه

فناوری پیش بینی فرسایش خاک موسوم به ‭(WEPP) ‬یک مدل جامع محیطی می باشد که قادر است فرآیند تولید روان آب و فرسایش خاک را به کمک علم مکانیک فرسایش و هیدرولیک جریان شبیه سازی و پیش بینی کند. در این مدل با در نظر گرفتن بیشتر متغیرهای محیطی نظیر رشد گیاه، تجزیه بقایا، فرآیندهای زمستانه و دیگر پارامترهای اثرگذار در پدیده فرسایش، شبیه سازی به صورت پیوسته و پویا انجام می پذیرد. هدف اصلی از اجرای این طرح تعیین قابلیت مدل‭WEPP ‬درتخمین تلفات خاک و تولید رواناب بوده است. مقایسه پتانسیل مدل در برآورد رواناب و فرسایش در دوکاربری غالب درحوزه یعنی کشت دیم و مرتع و بررسی اثرات مدیریت های رایج وحاکم درکاربری های موجود نظیرتناوب، شخم، چرا وغیره در فرسایش و بررسی توانایی مدل درشبیه سازی این اثرات از دیگر اهداف طرح بود. این طرح در محدوده روستای کبوده علیا در 5 کیلومتری جنوب کرمانشاه در حوزه آبخیز رودخانه قره سو که یکی از سرشاخه های اصلی کرخه می باشد به مرحله اجرا درآمد. در داخل سایت انتخاب شده، عرصه های مرتعی با چرای سنتی، دیم زار آیش با شخم در جهت شیب و دیم زار با تناوب گندم پاییزه- نخود و گندم پاییزه- جو انتخاب گردید. در این عرصه ها پلات های آزمایشی جمع آوری رواناب و رسوب با 3 تکرار در شیب های شش، ،‮‭16 12‬ و ‮‭18‬ درصد برای کاربری دیم زار و ،‮‭35 25‬ و ‮‭45‬ درصد در کاربری مرتع نصب شد. ابعاد پلات ها 3ا‮‭10‬ متر در نظر گرفته شد. همزمان در داخل ایستگاه وسایل ثبت داده های اقلیمی از قبیل باران نگار ثبات با دیتالاگر و دماسنج معمولی و ماکزیمم و مینیمم ثبات نصب گردید تا اطلاعات اقلیمی منطقه را به صورت روزانه ثبت کند. سایر اطلاعات اقلیمی، از جمله سرعت و جهت باد و تشعشع خورشیدی و درجه حرارت نقطه شبنم از ایستگاه سینوپتیک کرمانشاه تهیه گردید. شبیه سازی فرسایش و روان آب با استفاده از نسخه v‮‭9.2008‬ مدل ‭WEPP ‬و با فرض هر یک از پلات ها به عنوان یک دامنه و با جمع آوری و تهیه چهار فایل مورد نیاز مدل، در هر پلات انجام شد. فایل های ورودی و داده های مورد نیاز آنها عبارت بودند از: پارامترهای فایل شیب، فایل اقلیم، فایل خاک و فایل مدیریت و پوشش گیاهی (شامل شرایط اولیه، داده های پارامترهای گیاهی، مدیریت کشت و کار، پارامترهای شخم، چرا و مدیریت بقایای گیاهی) بررسی نتایج ارزیابی مدل در برآورد روان آب در بخش مرتعی بیشترین دقت مدل را در شیب ‮‭45‬ درصد نشان داد. این در حالی است که در شیب ‮‭25‬ و ‮‭35‬ درصد، مدل روان آب را با خطای نسبی متوسط ‮‭0/61‬ لیتر برآورد می نمود. در مجموع کارایی مدل در برآورد روان آب در هر سه شیب نسبتا خوب بود، به گونه ای که در این سه شیب ضریب کارایی ناش و ساتکلیف بین ‮‭0/69‬ تا ‮‭0/73‬ است که نشانگر کارایی بالای مدل در این زمینه می باشد. در بخش اراضی دیم، با افزایش شیب دقت برآورد روان آب توسط مدل افزایش یافته است. به گونه ای که مقدار مقادیر منفی شاخص ناش-ساتکلیف در دو شیب شش و ‮‭12‬ درصد و مقادیر بالای مجذور میانگین مربعات خطا (به ترتیب با متوسط ‮‭3/16‬ و ‮‭4/82‬ لیتر) نشان از کارایی پایین مدل در برآورد روان آب در این دو شیب دارد . همچنین مدل در اغلب پلات های زراعی، به استثنای پلات های شیب شش درصد، به درجات متفاوتی برآورد روان آب را کمتر از مقدار مشاهده شده نشان داد. مدل در شیب شش درصد نیز بیشترین بیش برآورد را در پیش بینی روان آب نشان داده است. بررسی شاخص های ارزیابی و کارایی مدل در برآورد فرسایش در بخش مرتعی نشان می دهد که کمترین خطای برآورد در شیب ‮‭35‬ درصد و بیشترین آن در شیب ‮‭45‬ درصد بوده است. برآورد فرسایش در بخش زراعی از دقت چندان زیادی برخوردار نیست. به استثنا پلات های شیب ‮‭16‬ درصد که ضریب کارایی ناش-ساتکلیف در این پلات ها حداکثر مقدار بود. کمترین کارایی مدل در پلات های شیب ‮‭18‬ درصد بود، جایی که خطای کم برآوردی حدود ‮‭74‬ کیلوگرم در سال را نشان داد که رقم بسیار بالایی است. این خطا به طور اخص می تواند ناشی از این باشد که در این شیب (که از نقطه نظر پتانسیل کاربری جز بخش مرتعی است)، به دلیل شخم در جهت شیب در چند بارندگی فرسایش بسیار شدیدی حاکم شد. این امر حکایت از آن دارد که مدل در برآورد فرسایش در شرایط مدیریتی نظیر شخم در جهت شیب در شیب های تند، ناتوان می باشد و در همه شیب ها و در کلیه مدیریت ها، با نسبت های متفاوت کم برآوردی از خود نشان داده است. همچنین مقادیر منفی شاخص ناش-ساتکلیف موید کارایی پایین مدل در برآورد فرسایش به ویژه در شرایط حاکم بر دو شیب ‮‭12‬ و ‮‭18‬ درصد بود. واژه های کلیدی‭: WEPP‬، فرسایش، روان آب، کارایی مدل، کاربری مرتع، کاربری دیم