شبیه‌سازی رواناب و فرسایش خاک با استفاده از روش اتوماتای سلولی

نویسندگان

چکیده

فرسایش و رواناب ناشی از بارش در حوضه‌های آبخیز از موضوعات مهم مدیریت منابع طبیعی است. روش اتوماتای سلولی یک سیستم فیزیکی ایده‌آل است که قابلیت شبیه‌سازی ساده از یک فرآیند پیچیده نظیر فرسایش و رواناب را دارد. این تحقیق با هدف مطالعه کارآیی روش اتوماتای سلولی در شبیه‌سازی فرسایش و رواناب ناشی از بارش انجام شد. این روش در یک کرت آزمایشی واقع در مزرعه تحقیقاتی مرکز تحقیقات کشاورزی هسته‌ای در زعفرانیه کرج استفاده شد. نتایج شبیه‌سازی نشان دادند که اندازه سلول‌ها،‏ پارامترهای هیدرولیکی،‏ انتخاب گام زمانی مناسب و تعداد تکرارها تأثیر به سزایی در نتایج شبیه‌سازی داشتند. در مقایسه نتایج محاسباتی و مشاهداتی،‏ مقادیر ضریب همبستگی و جذر میانگین مربعات خطا برای رواناب به ترتیب برابر ??‎/? و ???‎/? و برای تولید رسوب به ترتیب برابر ??‎/? و ???‎/? بودند. نتایج به دست آمده نشان دادند که روش اتوماتای سلولی می‌تواند به عنوان یک روش دقیق و کاربردی برای پیش‌بینی میزان فرسایش و رواناب ناشی از بارش به کار گرفته شود.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Simulation of runoff and soil erosion using cellular automata

نویسندگان [English]

  • h s
  • a kh
  • y d
چکیده [English]

Erosion and runoff caused by rainfall in catchments are important issues in natural resources management. The Cellular Automata (CA) approach is an idealized physical system, which has capability for simple simulation of a complex process like erosion and runoff. This study was conducted with the aim of studying performance of CA method in simulation of erosion and runoff caused by rainfall. This method was used in an experimental plot located in the farm of Nuclear Agricultural Research Center in Zaferanieh (Karaj). Results of simulation showed that the size of the cells, hydraulic parameters, selection of appropriate time steps, and the number of iterations had a large effect on simulation results. In comparison between observed and simulated results, the values of correlation coefficient and root mean square error for runoff were found to be ?.?? and ?.???, respectively, and for sediment yield it was found to be equal to ?.?? and ?.???, respectively. The results showed that the CA method can be used as an accurate and applicable scheme for predicting the amount of erosion and runoff originating from rainfall.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Hydrological simulation-Runoff yield-Soil erosion-Zaferanieh (Karaj).-Cellular automata-