ارزیابی عدم قطعیت پارامترهای هیدرولیکی مدل HYDRUS با استفاده از روش DREAM

دقت و کارایی مدل های تحلیلی و عددی در توصیف جریان آب در خاک، در محیط های غیراشباع متاثر از عدم قطعیت داده های ورودی، ساختار مدل و پارامترهای هیدرولیکی مورد نیاز مدل است. الگوریتم DREAM یکی از روش های تطبیقی نمونه برداری زنجیره مارکف است که به دلیل جستجو در فضای وسیع و حل مدل های پیچیده با تعداد زیاد متغیر، به عنوان یک روش موثر در کاربرد مدل های آب-خاک شناخته شده است. هدف اصلی این پژوهش، مطالعه نقش روش مدیریتی و شرایط محیطی حاکم در میزان عدم قطعیت پارامترهای هیدرولیکی و ساختار مدل در برآورد جریان آب در خاک تحت روش آبیاری سنترپیوت در یک مزرعه چهارساله یونجه است. از این رو، مدل HYDRUS به الگوریتم DREAM ارتباط داده شد تا میزان عدم قطعیت ساختار مدل و پارامترهای هیدرولیکی بر پایه داده های رطوبتی اندازه گیری شده با TDR بررسی شود. ارزیابی توزیع پسین پارامترها در امتداد یک پروفیل غیرهمگن خاک، نشان دهنده عدم قطعیت بالای پارامتر هدایت هیدرولیکی اشباع خاک نسبت به پارامترهای α،  و n بود. روند تغییرات مقدار شاخص هایp-factor  و d-factor برای لایه سطحی ۶/۸۳ و ۱۳/۰ و برای لایه زیرین ۱۰ و ۰.۱۴ به ترتیب بیان گر افزایش عدم قطعیت پارامترها و ساختار مدل HYDRUS در برآورد جریان آب در خاک تحت روش آبیاری سنترپیوت در امتداد پروفیل خاک است. هم چنین مقدار دو شاخص S و T برای لایه سطحی برابر با ۰.۳ و ۰.۷۶ و در لایه زیرین به ترتیب برابر با ۰.۸۸ و ۱.۴ حاصل شد که نشان دهنده کاهش عملکرد مدل که متاثر از عدم قطعیت ساختار مدل در برآورد رطوبت خاک تحت شرایط حاکم است. بنابراین، می توان بیان نمود که نتایج حاصل از چهار شاخص ارزیابی نشان دهنده اثر عدم قطعیت پارامترهای هیدرولیکی خاک و ساختار مدل در برآورد رطوبت خاک که متاثر از روش آبیاری، شرایط محیطی و مفاهیم ریاضی فیزیکی به کار رفته در مدل HYDRUS است. هم چنین بیان گر اثر عدم قطعیت در کاهش کارایی مدل HYDRUS در امتداد پروفیل خاک است. بنابراین، می توان ذکر نمود که الگوریتم DREAM بر پایه زنجیره مارکف، یک روش کارآمد در مطالعه میزان تاثیرگذاری روش های مدیریتی و شرایط مختلف آزمایشگاهی در ارزیابی عدم قطعیت داده های ورودی مدل، پارامترهای هیدرولیکی خاک، ساختار مدل و میزان تاثیرگذاری آن ها در عملکرد مدل های هیدرولیکی است.