تحلیل روند و مشخصه‌های بارش بر منابع آب کشاورزی در استان لرستان
الموضوعات :احسان لرنژاد 1 , حسین ابراهیمی 2 , حمیدرضا ربیعی فر 3
1 - دانشجوی دکتری، گروه مهندسی عمران، واحد بین الملل کیش، دانشگاه آزاد اسلامی، جزیره کیش، ایران.
2 - دانشیار، گروه علوم و مهندسی آب، واحد شهر قدس، دانشگاه آزاد اسلامی، تهران، ایران.
3 - استادیار گروه مهندسی عمران، واحد تهران جنوب، دانشگاه آزاد اسلامی، تهران، ایران.
الکلمات المفتاحية: تحلیل هیدرولوژیکی, آزمون ناپارامتریک, توابع مفصل, روش من-کندال,
ملخص المقالة :
زمینه و هدف: تحلیل رویدادهای هیدرولوژیکی یکی از مؤلفه‌های مهم ارزیابی مدیریت منابع و مصارف آب به شمار می روند. مقدار مصرف آب به‌طور مستقیم به پدیده های اقلیمی در یک منطقه بستگی دارد. بارندگی از یکی از شاخص های مهم تغییر اقلیم به شمار می رود که در تحلیل احتمالاتی پدیده های هیدرولوژیکی موردتوجه محققان قرار گرفته است. این تحقیق با هدف ارزیابی تحلیل روند و برآورد دوره بازگشت بارندگی در مدیریت منابع آب استان لرستان با استفاده از روش من-کندال اصلاح شده و مدل‌سازی احتمالاتی دومتغیره انجام گرفته است.روش پژوهش: محدوده مورد مطالعه استان لرستان واقع در بخش غربی ایران است. برای دستیابی به این هدف، سری های زمانی اطلاعات بارندگی برای دوره آماری 35 ساله از 1365 تا 1400 گردآوری شد. به‌منظور تحلیل روند بارش در استان از آزمون ناپارامتریک من-کندال اصلاح شده استفاده گردید. هم چنین برای تعیین دوره بازگشت دومتغیره مدت و ارتفاع بارش از توابع مفصل ارشمیدسی استفاده شد.یافته‌ها: نتایج بررسی ها نشان داد که اکثر نقاط استان لرستان ارتفاع بارندگی در دوره بازگشت 10 ساله کمتر از 50 میلی‌متر در روز است. این مقدار بارندگی به‌طور متوسط بین 100 تا 200 میلیون مترمکعب آب کشاورزی را برای هشت شهرستان تأمین خواهد کرد. نورآباد و الشتر به ترتیب بیش ترین و کم ترین مقادیر پیش‌بینی‌شده آب را در 10 سال آینده داشته‌اند. علاوه بر این مقایسه روند بارش‌ها نشان داد که در سطح اطمینان 5 درصد روند کاهشی و افزایشی معنی‌داری وجود نداشته است.نتیجه‌گیری: نتایج نشان داد اگرچه روند کاهشی یا افزایشی معنی‌دار با استفاده از روش من-کندال در شهرستان‌های استان لرستان شناسایی نشده است اما دوره بازگشت بارندگی نشان‌دهنده کاهش منابع آب در دسترس برای کشاورزی است. برنامه‌ریزی بر اساس توابع توزیع دومتغیره نشان داد که مدت بارندگی می‌تواند نقش تعیین‌کننده‌ای در محاسبه دوره بازگشت داشته باشد.
Afsharipour, Z., Behramand, A.R., Abdolhosseini, M. 2019. Bivariate frequency analysis of rainfall intensity and depth using copula functions (Case study: Chehelchai Watershed, GorganRood, Golestan). Irrigation and water Engineering. 9(2):121-134 [in Persian]
Alamanos, A., Mylopoulos, N., Vasiliades, L., & Loukas, A. 2018. Climate change effects on the availability of water resources of Lake Karla watershed for irrigation and Volos city urban water use. In Proceedings of the 14th Protection and Restoration of the Environment (PRE) Conference, Thessaloniki, Greece, 3-6.
Asaibi Hir, R., Mostafazadeh, R., Raoof, M., Esmali-Ouri, A. 2020. Evaluating surface water sustainability of Ardabil Province watersheds. Watershed Engineering and Management. 11(4): 984-998 [in Persian]
Ashofteh, P. and A. Masahbavani. 2007. Impact of climate change on the intensity and frequency of flooding in future periods, case study: Aidoghmoush Basin, East Azarbaijan. Technical Workshop on the Impacts of Climate Change on Water Resources Management, Tehran [in Persian].
Azaranfar, A., A. Abrishamchi and M. Tagrishi. 2006. Assessment effects of climate change on precipitation and temperature in zayandehrud basin using the model of the turn popular. 2nd National Conference on Water Resources Iran, Esfahan [in Persian].
Azari, M., H.R. Moradi, B. Saghafian and M. Framarzi. 2013. Assessment of hydrological effects of climate change in Geourganroud River. Journal of Water and Soil, 12: 537-547.
Babaeian, I., Kwon, W.T., and Im, E.S., 2004: Application of weather generator technique for climate change assessment over Korea. Korea Meteorological Research Institute, climate research lab, 98pp.
Banibayat, A., Ghorbanizadeh Kharazi, H., Eslami, H. 2022. Drought Monitoring in Bivariate Probabilistic Framework for the Maximization of Water Use Efficiency. Iran J Sci Technol Trans Civ Eng 46, 573–584.
Chen L. and Guo S. 2019. Copulas and Its Application in Hydrology and Water Resources. Springer https://doi.org/10.1007/978-981-13-0574-0.
Daba, M., G. Mamo and G.N. Rao. 2018. Evaluating potential impact of climate change on hydro-meteorological variables in upper Blue Nile Basin, case study: fincha sub-basin. International Conference on Climate Change Effects, 27-30.
Elsner MM, Cuo L, Voisin N, Hamlet AF, Deems JS, Lettenmaier DP, Mickelson KEB, Lee SY. 2009 Implications of 21st century climate change for the hydrology of Washington State. Washington Climate Change Impacts Assessment: Evaluating Washington’s future in a changing climate.
Fakheri, A., S. Romiynfar, H. Aboali and A. Khaki Torabi. 2011. Investigation effects of climate change on water inflow into Lake Orumiyeh using SDSM micro-scale model. The 4th conference on Water Resources Management, Amirkabir Technology University, Tehran [in Persian].
Fallah, G. and Shakri, F. 1401. Evaluation of the role of climate change and remote sensing signals on the maximum temperature of Hordi study in Khuzestan province. Journal of Applied Researches in Geographical Sciences. 22(67): 439-457 [in Persian].
Farmanara, S.M., Bakhtiari, B., Sayari, N. 2019. Analysis of meteorological drought characteristics under the influence of climate change with Copula approach in Fars province. Water and Soil. 34(5): 1157-1173 [in Persian]
Fentaw, F., Mekuria, B. and Arega, A. 2018. Impacts of Climate Change on the Water Resources of Guder Catchment, Upper Blue Nile, Ethiopia. Ethiopia. WaterSA, 1(1), 16-29.
Hamed, K., Rao, R. 1998. A modified Mann-Kendall trend test for autocorrelated data. Journal of Hydrology. 204:182-196.
Kendall, M. G., 1975. Rank correlation methods. Charles Griffin, London.
Khosravi, A. and Azari, M. 1401. Determining the temporal and temporal trends of temperature and precipitation changes in Kashf River basin. Journal of Applied Researches in Geographical Sciences. 22(66): 289-306 [in Persian].
Lalehzari, R., Kerachian, R. 2021. An Integrated Framework for Optimal Irrigation Planning Under Uncertainty: Application of Soil, Water, Atmosphere and Plant Modeling. Iran J Sci Technol Trans Civ Eng 45, 429–442.
Mann, H. B., 1945. Nonparametric tests against trend. Econometrica 13, pp 245-259.
Mirian, M., Karampour, M., Moradi, M., Ghaemi, H., and Nasiri B. 1401. Analysis of statistics and anomalies of 50-year rainfall of Iran's synoptic stations (period 1960-2010). Journal of Applied Researches in Geographical Sciences. 1402. 23(68): 243-327 [in Persian].
Mostafazadeh, R., Mehri, S. 2018. Trends in Variability of Flood Coefficient in River Gauge Stations of Ardabil Province, Iran. Journal of Watershed Management Research. 9(17): 82-95 [in Persian]
Mostafazadeh, R., Shahabi, M. and Zabihi, M. 2014. Analysis Planning of Space meteorological drought using Triple Diagram Model in the Kurdistan Province, Iran. Geographical Planning of Space Quarterly Journal. 5(17): 129-140 [in Persian]
Ochera, G., Sierra, A., Vives, L. 2020. Spatio-temporal effect of climate change on water balance and interactions between groundwater and surface water in plains, science of the Total Enviroment, 722, 137886.
Sabaghi, B., Shafai Bajestan, M., Aminnejad, B. 2022. Uncertainty Analysis of Rainfall–Runoff Relationships Using Fuzzy Set Theory and Copula Functions. Iran J Sci Technol Trans Civ Eng 46, 2667–2676.
Sabaghi, M., Nazari, M., Araghinejad, Sh. 2020. Economic impacts of climate change on water resources and agriculture in Zayandehroud river basin in Iran, Agricultural Water Management, 241, 106323.
Samuel, K., L. Michele, E. Warburton, G. Archer van and P.W. Graham. 2021. Impacts of climate change on water resources in Southern Africa: A review study of Vernonia, Oregon, USA. Applied Geography, 46: 137–146.
Shrestha N K, Du X, and Wang J. 2017. Assessing climate change impacts on fresh water resources of the Athabasca River Basin Canada. Science of the Total Environment 601:425-440
Tan, M L, Yusop Z, Chua V P and Chan NW 2021. Climate change impacts under CMIP5 RCP scenarios on water resources of the Kelantan River Basin Malaysia. Atmospheric Research 189:1-10.
Wang, C., Shang, Y., Khayatnezhad, M. 2021. Fuzzy stress-based modeling for probabilistic irrigation planning using Copula-NSPSO. Water Resource Management. 35, 4943–4959.
Zainadini, S., Anvari, S., Zahmatkesh, Z. 2019. Investigation of Water Allocation Conditions in Aharchay Basin under Climate Change Impacts. Irrigation science and engineering. 42(4): 195-210 [in Persian]
