بررسی تغییرات جریان رودخانه بار نیشابور تحت سناریوهای مختلف تغییر اقلیم

محورهای موضوعی : آب و محیط زیست

سیاوش طائی سمیرمی ¹ , حمید رضا مرادی ² , مرتضی خداقلی ³

1 - دانشجوی مهندسی آبخیزداری دانشگاه تربیت مدرس.
2 - دانشیار گروه مهندسی آبخیزداری دانشگاه تربیت مدرس (مسئول مکاتبات).
3 - استادیار مرکز تحقیقات کشاورزی و منابع طبیعی استان اصفهان.

تاریخ دریافت : 1392/01/24 تاریخ پذیرش : 1392/03/30 تاریخ انتشار : 1392/04/01

کلید واژه: تغییر اقلیم, ریزمقیاس سازی, مدل IHACRES, مدل LARS-WG,

چکیده مقاله :

این تحقیق به منظور بررسی اثرات ناشی از تغییر اقلیم روی دما، بارندگی و رواناب در حوضه آبخیز بار نیشابور با استفاده از خروجی های مدل Hadcm3 تحت سه سناریو A1B ,A2 و B1 برای 2030-2010، 2065-2046 و 2099-2080 انجام گرفت. پس از ارزیابی کارایی مدل LARS-WG در ریز مقیاس سازی متغیرهای بارش و دما، تغییرات ماهانه آن ها برای سه دوره 2030-2011، 2065-2046 و 2099-2080 نسبت به دوره پایه 2010-1971 مورد بررسی قرار گرفت. هر سه سناریو نتایج تقریباً مشابهی مبنی بر کاهش بارش و افزایش تابش، دمای حداقل و دمای حداکثر در دوره‌های آتی نشان دادند. به عنوان مثال نتایج حاصل از سناریو A2 حاکی از افزایش میانگین سالانه دمای حداکثر و حداقل تقریباً به صورت یکسان و به میزان 1/1، 2/3 و 6/4 درجه سانتی گراد، افزایش تابش به میزان 07/0، 30/0 و 33/0 میلی ژول در مترمربع در روز و کاهش بارش به میزان 4/16، 6/17 و 9/31 درصد به ترتیب در دوره های 2030-2011، 2065-2046 و 2099-2080 نسبت به دوره پایه 2010-1971 می باشد. سپس متغیرهای تولید شده به عنوان ورودی مدل بارش-رواناب IHACRES قرار گرفت و بدین ترتیب جریان رودخانه برای دوره های آتی و تحت سناریوهای مختلف پیش بینی گردید. به عنوان مثال نتایج حاصل از سناریو A2 حاکی از آن است که جریان رودخانه 9، 44 و 66 درصد به ترتیب در دوره های 2030-2011، 2065-2046 و 2099-2080 نسبت به دوره پایه کاهش می یابد. به طور کلی و با توجه به نتایج مدل های مورد استفاده در این تحقیق مشاهده شد که دما و بارش در طول قرن 21 به ترتیب افزایش و کاهش پیدا می کنند که این تغییرات، اثرات منفی زیادی بر روی جریان رودخانه بار نیشابور می تواند داشته باشد.

چکیده انگلیسی:

This study the effects of climate change on temperature, precipitation and runoff in Bar watershednyshabour by using outputs of Hadcm3 model under three scenarios A1B, A2 and B1 for the 2030-2010, 2065-2046 and 2099-2080 were analyzed. After the Calibration of LARS-WG model for downscaleof precipitation and temperature variable, monthy change of this for three period 2030-2011,2065-2046 and 2099-2080 compared to the base period 2010-1971 were studied. All three scenariosalmost a similar results based on decrease precipitation and increased solar radiation, minimumtemperature and maximum temperature in future periods was showed. For exampel the result of A2scenario showed annual average maximum and minimum almost 1.1, 3.2 and 4.6 OC , Increase in solarradition 0.07, 0.3 and 0/33 mlj.m2.day and decrese in precipitiation 16.4, 17.6 and 31.9 percentrespectively for 2011-2030, 2046-2065 and 2080-2099 period into base period (1971-2010). Thengenerated variables was usege for input of rainfall – runoff IHACRES. Thus, the river flows for futureperiods under different scenarios was predict. For instace the result of A2 scenario showed that riverflow 9, 44 and 66 percent respectively in 2011-2030, 2046-2065 and 2080-2099 periods will decreasecompared to base period. In general, and according to the results of the model used in this study wereobserved Temperature and Precipitation in during 21 century Increase and decrease respectively thatthis changes, could be many negative impacts are on Nayshabour Bar river flows.

منابع و مأخذ:

1. Samadi, S., et al. "Statistical downscaling of river runoff in a semi arid catchment." Water resources management 27.1 (2013): 117-136.


2. Bates, B., Kundzewicz, Z. W., Wu, S., & Palutikof, J. (2008). Climate change and water. Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC).


3. زارع زاده مهریزی، م.، 1389. تخصیص منابع آب حوضه آبریز قزل اوزن-سفید رود تحت تأثیر تغییر اقلیم با به کارگیری رویکرد ورشکستگی در حل اختلافات. پایان نامه کارشناسی ارشد. دانشگاه تربیت مدرس. 197ص.


4. Racsko, P., Szeidl, L., & Semenov, M. (1991). A serial approach to local stochastic weather models. Ecological modelling, 57(1), 27-41.


5. Semenov, M. A., Barrow, E. M., & LARS-WG, A. (2002). A Stochastic Weather Generator for Use in Climate Impact Studies.


6. Semenov, M. A. and R. J. Brooks (1999). "Spatial interpolation of the LARS-WG stochastic weather generator in Great Britain." Climate Research 11(2): 137-148.


7. Mkankam Kamga, F. (2001). "Impact of greenhouse gas induced climate change on the runoff of the Upper Benue River (Cameroon)." Journal of Hydrology 252(1): 145-156.


8. Hammond, M. and D. Han (2006). "Recession curve estimation for storm event separations." Journal of Hydrology 330(3): 573-585.


9. Huang, S., Krysanova, V., & Hattermann, F. F. (2013). Projection of low flow conditions in Germany under climate change by combining three RCMs and a regional hydrological model. Acta Geophysica, 61(1), 151-193.

1. مساح بوانی، ع.، 1385. ارزیابی ریسک تغییر اقلیم و تاثیر آن بر منابع آب مطالعه موردی: حوضه زاینده رود اصفهان، رساله دکتری، دانشگاه تربیت مدرس. 

11. قربانی زاده خرازی ح.، صدقی ح.، ثقفیان ب.، پرهمت ج.، 1389: پیش­بینی توزیع زمانی جریان رواناب ناشی از ذوب برف در نیم قرن آینده تحت شرایط تغییر اقلیم، فصل­نامه مهندسی آب، 1(1): 59-51.


12. الهی گل، ع.، حجام، س.، 1385. بررسی اثرات تغییر دما و بارش بر روی رواناب حوضه آبریز امامه (استان تهران). دومین همایش ملی منابع آب ایران. اصفهان.


13. سعادات آشفته. پ.، مساح بوانی. ع.، 1389. تاثیر تغییر اقلیم بر دبی­های حداکثر: مطالعه موردی، حوزه آیدوغموش، آذربایجان شرقی. مجله علوم و فنون کشاورزی و منابع طبیعی، علوم آب وخاک. (53)14، صفحه 38-28.


14. مدرسی. ف.، عراقی نژاد، ش،. ابراهیمی، ک،. خلقی، م.، (1390). بررسی اثر تغییر اقلیم بر میزان آبدهی سالانه رودخانه­ها (مطالعه موردی: رودخانه گرگانرود). نشریه آب و خاک، (6)25،صفحه 1377-1365.


15. توسلی، ا.، صادقی س.ح.ر.، مرادی ح.ر.، 1389: شبیه سازی تغییرات درون رگباری ضریب روان آب با استفاده از مولفه­های  بارشی در حوزه­ی آبخیز بار نیشابور، مجله علوم و مهندسی آبخیزداری ایران،4 (10): 33-21.


16. زراعتی نیشابوری، ح.، 1385. تلفیق آب­های سطحی و زیرزمینی حوزه آبریز نیشابور، پایانامه کارشناسی آب­های زیرزمینی، دانشگاه جامع علمی- کاربردی مشهد، 283 ص.


17. Croke, B. F. W., & Jakeman, A. J. (2008). Use of the IHACRES rainfall-runoff model in arid and semi-arid regions. Hydrological Modelling in Arid and Semi-Arid Areas. International Hydrology Series. Cambridge University Press, New York, 41-48.


18. Motovilov, Y. G., Gottschalk, L., Engeland, K., & Rodhe, A. (1999). Validation of a distributed hydrological model against spatial observations. Agricultural and Forest Meteorology, 98, 257-277.


19. Carcano, E. C., Bartolini, P., Muselli, M., & Piroddi, L. (2008). Jordan recurrent neural network versus IHACRES in modelling daily streamflows. Journal of Hydrology, 362(3), 291-307.


20. Littlewood, I. G., Clarke, R. T., Collischonn, W., & Croke, B. F. (2007). Predicting daily streamflow using rainfall forecasts, a simple loss module and unit hydrographs: Two Brazilian catchments. Environmental Modelling & Software, 22(9), 1229-1239.


21. Jakeman, A. J., Littlewood, I. G., & Whitehead, P. G. (1990). Computation of the instantaneous unit hydrograph and identifiable component flows with application to two small upland catchments. Journal of hydrology, 117(1), 275-300.


22. Zarghami, M., Abdi., Babaeian, I., Hassanzadeh, Y., Kanani, R., (2011). Impacts of Climate Change on runoffs in East Azerbaijan, Iran. Global and Plantary Change. 78 (2011) 137–146


23. بابائیان، ا.، نجفی نیک، ز.، زابل عباسی، ف.،  حبیبی نوخندان، م.، ادب، ح.، ملبوسی، ش.، 1388. ارزیابی تغییر اقلیم کشور در دوره 2039-2010 با استفاده از ریزمقیاس نمایی داده­های مدل گردش عمومی جو، مجله جغرافیا و توسعه، (1)16، صفحه 152- 135.


24. مشکواتی، ا.ح.، کردجزی، م.، بابائیان، ا. 1389. بررسی و ارزیابی مدل لارس در شبیه سازی داده­های هواشناسی استان گلستان در دوره 2007-1993. نشریه تحقیقات کاربردی علوم جغرافیایی 96-81 : (19).


25. آذرانفر، آ.، ابریشمچی، ا. و تجریشی، م. 1385. ارزیابی اثرات تغییر اقلیم بر بارش و دما در حوضه آبریز زاینده رود با استفاده از خروجی مدل های چرخش عمومی. دومین همایش ملی منابع آب ایران. اصفهان.


26. الهی گل، ع.، حجام، س.، 1385. بررسی اثرات تغییر دما و بارش بر روی رواناب حوضه آبریز امامه (استان تهران). دومین همایش ملی منابع آب ایران. اصفهان.


27. Elo, A. R., Huttula, T., Peltonen, A., & Virta, J. (1998). The effects of climate change on the temperature conditions of lakes. Boreal environment research, 3, 137-150.


28. خلیلی اقدم، ن،. مساعدی، ا،. سلطانی، ا،. کامکار، ب،. 1391. ارزیابی توانایی مدل LARS-WG در پیش­بینی برخی از پارامترهای جوی سنندج. مجله پژوهش­های حفاظت آب و خاک. (4):103. 19-85.


29. Etemadi, H. (2012). Statistical Downscaling of Climatic Variables in Shadegan Wetland, Iran.


30. حسنی، خ.، 1391. ارایه راهکارهای سازگاری با اثرات تغییر اقلیم بر مدیریت مخزن سد در دوره های آتی، مطالعه موردی سد شاهچراغی. پایان­نامه کارشناسی ارشد، دانشگاه تربیت مدرس.150ص.


31. حیدری، ع، ر.، 1390. ارزیابی سناریوهای مختلف تغییر اقلیم بر تخصیص از مخازن چند منظوره (مطالعه موردی: سد امیر کبیر)، پایان­نامه کارشناسی ارشد. دانشگاه تربیت مدرس.156ص.


32. دوستی، م.، 1391. ارزیابی اثر تغییر اقلیم بر دبی جریان با کاربرد مدل بارش-رواناب (مطالعه موردی: حوضه آبخیز تمر، استان گلستان). پایان­نامه کارشناسی ارشد، دانشگاه ساری.