اثرات تغییر اقلیم بر رواناب با مدل هیدرولوژیکی IHACRES در برخی از حوزه‌های آبخیز استان اردبیل

نویسندگان

1 کارشناسی ارشد آبخیزداری، دانشکده کشاورزی و منابع طبیعی، دانشگاه محقق اردبیلی، اردبیل، ایران

2 گروه منابع طبیعی، دانشکده کشاورزی و منابع طبیعی، دانشگاه محقق اردبیلی، اردبیل، ایران

3 دانشگاه محقق اردبیلی

4 دکتری آبخیزداری، اداره منابع طبیعی و آبخیزداری آستارا، گیلان، ایران

چکیده

تغییر اقلیم یکی از مهم‌ترین چالش‌هایی است که بخش‌های مختلف زندگی انسان را تحت تأثیر قرار می‌دهد، در دهه‌های اخیر شرایط اقلیمی سبب تغییر در حجم، زمان و مدت رواناب شده است که پیامد این اتفاق در عرصه مدیریت منابع آب، تحولات و تغییرات بسیاری را به‌وجود خواهد آورد. هدف از پژوهش حاضر به‌دست آوردن نوسانات رواناب طی دهه‌های آینده (2030-2011)، با استفاده از مدل IHACRES می‌باشد. بدین منظور پارامتر‌های اقلیمی دمای‌حداکثر، دمای حداقل و بارش طی دهه‌های آینده (2030-2011) با استفاده از مدل ریزمقیاس نمایی LARS-WG و استفاده از خروجی مدلHadCM3  بررسی شدند و داده‌های به‌دست‌ آمده با استفاده از مدل IHACRES در 8 ایستگاه هیدرومتری واقع در جنوب و جنوب غربی استان اردبیل اجرا شدند و میزان رواناب در ایستگاه‌ها طی دهه‌های آینده (2030-2011) تخمین زده شدند. نتایج نشان می‌دهد میزان بارش طی دهه‌های آینده دچار نوساناتی شده و به‌طورکلی برای دوره زمانی 2030-2011 مقدار بارندگی 68/3 درصد کاهش یافته و دمای حداقل 48/16 و دمای حداکثر نیز 39/5 درصد افزایش یافته است. هم‌چنین بررسی میزان رواناب طی دهه‌های آینده در ایستگاه‌های هیدرومتری نشان داد که دبی متوسط به‌طورکلی 16/0 درصد کاهش یافته است و از طرف دیگر تعداد وقایع دبی اوج افزایش یافته است که بیش‌ترین افزایش مربوط به ایستگاه هیدرومتری یامچی با دبی متوسط 09/2 مترمکعب بر ثانیه و 16 روز دبی اوج بالای 6 مترمکعب برثانیه می‌باشد.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

The Effects of Climate Change on Runoff Using IHACRES Hydrologic Model in Some of Watersheds, Ardabil Province

نویسندگان [English]

  • Nayer Aghabeigi 1
  • Abazar Esmali Ouri 2
  • Raoof Mostafazade 3
  • Mohammad Golshan 4
1 MSc in Watershed Management Engineering, Faculty of Agricultural and Natural Resources, University of Mohaghegh Ardabili,
2 Dept. Natural Resources, Faculty of Agriculture & Natural Resources, University of Mohaghegh Ardabili, Ardabil, Iran
4 PhD in Watershed Management Sci. & Eng, Astara Natural Resources and Watershed Management Office
چکیده [English]

Climate change is one of the most important challenges that have significant effects on human life. In the recent decades, the climate situation resulted in changes in the volume, duration and time of runoff, which might have many considerable effects on the management of water resources. In this study, the main purpose is to obtain fluctuation of runoff over the coming decades (2030-2011) using the IHACRES model. For this purpose, the maximum temperature, minimum temperature and precipitation parameters over the coming decades (2030-2011) were investigated using the LARS-WG program and the HadCM3 model. The obtained data of HadCM3 have entered the IHACRES model at 8 hydrometric stations, located in Ardabil province south and southwest. So, the runoff rate was achieved in the coming decades (2030-2011). The result shows that the precipitation rate has fluctuated in the coming decades, and for the period of 2011-2030, precipitation has decreased till 3.68% and the maximum temperature and minimum temperature increased, 16.48 and 5.39 percent, respectively. Also, the results of the runoff amount during the next decades at the hydrometric stations showed that the average discharge has decreased total 0.16 percent, and on the other hand, peak discharge has increased. The highest increase in the floods evens was observed in the Yamchi hydrometric station with 2.09 m3.s-1average and 16 days with discharge higher than 6 cubic meters per second.

کلیدواژه‌ها [English]

  • : LARS-WG model
  • HADCM3 Model
  • exponential fine-scale
  • runoff variation
آقابیگی، ن. 1396. ارزیابی تغییرپذیری رواناب و رسوب ناشی از تغییرات اقلیمی در برخی از حوزه‌های آبخیز استان اردبیل. پایان‌نامه کارشناسی ارشد، گروه آبخیزداری، دانشگاه محقق اردبیلی. 84 ص.

 الماسی، پ؛ س.  سلطانی، م. گودرزی، ر. مدرس. 1395. بررسی اثرات تغییر اقلیم بر رواناب سطحی در حوزه آبخیز بازفت، علوم آب و خاک، سال 20، شماره 78، ص 52-39.

خزایی، م؛ میرزایی، م، ملکیان آ. 1393. ارزیابی کارایی مدل‌های MLP و RBF در مدل‌سازی بارش-رواناب در مقیاس‌های زمانی مختلف. مدیریت منابع آب در مناطق خشک، سال1،شماره 1، ص 13-1.

رضایی زمان، م؛ مرید، س، دلاور، م،. 1392. ارزیابی اثرات تغییر اقلیم بر متغیرهای هیدروکلیماتولوژی حوضه سیمینه‌رود. نشریه آب و خاک، سال 6، شماره27، ص 1259-1247.

سیدقاسمی، س؛ ابریشم چی،ا، تجریشی، م. 1385. اثرات تغییرات جریان رودخانه زاینده -رود بر اثر تغییر اقلیم، دومین کنفرانس مدیریت منابع آب، دانشگاه صنعتی اصفهان.

صیاحی، ث؛ ع. شهبازی ، خ. خادمی. 1396. پیش‌بینی اثر تغییر اقلیم بر رواناب ماهانه حوزه دز با استفاده از مدل IHACRES، علوم و مهندسی آب، سال 7، شماره 15، ص 18-7.

طائی سمیرمی، س؛ ح، مرادی. م، خداقلی. 1394. پیش‌بینی تغییرات برخی از متغیر‌های اقلیمی با استفاده از مدل ریزمقیاس‌سازی LARS-WG و خروجی مدل HADCM3 تحت سناریوهای مختلف، مهندسی و مدیریت آبخیز، جلد 7، شماره2، ص 156-145.

کاویان، ع؛ م. نامدار، م. گلشن، م. بحری. 1396. مدل‌سازی هیدرولوژیکی اثرات تغییر اقلیمی بر نوسانات دبی جریان در رودخانه هراز، مخاطرات محیط طبیعی، سال 6، شماره 12، ص 104-89.

گودرزی، م؛ ب. صلاحی، ا. حسینی. 1394، بررسی تأثیر تغییرات اقلیمی بر تغییرات رواناب سطحی (مطالعۀ موردی: حوضۀ آبریز دریاچۀ ارومیه)، اکوهیدرولوژی، دوره 2، شماره 2، ص 189-175.

لکزائیان پور، غ؛ ا. محمدرضاپور، م. مالمیر . 1395. ارزیابی آثار تغییر اقلیم بر میزان رواناب رودخانه نازلوچای در حوزه آبریز دریاچه ارومیه، جغرافیا و توسعه، شماره 42، ص 198- 183.

مساح بوانی، ع؛ س. مرید. 1384. اثرات تغییر اقلیم بر جریان رودخانه زاینده رود اصفهان، علوم آب و خاک، سال 9، شماره 4، ص 27-17.

معافی مدنی، ف؛ م، موسوی بایگی،ح، انصاری .1391. پیش­بینی وضعیت خشکسالی استان خراسان رضوی طی دوره 2011-2030 با استفاده از ریز مقیاس نمایی آمار خروجی مدل LARS-WG، جغرافیا و مخاطرات طبیعی، شماره 3، ص 37-21.

مهدی‌زاده، ص؛ م. مفتاح هلقی، س. سید قاسمی، ا. مساعدی. 1390. بررسی تاثیر تغییر اقلیم بر میزان بارش در حوضه سدگلستان، پژوهش‌های حفاظت آب و خاک، جلد18، شماره 3. ص 133-117.

نامدار، م.، 1393، پیش‌بینی رواناب سطحی بر پایه تغییرات اقلیمی حوزه آبخیز هراز، پایان‌نامه کارشناسی ارشد، گروه آبخیزداری، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی ساری. 124 ص.

Barrow, E. and Yu, G. 2005. “Climate Scenario for Alberta”, A report prepared for the priarie Adaptation Research.

Bavay M., Grünewald T. and Lehning M. 2013. Response of snow cover and runoff
to climate change in high Alpine catchments of Eastern Switzerland. Advances in
Water Resources, 55: 4-16.

Daisuke, N., Akio, K., Masahiro, H. and Taikan, O. 2016. Impact Of Climate Change On River Discharge Projected By Multi model Ensemble, Journal Of Hydrometeorology,7,1076-1088.

Dong W., Cui B., Liu Z. and Zhang K. 2014. Relative effects of human activities and climate change on the river runoff in an arid basin in northwest China. Hydrological processes, 28:4854-4864.

Dong, L.Q., Zhang, G.X. and Xu, Y.J. 2012. Effects of climate change and human activities on runoff in the Nenjiang River Basin, Northeast China. Hydrology and Earth System Sciences Discussions,9 (10): 11521-11549.

Gosain A., Rao S. and Basuray D. 2006. Climate change impact assessment on hydrology of Indian river basins. Current Science. 90(3): 346-353.

IPCC .2008. Climate change and water. Cambridge University Press, Cambridge, 83-96.

Li, L.J., Zhang, L., Wang, H., Wang, J., Yang, J.W., Jiang, D.J., Li, J.Y. and Qin, D.Y. 2007. Assessing the impact of climate variability and human activities on streamflow from the Wuding River basin in China. Hydrol Process. 21(25): 3485-3491.

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

Musau, J., Sang, J., Gathenya, J. and Luedeling, E. 2015. Hydrological responses to climate change in Mt. Elgon watersheds. Journal of Hydrology: Regional Studies, 3, 233-246.

Rasco, P., Szeidl, L., Semenov, MA. 1991. A Serial Approach to Local Stochastic Models. Journal Ecological Modeling. 57: 27-41.

Semenov, MA., Brooks, RJ., Barrow, EM., Richardson, CW. 1998. Compa rison of the WGEN and LARS-WG stochastic weather generators in the diverse climates. Climate Research, 10:95-107.

Spickett, T., Jeffery, B., Helen, L. and Katscherian, D. 2011. Adaptation strategies for health impacts of climate change. Application of a Health Impact. 56-61.

Sriwongsitanon, N., and Taesombat, W. 2011. Estimation of the IHACRES model parameters for Flood Estimation of Ungauged catchments in the upper ping river basin. Journal Kastsart (natural science) 45: 917-931.

Tan M., Ibrahim A., Yusop Z., Duan Z. and Ling L. 2015. Impacts of landuse and climate variability on hydrological components, Malaysia. Hydrological Sciences, 60:1-17.

Worqlul, A. W., Ayana, E. K., Maathuis, B. H., MacAlister, C., Philpot, W. D., Leyton, J. M. O. and Steenhuis, T. S. 2018. Performance of bias corrected MPEG rainfall estimate for rainfall-runoff simulation in the upper Blue Nile Basin, Ethiopia. Journal of Hydrology, 556, 1182-1191.

Ye, W., Jakeman. A.J. and Young. P.C. 1997. Identification of improved rainfall runoff models for an ephemeral low-yielding Australian catchment. Environmental Modelling and Software, 13: 59-74