بررسی اثر تغییر اقلیم بر میزان تولید انرژی برقابی سد کارون

نویسندگان

1 دانشجوی کارشناسی ارشد مهندسی منابع آب، دانشکده کشاورزی دانشگاه شهرکرد

2 منابع آب، گروه مهندسی آب دانشکده کشاورزی، دانشگاه شهرکرد،

3 دانشجوی کارشناسی ارشد مهندسی منابع آب دانشگاه شهید چمران اهواز

4 استادیار گروه مهندسی آب دانشکده کشاورزی دانشگاه شهرکرد

چکیده

بررسی تاثیرات بالقوه تغییراقلیم بر تولید انرژی برقابی و بهره­برداری از مخازن در سطح حوضه امری ضروری است. در پژوهش حاضر، اثر تغییراقلیم بر تولید انرژی برقابی سد کارون 4 مورد بررسی قرار گرفت. به همین منظور، پس از جمع آوری داده­های مورد نیاز، متغیرهای دما و بارش با استفاده از مدل­های گردش عمومی جو (GCM) تحت سناریوهای اقلیمی RCP4.5 و RCP8.5 از گزارش پنجم IPCC برای دوره آتی (2029-2050) تولید شدند. سپس مقادیر دما و بارش برای دوره آتی با استفاده از روش دلتا ریزمقیاس شدند. سری های زمانی تولید شده بعنوان ورودی مدل بارش- رواناب IHACRES در نظر گرفته شد و میزان رواناب تحت سناریوهای مختلف بدست آمد. سپس اثر تغییرات رواناب تحت سناریوهای مورد مطالعه بر میزان انرژی برقابی تولید شده مورد بررسی قرار گرفت. پیش­بینی­های اقلیمی بیانگر افزایش میانگین بلندمدت سالانه دما به میزان 72/1 و 04/2 درجه سانتیگراد و کاهش میانگین بارش سالانه به میزان 5% و 14% به ترتیب تحت دو سناریوی RCP 4.5 و RCP 8.5 در بازه زمانی 2029-2050 میلادی است. نتایج مدل­سازی بارش- رواناب حاکی از کاهش میانگین سالانه جریان ورودی به مخزن سد به میزان 21% و 34% به ترتیب تحت دو سناریوی RCP 4.5 و RCP 8.5 می­باشد. برای بررسی اثر کاهش رواناب بر وضعیت مخزن و تولید انرژی برقابی، مخزن سد کارون 4 با نرم­افزار WEAP شبیه سازی شد. نتایج بدست آمده نشان داد که انرژی برقابی استحصالی از سد در دوره آتی (2050-2029) به میزان 17% و 31% به­ترتیب تحت سناریوهای RCP 4.5 و RCP 8.5 کاهش خواهد یافت.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Investigation of Climate Change Effect on Hydropower Energy Generation by Karun 4 Dam

نویسندگان [English]

  • Fahimeh Amini Naghani 1
  • Rsoul Mirabbasi Najafabadi 2
  • Reza Zamaniahmadmahmoodi 3
  • Mohammad Ali Nasr Esfahani 4
1 MSc Student of Water Resources Engineering, Shahrekord University, Shahrekord, Iran
2 Assistant Professor, Department of Water Engineering, ShahrekordUniversity, Shahrekord. Iran.
3 M.Sc Student, Dep. of Hydrology and Water Resources Engineering, Shahid Chamran University of Ahvaz, Iran. Corresponding
4 Assistant Professor, Department of Water Engineering, Shahrekord University
چکیده [English]

Investigation of the potential impacts of climate change on hydropower generation and reservoir operation at the basin is a necessary issue. In this research, the effect of climate change on the generation of hydroelectric energy in the Karun 4 dam was investigated. For this purpose, after collecting the required data, temperature and precipitation variables were generated using general circulation models (GCM) under RCP4.5 and RCP8.5 climate scenarios for the upcoming period (2029-2050). Then, the temperature and precipitation values were downscaled for the future period using the changes factor method. The generated time series were used as inputs for the IHACRES rainfall-runoff model and the runoff were simulated under different scenarios. Then the effect of runoff variation under considered scenarios in the amount of generating hydroelectric energy was investigated. Climate predictions indicate an increase of 1.72 and 2.4° C in the long-term average annual temperature, and a reduction in the annual precipitation of 5% and 14% under the RCP 4.5 and RCP 8.5 scenarios, respectively, in the period of 2029-2050. The results of rainfall-runoff modeling indicate that the average annual inflow into the dam reservoir will be decreased 21% and 34% under the scenarios RCP 4.5 and RCP 8.5, respectively. In order to investigate the effect of runoff reduction on reservoir status and hydroelectric generation, the reservoir of Karun 4 Dam was simulated with WEAP software. The results showed that the generated hydroelectric energy by the Karun 4 Dam in the upcoming period (2029-2050) will be decreased by 17% and 31% under RCP 4.5 and RCP 8.5 scenarios, respectively.

کلیدواژه‌ها [English]

  • : climate change
  • Hydropower energy
  • Karun 4 basin
  • IHACRES
  • WEAP
اکبریان اقدم ا.، ع. م. احمدوند و س. علیمحمدی. 1394. مدیریت تولید آینده در نیروگاه های برقابی تحت تاثیر تغییراقلیم (مطالعه موردی نیروگاه سد کارون 4). مدیریت صنعتی دانشگاه تهران، دوره 7. شماره 2. ص 244-215.
جدیری نقاشکار ل.، و م. ضرغامی. 1392. مدلسازی تاثیر تغییر اقلیم بر تولید برقابی سد سفیدرود. اولین کنفرانس ملی هیدرولوژی مناطق نیمه خشک. سنندج. جهاد دانشگاهی استان کردستان.
جمالی س. 1393. آسیب شناسی نیروگاه های برقابی در مواجهه با اثرات تغییر اقلیم. مطالعه موردی: حوضه آبریز کرخه. فصلنامه سد و نیروگاه برقابی ایران. سال اول. شماره 2. ص 37-25.
منصوری ا.، ب. امین­نژاد و ح. احمدی. 1397. بررسی اثر تغییر اقلیم بر رواناب ورودی به مخزن سد کارون 4 بر اساس گزارشات چهارم و پنجم IPCC. نشریه علوم آب و خاک، شماره 2. ص 359-345.
نیرومندفرد ف.، م. ذاکری­نیا و ب. یازرلو. 1397. بررسی تاثیر تغییر اقلیم بر جریان رودخانه با استفاده از مدل بارش- رواناب IHACRES (مطالعه موردی: حوضه محمدآباد در استان گلستان). مجله علوم و مهندسی آبیاری، جلد 41. شماره 3. ص 117-103.
Ahadi M. S., H. Eshraghi, M. Habibi Nokhandan, M. Shahni Danesh and H. Fahmi. 2016. Climate change impact assessment on water resources in Iran: applying dynamic and statistical downscaling methods. Journal of Water and Climate Change, 7(3): 551-577.
Dunne J. P., J. G. John, A. J. Adcroft, S. M. Griffies, R. W. Hallberg, E. Shevliakova, R. J. Stouffer, W. Cooke, K. A. Dunne and M. J. Harrison. 2012. GFDLs ESM2 global coupled climate-carbon Earth System Models. Part I: Physical formulation and baseline simulation characteristics. Journal of Climate, 25: 6646–6665.
Fan J., J. Hu, X. Zhang, L. Kong, F. Li and Z. Mi. 2020. Impacts of climate change on hydropower generation in China. Mathematics and Computers in Simulation, 167: 4-18.
Gelete G., H. Gokcekus and T. Gichamo. 2019. Impact of climate change on the hydrology of Blue Nile basin, Ethiopia: A review. Journal of Water and Climate Change, Doi: 10.2166/wcc.2019.014.
Hamududu B. H. and A. Killingtveit. 2016. Hydropower production in future climate scenarios, the case for the Zambezi River. Energies, 9(7): 502. Doi: 10.3390/en9070502
Harrison G.