The Effect of Climate Change on Climate Variables and Runoff Kamal-Saleh Watershed in Markazi Province

Document Type : Original Article

Authors

1 M.s. civil engineering, university of Qom,

2 Department of Civil Engineering, Faculty of Engineering, Arak University, Arak, Iran

Abstract

In this study, to predict the effect of climate change on hydro-climate variables in the study area, based on downscaled outputs from atmosphere general circulation models, the most appropriate scenarios were used. For this purpose at first, by valid trend tests, climate change in the case study was valued during the base period (1976-2005). Then the CanESM2 model under RCP2.6, RCP4.5, and RCP8.5 scenarios in three future periods (2039-2010) (2040-2069) and (2070-2099) was used, and the SDSM model was used to downscale the climatic data. The results of the simulation for future periods and comparison the results with the base period indicated that average temperature increase between 1.3 to 5.7 (ºC), the mean annual precipitation under the RCP4.5 scenario for all three future periods decrease and for RCP8.5 scenario for all three periods increase and also for RCP2.6 it has a reduction of precipitation for 2010-2039 and precipitation increase for other two future periods. The IHACRES model was used to simulate runoff. The results showed that for all periods and RCPs scenarios, the runoff decreases between 10 to 38% in comparison with the basic period. Based on the results of this study, increasing temperature and decreasing precipitation over the next years will reduce the runoff and water resources of the region due to increased evaporation and transpiration, which in the future will increase the probability of increasing drought and flood in the region. Therefore, to adapt to climate change, appropriate managerial approaches at the watershed should be considered.

Keywords

Main Subjects

References

اسمعلی عوری، ا.، ن.  آقابیگی.، م، گلشن و ر. مصطفی­زاده. 1398. اثرات تغییر اقلیم بر رواناب با مدل هیدرولوژیکی IHACRES در برخی از حوزه­های آبخیز استان. نشریه علمی پژوهشی مهندسی آبیاری و آب ایران، سال دهم. شماره 38.
آشفته، پ،. و  ا، بزرگ حداد. 1394. ارزیابی تقابلات بین نوسانات طبیعی اقلیم و فعالیت‌های بشری بر رواناب.  مجله تحقیقات آب و خاک ایران (مجله علوم کشاورزی ایران)، دوره 45، شماره 1، ش.ص. 112- 103.
الماسی، پ.، سلطانی، س.، گودرزی،م و مدرس.ر. 1395 .بررسی اثرات تغییر اقلیم بر رواناب سطحی در حوضه آبخیز بازفت. نشریه علوم آب و خاک (علوم و فنون کشاورزی و منابع طبیعی )، 78. 20:52-39.
بینش، ن. 1397. مطالعه رژیم بارش و دبی حداکثر رواناب شهری در شرایط اقلیمی آینده )مطالعه موردی: حوضه سیل برگردان غرب)، نشریه مهندسی عمران امیرکبیر، دوره50، شماره 5، ش.ص. 862-851.
توکلی،م.، کریمی،ح و نورالهی،ه. ارزیابی اثرات تغییراقلیم بر منابع آب حوزه آبخیز سد ایالم. 1397 .نشریه علمی - پژوهشی مهندسی و مدیریت آبخیز. شماره 2. ص 170-157.
حاجی محمدی،م.، عزیزیان،ا و قرمز رشمه،ب. 1397. ارزیابی اثر تغییر اقلیم بر رواناب حوضه کن. نشریه علمی- پژوهشی مهندسی و مدیریت آبخیز، شماره 2. ص 156-144.
رضایی، ح.، ج، بهمنش.، م، آقاجانزاده و ر. آزاد. 1399. پیشبینی اثر تغییرات پارامترهای هواشناسی بر منابع آب زیرزمینی با استفاده از مدل­های شبکه عصبی مصنوعی (مطالعه موردی: دشت میاندوآب). نشریه علمی پژوهشی مهندسی آبیاری و آب ایران. سال دهم. شماره 39.
ضرغامی، م.، ا. بابائیان، ی. حسن زاده و ر. کنعانی. 1391. مطالعه تغییر اقلیم و اثرات آن بر خشکی (مطالعه موردی استان آذربایجان شرقی)، مجله علوم و مهندسی آبخیزداری ایران، سال ششم، شماره 18، ص 23-26.
عساکره، ح. 1386. تغییر اقلیم، انتشارات دانشگاه زنجان، نشر اول، ص 35-25.
فرزانه، م.، ا، اکبرپور ا.، س. اسلامیان و س.ز. صمدی. 1389. بررسی عدم قطعیت مدل چندگانه خطی SDSM بر رواناب رودخانه مطالعه موردی: حوزه بهشت آباد کارون شمالی، پایان­نامه کارشناسی ارشد مهندسی منابع آب، دانشگاه بیرجند.
موجرلو، ف.، فضل اولی، ر.، و عمادی. ا. 1398. کاربرد مدل IHACRES برای ارزیابی اثرات تغییر اقلیم بر دبی حوضه آبریز تجن، نشریه آبیاری و زهکشی ایران. شماره1 ،جلد 13، ص 141-129.
هادی زاده اغندی، م. 1378. پیش بینی و تحلیل خشکسالی تحت اثر تغییر اقلیم در جنوب کره. پایان نامه کارشناسی ارشد، گروه مهندسی منابع آب، دانشگاه بیرجند.
Abbaspour, K.C, Faramarzi, M, Ghasemi, S.S, Yang H. 2009. Assessing the impact of climate change on water resources in Iran. Water Resources Research, 45:1-16
Ashrafzadeh, A, Lotfirad, M, Salehpoor, J, 2019.  Using the IHACRES model to investigate the impacts of changing climate on stream flow in a semi-arid basin in north-central Iran. Journal of Hydraulic Structures, 5(1):27-41
Arora, V. K, Scinocca, J. F, Boer, G. J, Christian, J. R, Denman, K. L, Flato, G. M, Kharin,V. V, Lee W. G, Merryfield, W. J, 2011. Carbon emission limits required to satisfy future representative concentration pathways of greenhouse gases. Journal of Geophysical Research Letters. 38(5):1-6.
Chylek. P, Li. J Dubey, M Wang. M  Lesins. G, 2011. Observed and model simulated 20th century Arctic temperature variability: Canadian Earth System Model CanESM2. Journal of Atmospheric Chemistry and Physics Discussions 11:22893-22907
Dakhlaoui, H, Seibert, J, and Hakala, K, 2019. Hydrological Impacts of Climate Change in Northern, Tunisia. Journal of Advances in Sustainable and Environmental Hydrology, Hydrochemistry and Water Resources. 301-303
Fujihara, Y, Hosikawa, K, Fujii, H, Kotera, A, Nagano, T, Nagano, T, Yokoyama, S . 2016.  Analysis and attribution of trends in water levels in the Vietnamese Mekong Dealta. Journal of Hydrological Processes. 30:835-845
Hertig, E Jacobeit, J. 2008. Downscaling future climate change: Temperature scenarios for the Mediterranean area”. Global and Planetary Change, 63:127-131
Kumar S., Merwade V., Kam J., and Thurner K. 2009. Streamflow trends in Indiana: Effects of long term persistence, precipitation and subsurface drains. Journal of Hydrology, 374: 171-183.
Komozep, T, Chung, O. 2008.  The effects of climate change on the water resources of the Geumho River Basin (Republic of Korea). Journal of Hydro-environment Research, 8:358–366.
Legesse, B, 2003 risk information and eventual learning of smallholder farmers in Eastern Ethiopia. Journal of International Agriculture. 19(3):1067-1078
Millero, F. J., R. Feistel, D. J. Wright and T. J. McDougall. 2008. The composition of Standard Seawater and the definition of the Reference-Composition Salinity Scale. Deep Sea Research, 55(1): 50-72.
Partal, T, Kahya, E, 2006. Trend analysis in Turkish precipitation data. Journal of Hydrological processes 20(9):2011-2026
Samadi, S.Z, Massahbovani, A. 2008. Introduction of Artificial Neural Networks and SDSM for statistical downscaling data on temperature and rainfall data. In proc: Of third conference water resources management of Iran (WRM03-2008), 14 October, Tabriz university, Iran, 2008
Sarzaeim, P, Bozorg-Haddad, O, Zolghadr-Asli, B, Fallah-Mehdipour, E, Loáiciga, 2018. An Optimization of Run-of-River Hydropower Plant Design under Climate Change Conditions, Journal of Water Resource Manage 32(12):3919–3934.
Wibly, R, Harris, I, 2006. A Frame Work for Assessing Uncertainties in Climate Change Impact: Low Flow Scenarios For The River Thames, UK. Journal of Water Resources 42:1-10.
Wilks D, Wilbey R “The Weather Generation Game: A Review of Stochastic Weather Models”. Journal of progress in Physical Geography, 23:329-357, 1999.
World Climate Program, 1998. Analyzing Long Time Series of Hydrological Data with Respect of climate Variability and Change, Weap-3 WMO/TD no.224.
Yates, D.N and Strzepek, K.M, 1998. Modeling the Nile basin under climate change. Journal of Hydrologic Engineering. 3(2):98-108, 1998
Zhang, X, Vincent, L.A, Hogg, W.D, Niitsoo A. 2000. Temperature and precipitation trends in Canada during the 20th century. Journal of Atmosphere – Ocean 38(3):395-429.
Sen, P. 1968. Estimates of the regression coefficient based on Kendall’s ta. Journal of American Statistical Associate. 63:1379–1389.

Files

Share

How to cite

Statistics