ارزیابی اثر تغییر اقلیم بر رواناب حوزه آبخیز بابلرود با استفاده از مدل IHACRES

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 گروه علوم کشاورزی و منابع طبیعی و محیط زیست، دانشگاه پیام نور، تهران

2 و عضو هیات علمی گروه علوم مهندسی آبخیزداری، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی ساری

3 روه مرتع و آبخیزداری دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی ساری، ایران.

چکیده

 
 
چکیده
حوزه آبخیز بابلرود در استان مازندران در سالیان اخیر حوادث اقلیمی متفاوتی را تجربه نمود. بر این اساس لزوم بررسی هر چه بیشتر تأثیر تغییر اقلیم بر رواناب این حوزه آبخیز مورد تأکید قرار می­گیرد. این کار از طریق مدل­های تغییر اقلیم که قادر به شبیه­سازی متغیرهای اقلیمی هستند؛ انجام می­پذیرد. به­دلیل عدم پیش­بینی پارامترهای آب و هواشناسی در مقیاس نقطه­ای توسط مدل­های تغییر اقلیم، ابزار واسطی به­نام مولد هواشناسی ابداع گردید که توسط آن می­توان تغییر اقلیم را در مقیاس نقطه­ای و ایستگاه موردنظر ارزیابی کرد. در این تحقیق با استفاده از این روش، داده­های مدل گردش عمومی جو HadCM3 با به­کارگیری نرم افزار LARS-WG طبق سه سناریوی A2، B1 و A1B برای دوره­های زمانی اول (2065-2046) و دوم (2099-2080) ریزمقیاس شدند. نتایج حاصل از ارزیابی تغییراقلیم، تغییر میزان بارش در حوضه مورد مطالعه را از 43- تا 32+ درصد بیان نمود. این حدود تغییرات با افزایش بارش در ماه­های پربارش و کاهش شدید بارندگی در ماه­های کم بارش تابستان همراه بود. همچنین افزایش دمای سالانه به­طور میانگین حدود 4/1 سانتی‌گراد تا 6/3 سانتی‌گراد، به­ویژه در ماه­های گرم سال نمود بیشتری خواهد داشت. پس از این مرحله مقادیر پیش­بینی شده دما و بارش توسط مدل اقلیمی HadCM3، به مدل بارش-رواناب IHACRES داده شد و تغییرات دبی در دو دوره اول و دوم مشخص گردید. میانگین دبی ماهانه دوره پایه (42/17 متر مکعب) نسبت به میانگین دوره اول (82/14 متر مکعب) و میانگین دوره دوم (20/14 متر  مکعب) بیشتر بود که این موضوع به کاهش 15 تا 5/18 درصدی در میزان میانگین رواناب ماهانه اشاره دارد. براساس یافته های این پژوهش افزایش دما و کاهش میزان بارش در طی سال­های آینده منجر به کاهش رواناب و منابع آبی موجود به­واسطه فرآیند تبخیر و خشکی بیشتر حوزه آبخیز خواهد شد که به تبع آن با تأثیر بر اقلیم منطقه در آینده­ای نه چندان دور، تعداد و شدت وقایع سیل و خشکسالی افزایش خواهد یافت.




 

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Evaluation of the climate change effect on Babol-rood watershed runoff using IHACRES model

نویسندگان [English]

  • Hadi Razzaghian 1
  • Kaka Shahedi 2
  • Mahmood Habib nejad roshan 3
1 Assistant Professor, Faculty of Agricultural Sciences, Department of Natural Resources and environmental Engineering, Payam Noor University, 19395-4697, Tehran, I.R. of Iran
2 AssociateProfessor of Agricultural Sciences and Natural Resources Department, Sari University
3 Professor of Agricultural Sciences and Natural Resources Department, Sari University
چکیده [English]

Abstract:
Babolroud watershed in Mazandaran province in recent years experienced different climate events. On this basis, emphasize necessity to investigate further on impact of climate change on watershed runoff. This work is done by climate change models that able to simulate climatic variables. Due to the forecast lack of meteorological parameters in the point scale by climate change models, weather generator tool interface was developed by which it can be evaluated climate change in point scale and the desired station. In this study, using this method, the data model HadCM3 general circulation of the atmosphere with the use of LARS-WGsoftware according to A2, B1 and A1B three scenarios for first time periods (2046-2065) and second (2080-2099) were. The results revealed that change in rainfall in Babul-rod watershed varies between -43% to +32%. This variation ranges accompany with rainfall increase in rainy months and severe decrease in months with low rain, respectively. Also, Increase in annual temperature in average was 1.4c to 3.6c, especially in warm months. After this step the values ​​of temperature and precipitation predicted by the HadCm3 climate model introduced to IHACRES rainfall-runoff model and changes in discharge determined in both the first and second periods, respectively. Average monthly flow( ) in the base period (17.42) was higher than the average of the first period (14.82) and the average of the second period (14.20) which it refers to reduction of 15 to 18.5 percent the average monthly runoff. According to the study, rising temperatures and reduced rainfall throughout the coming years lead to reduce runoff and water resources due to more evaporation and aridity will watershed that consequently affects the climate of the region in the near future, the number and intensity of floods and droughts will increase

کلیدواژه‌ها [English]

  • Key words: HadCM3
  • Rainfall-Runoff model
  • Weather generating
  • Babolrood

بابائیان، ا.، ز.، ف.، نجفی نیک، م.، زابل عباسی، ح.، حبیبی نوخندان، ادب، و ش. ملبوسی. 1388. ارزیابی تغییر اقلیم کشور در دوره 2039-2010 با استفاده از ریز مقیاس نمایی داده­های مدل گردش عمومی ECHO-G. مجله علمی- پژوهشی جغرافیا و توسعه، شماره16، ص 152-135.

بختیاری، ب.، ش.، پورموسویو ن. سیاری. 1394. بررسی اثر تغییر اقلیم بر منحنی­های شدت-مدت-فراوانی ایستگاه بابلسر طی دوره زمانی 2030-2011. نشریه آبیاری و زهکشی. (8)  4: 704-694.

خزانه­داری، ل.، ف. زابل­عباسی، ش. قندهاری، م. کوهی و ش. عباسی. 1388. دورنمای وضعیت خشکسالی ایران طی سی سال آینده. مجله جغرافیا و توسعه ناحیه­ای، شماره 12، ص17-1.

ذهبیون، ب.، م. گودرزی، و ع. مساح­بوانی. 1389. کاربرد مدل SWAT در تخمین رواناب حوضه در  دوره­های آتی تحت تاثیر تغییر اقلیم. نشریه پژوهش­های اقلیم شناسی، سال اول، شماره 3 و 4،ص 58-43.

رحیمی فر, ه.، ه.، حصادی، ن.، امیدی و آ.، اسدی، ۱۳۹۳. شبیه سازی بارش رواناب حوضه روانسر با استفاده از نرم افزار IHACRES، همایش ملی آب، انسان و زمین، اصفهان، ص 12-1.

زارعی، م.، م. حبیب­نژاد­روشن، ک. شاهدی و م. ر. قنبرپور. 1389. کالیبراسیون و ارزیابی مدل هیدرولوژیکی IHACRES به­منظور شبیه­سازی جریان روزانه. نشریه آب و خاک، جلد 25، شماره 1، ص 114-104.

سهرابیان، ا.، م. مفتاح­هلقی، خ. قربانی، س. گلیان و م. ذاکری نیا. 1394. بررسی تأثیر تغییر اقلیم بر آبدهی حوضه با دخالت مدل هیدرولوژی (حوضه گالیکش استان گلستان). نشریه پژوهش­های حفاظت آب و خاک، جلد 22، شماره 23، ص 125-111.

عبدالهی پور, آ.، ص. معظمی گودرزی و م. ذاکری نیری. ۱۳۹۴، شبیه سازی دبی روزانه با استفاده از مدل بارش_رواناب IHACRES مطالعه موردی:حوزه آبخیز ساروق چای زرینه رود، کنفرانس بین المللی دستاوردهای نوین در محیط زیست و مدیریت شهری، تهران،ص 92-81.

کاویان، ع.، و ع. صفری. 1391. تعیین مدل مناسب برای برآورد رسوبدهی با استفاده از روش­های آماری ( حوضه آبخیز بابلرود). نشریه تحقیقات کاربردی علوم جغرافیایی، سال سیزدهم، شماره 30، ص 130-111.

Abushandi, E. H. and M. Broder. 2011. Application of IHACRES rainfall-runoff model to the Wadi Dhuliel arid catchment, Jordan. J. Water Clim. Change. 2: 56-71

Box G. E. P. and G. M. Jenkins. 1970. Time Series Analysis: Forecasting and Control. Holden-Day, San Francisco.230p.

Chen, J., J. Xia, C. Zhao, S. H. Zhang, G. Fu, L. Ning. 2014. The mechanism and scenarios of how mean annual runoff varies with climate change in Asian monsoon areas, Journal of Hydrology, 517:595-606.

Croke, B. F. W., F. Andrews, J. Spate and S. M Cuddy. 2005. IHACRES user guide.Technical Report 2005/19. Second Edition. iCAM, School of Resources,Environment and Society, The Australian National University, Canberra.http://www.toolkit.net.au/ihacres.

Nigel W. A. and B. Lloyd. 2014. The global-scale impacts of climate change on water resources and flooding under new climate and socio-economic scenarios. Journal of Climatic Change. 122:127–140

Dye, P. J. and B. F. W Croke. 2003. Evaluation of Streamflow predictions by the IHACRES rainfall-runoff. Environmental Modelling & Software. 18: 705–712.

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

 

Guardiola, M., P. A. Troch, D. D. Breshears, T. E. Huxman, M. B. Switanek, M. Durcik, N.S. Cobb. 2011. Decreased streamflow in semi-arid basins following drought-induced tree die-off, Journal of Hydrology, 406:225-233.

 

Kling, H., M. Fuchs, M. Paulin. 2012. Runoff conditions in the upper Danube basin under an ensemble of climate change scenarios J. Hydrol., 424–425 (2012), pp. 264–277

 

IPCC. 2007. Summary for policy makers climate change: The physical science basis. Contribution of working group I to the forth assessment report. Cambridge University Press, 881p.

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

Muttiah, R. S., and R. A. Wurbs. 2002. Modeling the impacts of climate change on water supply reliabilities. Water International. 27: 3. 407-419.

Silwal, G., Kayastha, R., and Mool, P. 2016. Application of Temperature Index Model for Estimating Daily Discharge of Sangda River Basin, Mustang, Nepal, Journal of Climate Change, 2(1), pp. 15-26.

Surfleet, C. G. and D. Tullos. 2013. Variability in effect of climate change on rain-on-snow peak flow events in a temperate climate, Journal of Hydrology, 479: 24–34.

Zarghami M., A. Abdi, I.  Babaeian, Y. Hassanzadeh and R. Kanani. 2011. Impacts of climate change on runoffs in East Azerbaijan, Iran. Journal of Global Change. 1698: 1-10.