اثر تغییر اقلیم بر متغیرهای اقلیمی و رواناب حوضه توسط مدل HBVتحت سناریوهای مدل BCM2

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 گروه مهندسی عمران، دانشگاه رازی، کرمانشاه، ایران

2 گروه مهندسی عمران، دانشگاه پیام نور، ایران

3 مهندسی عمران، دانشگاه رازی، کرمانشاه، ایران.

چکیده

 
چکیده
تغییر اقلیم موجب تغییر متغیرهای اقلیمی حوضه آبریز شده و بر منابع آب­های سطحی تاثیر می­گذارد و می­تواند موجب بحران در خصوص منابع آب گردد. با هدف ارزیابی اثرات تغییر اقلیم آینده بر منابع آب سطحی حوضه رودخانه بشار در کهگیلویه و بویراحمد، سناریوهای آینده A2, A1B, B1 مدل اقلیمیBCM2.0  به روش عامل تغییرات ریزمقیاس شد. جریان روزانه رودخانه با استفاده از مدل پیوستهHBV شبیه­سازی شد. سری­های متغیرهای اقلیمی مشاهداتی و سناریوهای آینده به مدل هیدرولوژیکی HBV وارد شد و جریان روزانه اقلیم فعلی و اقلیم آینده (93-2067) شبیه­سازی شد. با مقایسه جریان شبیه­سازی شده اقلیم فعلی و اقلیم آینده، اثر تغییر اقلیم بر متغیرهای حوضه ارزیابی شد. نتایج حاکی از افزایش دما و تبخیر و تعرق در کلیه ماه­های سال و کاهش چشم­گیر بارش و دبی جریان رودخانه در اغلب ماه­های سال در آینده است. بر این مبنا، میانگین بارش سالانه تا %40 و میانگین جریان تا %50 کاهش می­یابد. جریان­های روزانه کمینه نیز به میزان قابل توجهی کاهش خواهد یافت. مثلا Q95%با دوره بازگشت 2 و 25 سال به ترتیب تا 51 و 66 درصد کاهش می­یابد. از این­رو اتخاذ تدابیر آمادگی برای رویارویی با شرایط اقلیم تغییر یافته آینده به­ویژه در ارتباط با منابع آب ضروری به نظر می­رسد.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Impacts of Climate Change on climate variables and catchment stream-flow, using HBV model under BCM2 Scenarios

نویسندگان [English]

  • Meysam Heidari 1
  • Mohammad Reza Khazaei 2
  • , Ali Akbar Akhtari 3
1 , Department of civil engineering, Razi university, Kermanshah
2 , Departmen of civil engineering t, Payame Noor university, I.R of Iran
3 Department of civil engineering, Razi university, Kermanshah
چکیده [English]

                          
Abstract
Climate change has led to change in climate variables of catchments and has impacts on surface water resources which could create crisis in water resources management. In this study, the impact of climate change was assessed on surface water resources of Bashar river catchment, located in Kohgiloye-o-Boir-Ahmad province. Future B1, A1B, and B2 scenarios of BCM2.0 model were downscaled via Change Factor method. HBV model is calibrated and validated for the catchment. Series of observed climate variables and future scenarios were put into HBV model and daily stream-flow series for both, historic and future (2067-2093) periods, were simulated. By comparing simulated discharges for historic and future periods, the climate change impacts are assessed. Results show that temperature and evapo-transpiration would increase in all of the months in future. Also precipitation and stream-flow would decrease through most of the months in 2067-93 period. Mean precipitation and mean discharge would decrease up to 40 and 50 percent respectively. Annual daily minimum discharges would obviously. For instance, Q95% via return period of 2 and 25 years would reduce up to 51%and 66%, respectively. Therefore, putting expedient measures to encounter changes in future climate is necessary, specially measures related to water resource management.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Keywords: climate change
  • low flows discharge
  • runoff
  • flood
  • Bashar River

 

خزائی،م. ر.، 1395. ارزیابی اثر تغییر اقلیم بر رژیم هیدرولوژیکی یک حوضه آبریز کوهستانی در ایران، نشریه علمی– پژوهشی حفاظت منابع آب و خاک، دوره 5، شماره 3، صفحات 43-54.

خزائی، م.ر.، تلوری، ع.,ا،. جباری. 1382. تحلیل توزیع فراوانی خشکسالی هیدرولوژیک، فصلنامة علمی- پژوهشی جغرافیا و توسعه، شمارة 2، صفحات 45-56.

رزاقیان، ه.،کاکاشاهدی، م.،ر،. حبیب نژاد1395.. ارزیابی اثر تغییر اقلیم بر رواناب حوزه آبخیز بابل­رود بااستفاده از مدل IHACRES. مجله مهندسی آبیاری و آب ایران، سال هفتم، شماره 26، ص 172-159.

Ashagrie A.G, de Laat P.J.M, de Wit M.J.M, Tu M, Uhlenbrook S. 2006. Detecting the influence of land use changes on discharges and floods in the Meuse River Basin – the predictive power of a ninety-year rainfall-runoff relation. Hydrol. Earth Syst. Sci., 2006; 10, 691–701.

Bergström S. 1976. Development and application of a conceptual runoff model for Scandinavian catchments. SMHI RHO 7, Norrköping.

Bergstrom S, Carlsson B, Gardelin M, Lindström G,Pettersson A, Rummukainen M. 2001. Climate change impacts on runoff in Sweden — assessments by global climate models, dynamical downscaling and hydrological modeling. Swedish Meteorological and Hydrological Institute, 60176 Norrköping, Sweden; Vol. 16: 101–112.

Chen H, Xu C, Guo S. 2012. Comparison and evaluation of multiple GCMs, statistical downscaling and hydrological models in the study of climate change impacts on runoff. Journal of Hydrology; 434–435: 36–45.

Chiew F.H.S, Kirono D.G.C, Kent D.M, Frost A.J, Charles S.P, Timbal B, et al. 2010. Comparison of runoff modeled using rainfall from different downscaling methods for historical and future climates. J. Hydrol.;387: 10–23.

Devkota L.P, Gyawali D.R. 2015. Impacts of climate change on hydrological regime and water resources management of the Koshi River Basin, Nepal. Journal of Hydrology: Regional Studies; 4: 502–515.

Fowler H.J, Blenkinsop S, Tebaldi C. 2007. Linking climate change modeling to impacts studies: recent advances in downscaling techniques for hydrological modeling. International Journal of Climatology; 27, 1547-1578.

IPCC. Climate change Impacts, Adaptation and Vulnerability. 2001. Contribution of Working Group II to the third assessment report of the Intergovernmental Panel on Climate Change. UK: Cambridge University Press, UK.

IPCC. Climate Change .2007. The Physical Science Basis, Contribution of Working Group 1 to the 4th Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change. Salomon S, Qin D, Manning M, Chen Z, Marquis M, Averyt K.B, et al. (Editors). Cambridge University Press, Cambridge, United Kingdom.

IPCC. Climate Change. 2013. The Physical Science Basis. Available online at:http://www.climatechange2013.org/images/report/WG1AR5_ALL_FINAL.pdf

Kamali M, Ponnambalam K, Soulis E.D. 2007. Computationally efficient calibration of WATCLASS Hydrologic models using surrogate optimization. Hydrology and Earth System Sciences;4: 2307–2321.

Kay A.L, Davies H.N, Bell V.A, Jones R.G. 2009. Comparison of uncertainty sources for climate change impacts: flood frequency in England, Climatic Change; 92: 41-63.

Khazaei M.R, Zahabiyoun B, Saghafian B. 2012. Assessment of climate change impact on floods using weather generator and continuous rainfall-runoff model. International Journal of Climatology; 32:1997-2006.

Kidson J.W, Thompson C.S. 1998. A comparison of statistical and model-based down-scaling techniques for estimating local climate variations. Journal of Climate; 11: 735–753.

Murray C, Blöschl G. Hydrological modeling in a changing world. 2011. Progress in Physical Geography; 35: 249-261.

Siebert J, Vis M.J.P. 2012. Teaching hydrological modeling with a user friendly catchment runoff-model software package, Earth Syst. Sci.;16, 3315-3325.

Siebert J. 2000. Multi-criteria calibration of a conceptual runoff model using a genetic algorithm, Hydrol. Earth Syst. Sci.;4: 215-224.

Seibert J, McDonnell J.J. 2002. On the dialog between experimentalist and modeler in catchment hydrology: Use of soft data for multi criteria model calibration. Water resources research; 38: 1-14.

Teng J, Chiew F.H.S, Vaze J. 2012. Estimation of climate change impact on mean annual runoff across continental Australia using Budyko and Fu equations and hydrological models. J. Hydrometeorol;13: 1094–1106.

Wang Y, Wang X, Li C, Wu F, Yang Z. 2014. Spatiotemporal analysis of temperature trends under climate change in the source region of the Yellow River, China. Theoretical and Applied Climatology ; 119: 123–133.

Xu C.Y, Widen E, Halldin S. 2005. Modeling hydrological consequences of climate change – progress and challenges. Adv. Atmos. Sci.;22: 789–797.

Zhang G.P, Savenije H.H.G. 2005. Rainfall-runoff modeling in a catchment with a complex groundwater flow system: application of the Representative Elementary Watershed (REW) approach. Hydrology and EarthSystem Sciences;9: 243–261.