حامد حامد حریری؛ سیدعباس حسینی؛ امیر خسروجردی
چکیده
مقدمه
پیشبینی تغییرات فرایندهای هیدرولوژیکی حوزه آبخیز، ناشی از پدیده تغییر اقلیم و پیامدهای احتمالی آن، کمک موثری به رفع چالشهای فراروی مدیران و برنامهریزان منابع آب در دورههای آتی میکند. اثرات پدیده تغییر اقلیم و بندهای گابیونی بهصورت همزمان، بر مقدار رسوب خارج شده حوضه دهبار تا کنون بررسی نشده است. لذا، بررسی ...
بیشتر
مقدمه
پیشبینی تغییرات فرایندهای هیدرولوژیکی حوزه آبخیز، ناشی از پدیده تغییر اقلیم و پیامدهای احتمالی آن، کمک موثری به رفع چالشهای فراروی مدیران و برنامهریزان منابع آب در دورههای آتی میکند. اثرات پدیده تغییر اقلیم و بندهای گابیونی بهصورت همزمان، بر مقدار رسوب خارج شده حوضه دهبار تا کنون بررسی نشده است. لذا، بررسی آن با چشمانداز 30 سال آینده و با استفاده از مدلهای SWAT و LARS-WG و ارزیابی توانایی این دو مدل در شبیهسازی تغییر اقلیم و حذف بندهای گابیونی، هدف اصلی این پژوهش است.
مواد و روشها
در این پژوهش، عملکرد بندهای گابیونی بهصورت مخزن در حوضه دهبار در 10 کیلومتری غرب مشهد و در جنوب شهر طرقبه که دارای اقلیم نیمهخشک سرد است، نسبت به میزان رسوب خروجی از حوضه برای 30 سال آینده با کمک مدل آماری LARS-WG و مدل شبیهساز هیدرولوژیکی SWAT، مورد ارزیابی قرار گرفته است. در این حوضه، پنج بند گابیونی وجود دارد. برای پیشبینی متغیرهای هواشناسی دوره آتی در سطح حوزه آبخیز دهبار، پس از واسنجی مدل LARS-WG از مدل HadGEM2 و سه سناریوی RCP8.5، RCP4.5 و RCP2.6 برای ریزمقیاسسازی دادههای هواشناسی در دوره 2050-2020 استفاده شد. برای بررسی عملکرد نتایج شبیهسازی در این مدل، از آزمونهای آماری کولموگروف اسمیرنوف (K-S)، t و F استفاده شد. برای آمادهسازی و اجرای مدل SWAT، از نقشه و اطلاعات مدل رقومی ارتفاع، خاک، کاربری اراضی، دادههای هیدرولوژیک و هواشناسی و از مخزن، برای معرفی بندهای گابیونی به مدل استفاده شد. بهمنظور تحلیل حساسیت، واسنجی و اعتبارسنجی مدل SWAT، از الگوریتم نیمهخودکار SUFI-2 استفاده شد.
نتایج و بحث
مقادیر میانگین بارش شبیهسازی شده، انطباق خوبی با مقادیر مشاهداتی داشتند و بیشترین اختلاف مربوط به ماههای فوریه و آوریل بود. در خصوص مقادیر انحراف معیار بارشهای ماهانه نیز بیشترین اختلاف به ماههای فوریه و مارس تعلق داشت. میانگین دمای کمینه شبیهسازی شده نیز تطابق خیلی خوبی با مقادیر مشاهداتی داشت. همچنین، برای دمای بیشینه نیز روندی مشابه دمای کمینه دیده شد. همچنین، مقادیر p-value حاصل از آزمون t برای متغیرهای فوقالذکر هیچ اختلاف معنیداری بین میانگین دادههای دما و بارش تولید شده و دادههای مشاهداتی وجود نداشت و مدل LARS-WG به خوبی توانست میانگینهای دما و بارش را شبیهسازی کند. بارش ماهانه در تمامی سناریوها (RCP8.5، RCP4.5 و RCP2.6) در افق 2050 در هفت ماه ابتدای سال، کمتر از میزان بارش ماهانه در دوره پایه نشان داد ولی برای پنج ماه دوم سال، افزایش بارش مشاهده شد. همچنین، در افق 2050 دما بهطور متوسط نسبت به دوره پایه افزایش یافت. برای ترسیم منحنی سنجه رسوب از روش متوسط دستهها با ضریب FAO اصلاح شده استفاده شد. مقدار رسوب مشاهدهای 2.14 تن در هکتار در سال، برای هر هکتار محاسبه شد. برای واسنجی و اعتبارسنجی مدل SWAT، در ابتدا با استفاده از نرمافزار CUP_ SWAT پارامترهایی که تاثیر بیشتری بر دبی و رسوب خروجی از حوضه داشتند، مشخص شدند. بهمنظور تحلیل حساسیت، واسنجی و اعتبارسنجی مدل SWAT، از الگوریتم نیمه خودکار SUFI-2 استفاده شد. پس از آن، با استفاده از مدل واسنجی و اعتبارسنجی شده SWAT، اثرات تغییر اقلیم بر میزان رواناب و رسوب حوضه بررسی شد. نتایج نشاندهنده کاهش بارندگی، افزایش دما و کاهش رواناب در افق 2050 است. تغییرات رسوب برای دو سناریوی RCP4.5 و RCP2.6 بهترتیب، 9.3+ و 3.1+ درصد و برای سناریوی RCP8.5 برابر 4.6- درصد است. بندهای گابیونی بهطور متوسط، 57.09 درصد خروج رسوب از حوضه را کاهش میدهند.
نتیجهگیری
در این پژوهش، اثرات تغییر اقلیم بر رسوب خروجی از حوضه دهبار در دوره 2020 تا 2050 و تاثیر بندهای گابیونی در شرایط موجود (وجود بندها) و در شرایط حذف این بندها مورد بررسی قرار گرفت. در کلیه سناریوها دمای کمینه و دمای بیشینه در دوره 2050-2020 نسبت به دوره پایه افزایش پیدا کرد. از اثرات منفی افزایش دما، ایجاد تغییر در مقادیر و الگوی زمانی-مکانی بارش است. نتایج حاکی از آن است که مدل SWAT قابلیت شبیهسازی فرایندهای هیدرولوژیکی و رسوب در حوزههای آبخیز نسبتا کوچک تا متوسط با شرایط پیچیده مانند حوضه دهبار را حتی با محدودیت داده مشاهداتی، با دقتی قابل قبول دارد. افزایش مقدار رسوب در نقطه خروجی حوضه با وجود کاهش بارندگی و رواناب، نشاندهنده بارشهای کوتاه مدت با شدت زیاد بوده است که باعث افزایش شرایط سیلابی میشود. از تغییرات میزان فرسایش و رسوب در افق 2050 و با سناریوهای متفاوت میتوان نتیجه گرفت که تغییر اقلیم بر فرسایش حوضه در آینده تاثیرگذار است و مدل شبیهسازی میتواند در پیشبینی فرسایشپذیری کارایی داشته باشد. لذا، نتایج بهدست آمده از مدل SWAT امکان توصیه کاربرد آن را در منطقه فراهم میکند.
نوید ضیایی؛ مجید اونق؛ حمیدرضا عسگری؛ علیرضا مساح بوانی؛ عبدالرسول سلمان ماهینی؛ محسن حسینعلیزاده
چکیده
تأثیرات تغییر اقلیم بر دما و بهویژه بارش سراسر جهان بهدلیل پیچیدگی و تغییرات مکانی آنها بهخوبی شناخته نشده است. در این تحقیق، اقدام به بررسی اثر پدیده تغییر اقلیم بر تغییرات برخی از متغیرهای اقلیمی (دما و بارش)، در حوضه حبلهرود با توجه به حساسیت اکولوژیکی و موقعیت خاص این منطقه در دورههای آتی شد است. برای این کار، دادههای ...
بیشتر
تأثیرات تغییر اقلیم بر دما و بهویژه بارش سراسر جهان بهدلیل پیچیدگی و تغییرات مکانی آنها بهخوبی شناخته نشده است. در این تحقیق، اقدام به بررسی اثر پدیده تغییر اقلیم بر تغییرات برخی از متغیرهای اقلیمی (دما و بارش)، در حوضه حبلهرود با توجه به حساسیت اکولوژیکی و موقعیت خاص این منطقه در دورههای آتی شد است. برای این کار، دادههای مدلHadCM3 با بهکارگیری مدلLARS-WG طبق سناریوهای A2، B2 و A1B ریزمقیاس شده و تغییرات فصلی بارش، کمینه و بیشینه دمای ایستگاههای سینوپتیک فیروزکوه و گرمسار در دو دوره 2030-2011 و 2065-2046 مورد بررسی قرار گرفتند. نتایج نشان داد که بارش حوضه بهطور متوسط در آینده نزدیک بین 0.23 تا 4.80 میلیمتر افزایش و در آینده میانه 0.08 تا 0.15 میلیمتر کاهش خواهد یافت. کمینه دما برای آینده نزدیک بین 0.50 تا 0.67 درجه سانتیگراد و در آینده میانه بین 1.54 تا 1.97 درجه سانتیگراد افزایش خواهد یافت. بیشینه دمای حوضه حبلهرود برای آینده نزدیک بین 0.43 تا 600. درجه سانتیگراد و برای آینده میانه بین 1.47 تا 1.89 درجه سانتیگراد افزایش خواهد یافت و در نهایت میتوان گفت که شرایط اقلیمی حوضه حبلهرود در دورههای آتی، تفاوت محسوسی با شرایط فعلی خواهد داشت. بنابراین، با توجه به این موضوع و نیز آگاهی از اثرات منفی مستقیم و غیر مستقیم تغییر اقلیم بر بخشهای مختلف حوضه (کشاورزی، منابع آبی، محیط زیست، منابع طبیعی، بهداشت، صنعت و اقتصاد)، برنامهریزیهای بلندمدت و استراتژیک برای مدیریت شرایط جدید، امری ضروری است.
عباسعلی محمدیان؛ علی طالبی؛ مسعود گودرزی؛ ابوالفضل عبدالهی
چکیده
از مدلهای مولد اقلیمی در دامنه وسیعی از مطالعات از قبیل تغییر اقلیم، هیدرولوژی، محیط زیستی و ارزیابی ریسک در کشاورزی استفاده میشود. این مدلها قادرند سریهای زمانی مصنوعی در مقیاس روزانه با طول دوره مناسب را ایجاد کنند. در این تحقیق، دادههای مدل گردش عمومی جو HADCM3 با بهکارگیری مدل LARS-WG با سناریوهای B1، A2 و A1B ریزمقیاس شده، تغییرات ...
بیشتر
از مدلهای مولد اقلیمی در دامنه وسیعی از مطالعات از قبیل تغییر اقلیم، هیدرولوژی، محیط زیستی و ارزیابی ریسک در کشاورزی استفاده میشود. این مدلها قادرند سریهای زمانی مصنوعی در مقیاس روزانه با طول دوره مناسب را ایجاد کنند. در این تحقیق، دادههای مدل گردش عمومی جو HADCM3 با بهکارگیری مدل LARS-WG با سناریوهای B1، A2 و A1B ریزمقیاس شده، تغییرات ماهانه و فصلی بارش، دمای کمینه و دمای بیشینه حوضه بلغور سد کارده مشهد در دوره 2065-2046 مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان داد که دمای کمینه و بیشینه ماهانه پیشبینی شده نسبت به دوره پایه دارای تغییرات افزایشی میباشد. تغییرات دمای کمینه و بیشینه فصلی پیشبینی شده نسبت به دوره پایه مثبت بوده، این تغییرات، برای فصل بهار و تابستان، بیشتر از دو فصل دیگر هستند. تغییرات دمای کمینه دوره 2065-2046 بیشتر از تغییرات دمای بیشینه خواهد بود. این مطلب بیانگر این است که تغییرات دمای متوسط دوره آتی بیشتر تحت تأثیر افزایش دمای کمینه خواهد بود. همچنین، نتایج نشان از کاهش بارش برای سناریوهای B1 و A1B و افزایش بسیار ناچیز بارش برای سناریوی A2 را میدهد. با توجه به نتایج سه سناریو میتوان بهصورت کلی بیان داشت که در دوره فوق بارش کاهش و دمای کمینه و بیشینه افزایش خواهد یافت. بنابراین، با توجه به این امر و آگاهی از اثرات منفی مستقیم و غیر مستقیم تغییر اقلیم بر محیط و سایر بخشها برنامهریزیهای بلندمدت و استراتژیک برای مدیریت شرایط جدید امری اجتنابناپذیر و ضروری به نظر میرسد.
برومند صلاحی؛ مسعود گودرزی؛ سید اسعد حسینی
چکیده
پیشبینی تغییرات دما و بارش برای اطلاع از میزان تغییرات آن در آینده و در نظر گرفتن تمهیدات لازم برای تعدیل اثرات سوء ناشی از تغییرات آب و هوایی بر منابع آبی و کشاورزی و همچنین اثرات محیطی، اقتصادی و اجتماعی از اهمیت فزایندهای برخوردار است، بر همین اساس، مدلهای گردش عمومی جو (GCMs) طراحی شدهاند که میتوانند پارامترهای ...
بیشتر
پیشبینی تغییرات دما و بارش برای اطلاع از میزان تغییرات آن در آینده و در نظر گرفتن تمهیدات لازم برای تعدیل اثرات سوء ناشی از تغییرات آب و هوایی بر منابع آبی و کشاورزی و همچنین اثرات محیطی، اقتصادی و اجتماعی از اهمیت فزایندهای برخوردار است، بر همین اساس، مدلهای گردش عمومی جو (GCMs) طراحی شدهاند که میتوانند پارامترهای اقلیمی را شبیهسازی کنند. لذا، در این پژوهش دادههای خروجی مدل گردش عمومی HadCM3 تحت سه سناریوی تغییر اقلیم A1B ،A2 و B1 بهوسیله مدل آماری LARS-WG در ایستگاههای منتخب حوزه آبخیز دریاچه ارومیه ریزمقیاس گردانی شد و نتایج حاصل از آن در سه ایستگاه سینوپتیک منتخب شامل ایستگاههای سقز، تبریز و ارومیه در دوره پایه (1990-1961) و دهه 2050 (2065-2046) برای سه متغیر اقلیمی شامل دمای حداقل، دمای حداکثر و بارش مورد ارزیابی و تجزیه و تحلیل قرار گرفت. در ارزیابی مدل LARS-WG به بررسی میزان خطای دادههای مشاهداتی و شبیهسازی با استفاده از شاخصهای MSE ،RMSE ،MAE و ضریب تعیین و همبستگی پرداخته شد و مدل برای منطقه مورد مطالعه، مناسب ارزیابی شد. نتایج حاصل از پیشبینی مدل در دهه 2050 نیز حاکی از کاهش 8.22 درصدی بارش و افزایش 3.1 درجه سلسیوس دما در منطقه مطالعاتی نسبت به دوره پایه میباشد. بیشترین افزایش دمای حداکثر مربوط به ایستگاه سینوپتیک تبریز و بیشترین افزایش دمای حداقل و همچنین، بیشترین میزان کاهش بارش در منطقه نیز مربوط به ایستگاه سینوپتیک ارومیه میباشد. نتایج حاصل از این پژوهش میتواند کمک فراوانی به حل چالشهای مدیران و برنامهریزان منابع آب در دورههای آتی نماید.