عدم قطعیت روش‌های ریزمقیاس نمایی در تخمین جریان آتی حوضه آبریز قره‌سو تحت اثر تغییر اقلیم

آب و خاک

مقاله 4، دوره 31، شماره 6 - شماره پیاپی 56، بهمن 1396، صفحه 1575-1586   

نوع مقاله: مقالات پژوهشی

شناسه دیجیتال (DOI): 10.22067/jsw.v31i6.64439

نویسندگان

محمدرضا گودرزی^{* 1}؛ علیرضا فرجی²؛ مهدی کماسی¹

¹دانشگاه آیت الله بروجردی

²دانشگاه آیت الله العظمی بروجردی (ره)

چکیده

تخمین عدم قطعیت اثرات تغییر اقلیم در مطالعات اخیر توجهات بسیاری را به خود جلب کرده است، اما بر عدم قطعیت روش‌های ریزمقیاس نمایی کمتر توجه شده است. امروزه مطالعات فراوانی پیرامون اثرات تغییر اقلیم در آینده بر زندگی بشر و منابع آب موجود صورت می‌پذیرد. توسعه شهر‌ها، چالش مصارف آب و افزایش گاز‌های گلخانه‌ای بر این پدیده در آینده شدت خواهد افزود و جریان رودخانه‌ها را دستخوش تغییر خواهد نمود. این تحقیق بر روی حوضه آبریز رودخانه قره‌سو واقع در غرب کشور ایران و با چهار ایستگاه باران‌سنجی و دو ایستگاه سینوپتیک انجام شده است، همچنین بر چندین مدل اقلیمی مختلف حاصل از گزارش چهارم و پنجم انجمن IPCC تمرکز نموده و برای لحاظ نمودن عدم قطعیت‌های مختلف از روش‌های ریزمقیاس نمایی آماری و تناسبی و همچنین سناریو‌ها و مدل‌های اقلیمی مختلف استفاده شده است. نتایج شاخص‌ها حاکی از برتری مدل‌های CANESM2 و HADCM3 (برای هر دو متغیر) در روش آماری و HADCM3 (بارش) و HADGEM (دما) در روش تناسبی می‌باشد. داده‌های دما و بارش دوره آینده (2069-2040 روش آماری و 2052-2040 روش تناسبی) ریزمقیاس شده و به مدل HEC-HMS که از قبل مورد واسنجی و صحت‌سنجی قرار گرفته است جهت چشم انداز جریان حوضه در دوره آینده داده شد. نتایج ضریب تعیین روزانه برابر 7/0 برای دوره واسنجی و 6/0 برای دوره صحت-سنجی بود. در نهایت تغییرات رواناب مورد بررسی قرار گرفت که در کل اکثر مدل‌ها در فصل زمستان، افزایش رواناب و در بقیه فصول کاهش رواناب نسبت به دوره پایه را پیش‌بینی می‌کنند.

کلیدواژه‌ها

روش تناسبی؛ سناریوهای انتشار؛ مدل‌های اقلیمی؛ مدل HEC-HMS؛ مدل SDSM

مراجع

1- Clark C.O. 1945. Storage and the unit hydrograph: transactions. American Society of Civil Engineers, 110: 1419-1488.

2- Dooge J.C.I. 1959. A general theory of the unit hydrograph. Journal of Geophysical Research, 64(2): 241-256.

3- Graham L.P., Andreasson J., and Carlsson B. 2007. Assessing climate change impacts on hydrology from an ensemble of regional climate models, model scales and linking methods-A case study on the Lule River basin. Climate Change Journal , 81: 293-307.

4- Hussain M., Yusof K.W., Mustafa M.R., and Afshar N.R. 2015. Application of statistical downscaling model (SDSM) for long term prediction of rainfall in Sarawak, Malaysia. WIT Transactions on Ecology and The Environment Journal, 196: 269-278.

5- Hydrologic Modeling System HEC-HMS, Technical Reference Manual. 2000. US Army Corps Engineers Hydrologic Engineering Center, CA 95616 USA, 152pp.

6- Hydrologic Modeling System HEC-HMS, Quick Start Guide. 2013. US Army Corps Engineers Institute for Water Resources Hydrologic Engineering Center, CA 95616 USA, 52pp.

7- IPCC. 2000. A Special Report of Working Group III of the Intergovernmental Panel on Climate Change [Nakicenovic N., Davidson O., Davis D., Grübler A., Kram T., Lebre La Rovere E., Metz B., Morita T., Pepper W., Pitcher H., Sankovski A., Shukla P., Swart R., Watson R., and Dadi Z.]. Emissions Scenarios.

8- IPCC: IPCC Fourth Assessment Report: Climate Change 2007. (AR4), Tech. rep., The United Nations Intergovernmental Panel on Climate Change. Available at http://www.ipcc.ch/pdf/ assessment-report/ar4/syr/ar4_syr.pdf.

9- IPCC, Summary for Policymakers. 2013. In: Climate Change 2013: The Physical Science Basis. Contribution of Working Group I to the Fifth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change [Stocker T.F., Qin D., Plattner G.K., Tignor M., Allen S.K., Boschung J., Nauels A., Xia Y., Bex V., and Midgley P.M.,] Cambridge University Press, Cambridge, United Kingdom and New York, NY, USA, 28pp.

10- Le T.B., and Sharif H.O. 2015. Modeling the Projected Changes of River Flow in Central Vietnam under Different Climate Change Scenarios. Journal of Water, 7: 3579-3589.

11- Mbaye M.L., Hagemann S., Haensler A., Stacke T., Thierno Gaye A., and Afouda A. 2015. Assessment of Climate Change Impact on Water Resources in the Upper Senegal Basin (West Africa). American Journal of Climate Change, 4: 77-93.

12- Musavi Nadoshan S.S., and Danandeh Mehr A. 2005. Hydrologic Modeling System HEC-HMS. Dibagaran Tehran, Tehran.

13- Saha G.C. 2015. Climate Change Induced Precipitation Effects on Water Resources in the Peace Region of British Columbia, Canada. Journal of Climate, 3: 264-282.

14- Saraf V.R., and Regulwar D.G. 2016. Assessment of Climate Change for Precipitation and Temperature Using Statistical Downscaling Methods in Upper Godavari River Basin, India. Journal of Water Resource and Protection, 8: 31-45.

15- Schlesinger M.E., and Mitchell J.F.B. 1987. Climate model simulations of the equilibrium climatic response to increased carbon dioxide. reviews of geophysics Journal, 25: 760-798.

16- Sharma S., Shrestha A., and Mclean C.E. 2016. Impact of Global Climate Change on Stream Low Flows in a Hydraulic Fracking Affected Watershed. Journal of Water Resource and Hydraulic Engineering, 5: 1-19.

17- USEPA. 2001. Our Built and Natural Environments: A Technical Review of the Interactions between Land Use, Transportation, and Environmental Quality. 4pp.

18- Van Roosmalen L., Christensen B.S.B., and Sonnenborg T.O. 2007. Regional differences in climate change impacts on groundwater and stream discharge in Denmark. Vadose Zone Journal, 6: 554-571.

19- Wetterhall F., Bardossy A., Chen D., Halldin S., and Xu C.Y. 2006. Daily precipitation-downscaling techniques in three chinese regions. Journal of Water Resouces Research, 42: W11423, doi:10.1029/2005WR004573.

20- Wilby R.L., and Harris I. 2006. A framework for assessing uncertainties in climate change impacts: Low-flow scenarios for the River Thames, UK. Journal of Water Resources Researcch, 42: W02419, doi:10.1029/2005WR004065.

21- Xu C.Y. 1999. Climate Change and Hydrologic Models: A Review of Existing Gaps and Recent Research Developments. Journal of Water Resources Management, 13: 369-382.

22- Xu C.Y., Widen E., and Halldin S. 2005. Modeling hydrological consequences of climate change Progress and challenges. Advance Atmosphere Science Journal, 22: 789-797.

23- Xu H., and Luo Y. 2015. Climate change and its impacts on river discharge in two climate regions in China. Hydrologic Earth System Science Journal, 19: 4609–4618.

24- Zahabiyoun B., Goodarzi M.R., and Massah Bavani A.R. 2010. Application of the SWAT Model in the Ghare Sou river Basin under climate change. Journal of Climate Research. 1(3-4): 45-61. (in Persian with English abstract)

25- Zahabiyoun B., Goodarzi M.R., Massah Bavani A.R., and Azamathulla H.M. 2013. Assessment of Climate Change Impact on the Gharesou River Basin Using SWAT Hydrological Model. Clean – Soil, Air, Water Journal, 41(6): 601-609.

26- Zarghami M., Hassanzadeh Y., Babaeian I., and Kanani R. 2009. Climate Change and Water Resources Vulnerability; Case study of Tabriz City. P. 94. SENSE Symposium on Climate Proofing Cities, 1 Dec, 2009. Amsterdam/Volendam. (in Persian with English abstract)