ارزیابی اثر تغییر اقلیم بر رواناب حوضه کن

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجوی کارشناسی ارشد، دانشکده منابع طبیعی، دانشگاه اردکان

2 استادیار، دانشکده منابع طبیعی، دانشگاه اردکان

3 استادیار، پژوهشکده حفاظت خاک و آبخیزداری، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، تهران، ایران

چکیده

شناخت دگرگونی­‌های اقلیمی و رفتار آن‌ها در دوره‌های آتی و اثرات آن‌ها در حوزه‌های مختلف به‌خصوص در منابع آب در برنامه‌ریزی­‌های کلان و استراتژیک از اهمیت خاصی برخوردار است. هدف از این پژوهش، ارزیابی اثر تغییرات اقلیمی بر شرایط هیدرولوژیکی حوضه کن است. برای این منظور ابتدا شبیه‌­سازی متغیرهای دما و بارش به‌وسیله داده­‌های مدل بزرگ مقیاس HadCM3 تحت سناریوی A2 و مدل ریزمقیاس­گردانی SDSM صورت گرفت. سپس شبیه­‌سازی رواناب به‌صورت ماهانه و به‌وسیله مدل هیدرولوژیکی SWAT انجام شد و برای واسنجی و تحلیل عدم قطعیت مدل، از نرم‌افزار SWAT-CUP و الگوریتم SUFI-2 استفاده شد. نتایج حاصل از ارزیابی مدل SDSM به‌وسیله دو پارامتر MBE و NRMSE نشان داد که مدل در شبیه­‌سازی متغیر دما نسبت به بارش از دقت بالاتری برخوردار بوده است. مقایسه مقادیر شبیه‌­سازی شده برای دوره آتی (2040-2011) و دوره پایه (2001-1961) به‌ترتیب افزایش 1.3 و 0.8 درجه سانتی­گراد دمای بیشینه و کمینه را نشان داد. همچنین، در تمامی ایستگاه­‌های منتخب کاهش بارش به‌دست آمد که بیشترین کاهش مربوط به فصل بهار بود، ولی در برخی ماه­های مربوط به فصل زمستان افزایش بارش مشاهده شد. نتایج حاصل از واسنجی و اعتبارسنجی مدل SWAT نیز رضایت­بخش بود به‌طوری که معیار نش- ساتکلیف به‌عنوان تابع هدف برای دوره واسنجی (1991-1983) و اعتبارسنجی (1996-1992) به‌ترتیب 0.82 و 0.71 به‌دست آمد. در نهایت سناریوهای اقلیمی ایجاد شده، افزایش رواناب برای فصل زمستان و کاهش مقدار آن را برای سایر فصول نشان داد. به‌طور کلی، بر اساس نتایج به‌دست آمده، کاهش هفت درصدی رواناب برای دوره آتی پیش­بینی شد.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Evaluation of the impact of climate change on runoff in Kan Watershed

نویسندگان [English]

  • Marzieh Hajimohammadi 1
  • Abolfazl Azizian 2
  • Bagher Ghermezcheshmeh 3
1 MSc Student, Faculty of Natural Resources, University of Ardakan, Iran
2 Assistant Professor, Faculty of Natural Resources, University of Ardakan, Iran
3 Assistant Professor, Soil Conservation and Watershed Management Research Institute, Agricultural Research, Education and Extension Organization (AREEO), Tehran, Iran
چکیده [English]

Knowledge of climate variabilities and their behavior in future periods and their effects in various fields has great importance especially in strategic and macro planning in water resources. This study aims to evaluate the effect of climate change on hydrological condition of the Kan Watershed. For this purpose the HadCM3model under the A2 emission scenario and also statistical downscaling model (SDSM) were applied for temperature and rain variables simulation. Then, SWAT model was used for monthly runoff simulation and SUFI-2 algorithm was used in SWAT-CUP software pack for calibrating and uncertainly analyzing. The performance of SDSM model was evaluated base on MBE and NRMSE parameters, the result indicated that temperature variable was simulated more accurate than of precipitation. The result of the predicting temperature in period (2011-2040) compare with the base period (1961-2001) showed the maximum and minimum temperature will increase by 1.3 and 0.8 °C, respectively. Also, the rainfall will decrease by 3-4 percent for all of selected stations. The most rainfall reduction will be for spring. While in some months of winter an increase of precipitation was predicted. The result of calibration and validation of SWAT model agreed well with the observed data, so that Nash-Sutcliff efficiency coefficient, as objective function, was 0.82 and 0.71, in calibration period (1983-1991) and validation period (1992-1996) respectively. Finally, results of runoff prediction showed an increase in winter and a decrease in other seasons based on climate scenarios. Overall, according to obtained results runoff will decrease by seven percent for future period.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Calibration
  • temperature and rain
  • SDSM statistical model
  • SWAT hydrological model
  • Validation