مهندسی و مدیریت آبخیز

با همکاری انجمن آبخیزداری ایران

شماره جاری

بر اساس شماره‌های نشریه

بر اساس نویسندگان

بر اساس موضوعات

نمایه نویسندگان

نمایه کلیدواژه ها

درباره نشریه

اهداف و چشم انداز

اصول اخلاقی انتشار مقاله

بانک ها و نمایه نامه ها

پرسش‌های متداول

فرایند پذیرش مقالات

راهنمای نویسندگان

راهنمایی دریافت کد ORCID

داوران

راهنمای عضویت در Publons

پاسخ هیدرولوژیکی حوزه آبخیز چهل‌چای گلستان به تغییر اقلیم آینده

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 کارشناس ارشد، دانشکده منابع طبیعی و محیط‌زیست، دانشگاه فردوسی مشهد

2 استادیار، دانشکده منابع طبیعی و محیط‌زیست، دانشگاه فردوسی مشهد

3 گروه علم اطلاعات جغرافیایی، دانشگاه فریدریش شیلر ینا، آلمان

چکیده

اثرات هیدرولوژیکی تغییر اقلیم چالش بزرگی برای برنامه‌­ریزی و مدیریت منابع آب است. تعیین اثرات تغییر اقلیم بر فرایندهای هیدرولوژیکی، پیش‌­نیاز تدوین استراتژی­‌های سازگاری با اثرات تغییر اقلیم می­‌باشد که لازمه مواجه با بحران کم‌­آبی در آینده است. هدف این پژوهش، بررسی اثر تغییر اقلیم بر رژیم هیدرولوژیکی حوضه رودخانه چهل‌چای در استان گلستان می‌­باشد. برای شبیه‌­سازی فرایندهای هیدرولوژیکی حوضه از مدل توزیعی و فرایندی J2000 استفاده شد. در این راستا، مدل با استفاده از داده‌­های دبی روزانه ایستگاه خروجی حوضه برای دوره زمانی 2014-2002 واسنجی و اعتبارسنجی شد. به­‌منظور تعیین اثر تغییر اقلیم، از آخرین خروجی­‌های هفت مدل اقلیمی CanESM2 ،CCSM4 ،BBC-CSM1.1 ،CESM1-BGC CESM1-CAM5 ،ICHEC- EC-EART و MPI-M-MPI-ESM-LR برای دو سناریوی انتشار RCP4.5 و RCP8.5 برای دوره 2100-2071، استفاده شد. نتایج پژوهش نشان داد که میانگین افزایش دمای بیشینه حوضه برای مدل­‌های مختلف در سناریوهای RCP4.5 و RCP8.5 در دوره 2100-2071 به­ میزان 2.6 و 4.7 درجه و دمای کمینه به­ میزان 2.4 و 4.5 درجه سانتی­‌گراد می‌باشد. همچنین، میانگین تغییرات مقدار بارندگی برای این سناریوها به میزان 1.35 درصد افزایش و 0.6 درصد کاهش می‌باشد. این تغییرات باعث افزایش تبخیر و تعرق به­ میزان 9.6 و 16.7 درصد و کاهش دبی حوضه به­ میزان 4.2 و 3.2 درصد می‌­شود. نتیجه این تغییرات هیدرولوژیکی به­‌صورت کاهش جریان حوضه در آوریل تا ژوئن نمایان می‌­شود که برای سناریوی RCP 8.5 تا اکتبر ادامه دارد.

کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله [English]

Hydrological response to future climate changes in Chehelchay Watershed in Golestan Province

نویسندگان [English]

  • Reza Chamani 1
  • Mahmood Azari 2
  • Sven Kralisch 3

1 MSc, Faculty of Natural Resources and Environment, Ferdowsi University of Mashhad, Iran

2 Assistant Professor, Faculty of Natural Resources and Environment, Ferdowsi University of Mashhad, Iran

3 Geographic Information Science, Friedrich Schiller University Jena, Germany

چکیده [English]

The hydrological effects of climate change are a great challenge for water resources management. Determining climate change impacts on hydrological processes is a prerequisite for adaptation strategies to climate change; which in turn is necessary for water scarcity crisis in future. The purpose of this research is to determine climate change impacts on hydrological regime of the Chehelchay watershed in Golestan province. J2000 distributed process based model was used for simulation of the hydrological process. Output results of seven climate models including CanESM2, CCSM, BBC-CSM1.1, CESM1-BG, CESM1-CAM5, ICHEC- EC-EART and MPI-M-MPI-ESM-LR for two Representative Concentration Pathways scenarios (RCP 4.5 and RCP 8.5) for 2071-2100 were used for climate change impact analysis. Study results revealed that the maximum temperature for RCP 4.5 and RCP 8.5 in 2071-2100 will increase by 2.6 and 4.7 °C and the minimum temperature will increase by 2.4 and 4.5 °C respectively by the end of the 21st century. In addition, precipitation for RCP 4.5 will increase by 0.6 percent and for RCP 8.5 will decrease by 0.6 percent. Modeling results show these will lead to significant changes in the hydrological regime. In particular, evapotranspiration will increase by 9.6 and 16.7 percent and stream flow will decrease by 4.2 and 3.2 percent. The results of the hydrological changes will cause a decrease in stream flow in April –June and for RCP 8.5 will be continued till October.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Hydrological modeling
  • J2000
  • Climate model
  • Stream flow
  • Water resources management
مراجع
  1. Azari, M., H.R. Moradi, B. Saghafian and M. Faramarzi. 2013. Assessment of hydrological effects of climate change in Gourganroud river basin. Journal of Water and Soil, 27(3): 537-547 (in Persian).
  2. Delgado, J.A., M.A. Nearing and C.W. Rice. Chapter two-conservation practices for climate change adaptation. Advances in Agronomy, 121: 47-115.
  3. Fowler, H.J., S. Blenkinsopa and C. Tebaldib. 2007. Review linking climate change modeling to impacts studies: recent advances in downscaling techniques for hydrological modeling. Journal of Climatology, 27: 1547–1578.
  4. Ghorbani, Kh., E. Sohrabian, M. Salarijazi and M. Abdolhoseini. 2016. Prediction of climate change impact on monthly river discharge’s trend using IHACRES hydrological model, case study: Galikesh Watershed. Journal of Soil and Water Resources Conservation, 5(4): 18-34 (in Persian).
  5. 2013. Climate change 2013: the physical science basis. Contribution of Working Group I to the 5th Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change, Cambridge University Press, Cambridge, United Kingdom and New York, NY, USA.
  6. Julian, M.M., M. Fink, C. Fischer, P. Krause and W.A. Flügel. 2013. Implementation of J2000 hydrological model in the western part of Java Island, Indonesia. In Proceedings of the Macro Trend Conference on Applied Science, Paris, France 2013 Dec (20-21).
  7. Krause, P. and W.A. Flügel. 2005. Integrated research on the hydrological process dynamics from the Wilde Gera Catchment in Germany. Hydrology, Ecology and Water Resources in Headwaters, IAHS Conference.
  8. Krause, P. 2002. Quantifying the impact of land use changes on the water balance of large catchments using the J2000 model. Physics  and Chemistry of the Earth, 27(9): 663–673.   
  9. Mahdizadeh, S., M. Meftah Halghi, S. Seyyed Ghasemi and A. Mosaedi. 2012. Study of precipitation variation due to climate change, case study: Golestan dam basin. Journal of Water and Soil Conservation, 18(3): 117-133 (in Persian).
  10. Modaresi, , S. Araghinejad, K. Ebrahimi and M. Kholghi. 2012. Assessment of climate change effects on the annual water yield of rivers: a case study of Gorganroud River, Iran. Journal of Water and Soil, 25(6): 1365-1377 (in Persian).
  11. Moriasi, D.N., J.G. Arnold, M.W. Van Liew, R.L. Bingner, R.D. Harmel and T.L. Veith. 2007. Model evaluation guidelines for systematic quantification of accuracy in watershed simulations. Transactions of the ASABE, 50(3): 885-900.
  12. Nepal, S., P. Krause, W.A. Flügel, M. Fink and C. Fischer. 2014. Understanding the hydrological system dynamics of a glaciated alpine catchment in the Himalayan region using the J2000 hydrological model. Hydrological Processes, 28(3): 1329-1344.
  13. Niroomandfard, F., M. Zakerinia and B. Yazarloo. 2017. Investigating the effect of climate change on river flow using HBV light rainfall-runoff model, case study: Mohammad Abad Watershed, Golestan. Iranian Irrigation and Water Engineering, 7(28): 152-163 (in Persian).
  14. Noori, M., M. Sharifi and M. Zarghami. 2015. Effects of climate changes on inflow of reservoires in the uncertainty condition, case study: Bostan and Golestan dams in the Gorganroud Catchment. Iranian Journal of Irrigation and Drainage, 9(2): 367-380 (in Persian).
  15. Santosh, M. 2016. Impacts of climate change on the hydrological regime of the Koshi river basin in the Himalayan region. Journal of Hydro-Environment Research, 10: 76–89.
  16. Sohrabian, E., M. Meftah Halghi, Kh. Ghorbani, S. Golian and M. Zakerinia. 2015. Effects of climate change on the discharge basin hydrology model, case study: Galikesh Watershed in Golestan. Journal of Water and Soil Conservation, 22(2): 111-125 (in Persian).
  17. Sunde, M.G., H.S. He, J.A. Hubbart and M.A. Urban. 2017. Integrating downscaled CMIP5 data with a physically based hydrologic model to estimate potential climate change impacts on streamflow processes in a mixed use watershed. Hydrological Processes, 31(9): 1790-1803.
  18. Tan, M.L., A.L. Ibrahim, L. Yusop, V.P. Chua and N.V. Chan. 2017. Climate change impacts under CMIP5 RCP scenarios on water resources of the Kelantan river basin, Malaysia. Atmospheric Research, 189: 1–10.
  19. Teutschbein, C. and J. Seibert. 2012. Bias correction of regional climate model simulations for hydrological climate-change impact studies: review and evaluation of different methods. Journal of Hydrology, 456: 12-29.
  20. Yan, D., S.E. Werners, F. Ludwig and H.Q. Huang. 2015. Hydrological response to climate change: the Pearl River, China under different RCP scenarios. Journal of Hydrology, Regional Studies, 4: 228-245.
مهندسی و مدیریت آبخیز
دوره 12، شماره 1
فروردین 1399
صفحه 72-85
فایل ها
هم رسانی
ارجاع به این مقاله
آمار