تحقیقات کاربردی علوم جغرافیایی

تحقیقات کاربردی علوم جغرافیایی

تحلیل تغییرات جریان تحت شرایط تغییر اقلیم با استفاده از مدل شبیه‌سازی بارش- رواناب در حوضه رودخانه کُر

نویسندگان
زهرا بیگم حجازی زاده 1
پریسا سادات آشفته 2
ابراهیم فتاحی 3
زهرا غلامپور 1
1 دانشگاه خوارزمی
2 دانشگاه قم
3 دانشگاه علوم جوی
چکیده
در این تحقیق به‌منظور بررسی اثر تغییر اقلیم بر رواناب حوضه رودخانه کر از داده‌های دما و بارندگی ماهانه مربوط به مدل 3 HadCM طی دوره پایه ۲۰۰۱-۱۹۷۲ و دوره آتی ۲۰۴۰-۲۰۱۱ تحت سناریوی انتشار A2استفاده شد. خروجی مدل HadCM3 بر اساس روش کوچک‌مقیاس کردن زمانی عامل تغییر و روش کوچک ‌مقیاس کردن مکانی تناسبی برای حوضه موردنظر کوچک‌مقیاس شدند. سپس، سری زمانی دما و بارندگی ماهانه در دوره آتی تولید شد. نتایج نشان داد که دما و بارندگی در دوره آتی نسبت به دوره مشاهداتی به ترتیب افزایش و کاهش می‌یابد. در ادامه با واسنجی مدل IHACRES، رابطه بارش- رواناب ماهانه حوضه شبیه‌سازی شد. سپس با معرفی سری‌های زمانی ماهانه دما و بارندگی کوچک‌مقیاس شده حوضه به مدل بارش- رواناب، سری زمانی رواناب ماهانه برای دوره ۲۰۴۰ -۲۰۱۱ شبیه‌سازی گردید. مقایسه رواناب دوره آتی نسبت به دوره مشاهداتی نشان از تأثیر تغییر اقلیم بر رواناب این حوضه در سال‌های آتی دارد، به‌طوری‌که رواناب سالانه حوضه در حدود ۴۳/۹ درصد کاهش می‌یابد. در ضمن، رواناب آتی در برخی ماه‌ها (ژانویه، فوریه، می و ژوئن)، افزایش را نسبت به دوره مشاهداتی نشان می‌دهد.
کلیدواژه‌ها
تغییر اقلیم
مدل IHACRES
کوچک‌مقیاس کردن
حوضه رودخانه کر
سناریوی انتشار

عنوان مقاله English

Analysis of Streamflow Changes under Climate Change Using Rainfall-Runoff Model in the Kor River Basin

نویسندگان English

zahra hejazizadeh 1
parisa sadat ashofteh 2
ebrahim fatahi 3
zahra Gholampour 1
چکیده English

Abstract

In this study, the predicted monthly temperature and rainfall data from HadCM3 model (base period, ۱۹۷۲-۲۰۰۱) and next period (۲۰۱۱-۲۰۴۰) under A2emission scenario were used to investigate the impacts of climate change on runoff variations in the Kor river basin. HadCM3 model output was downscaled based on a temporal downscaling approach (Change Factor) and spatial downscaling approach (Proportional) for the basin. The time series of monthly temperature and precipitation were produced in future period. The results showed that temperature and rainfall will increase and decrease in the future period relative to the base period, respectively. Then, the calibrated IHACRES model was used to model rainfall-runoff relationships in the Kor river basin. Then, the downscaled monthly temperature and rainfall time series in next period were employed to rainfall-runoff model and the monthly runoff time series were simulated for period ۲۰۱۱- ۲۰۴۰. The comparison of future period runoff relative to observed period showed that the annual runoff in the basin for period ۲۰۱۱-۲۰۴۰ will decrease about ۹٫۴۳% with respect to base period.

کلیدواژه‌ها English

Climate Change
IHACRES Model
Downscaling
Kor River Basin
Emission Scenario
Ashofteh, P. S., Bozorg-Haddad, O., Mariño, M. A., (2013a) Climate change impact on reservoir performance indexes in agricultural water supply. Journal of Irrigation and Drainage Engineering, 139 (2), 85-97.

Ashofteh, P. S., Bozorg-Haddad, O., Mariño, M. A., (2013b) Scenario assessment of streamflow simulation and its transition probability in future periods under climate change. Water Resources Management, 27 (1), 255-274.

Ashofteh, P.-S., Bozorg Haddad, O., Akbari-Alashti, H., Marino, M. A., (2015). Determination of irrigation allocation policy under climate change by genetic programming. Journal of Irrigation and Drainage Engineering, Doi: 10.1061/(ASCE)IR.۱۹۴۳-4774.0000807, 4014059.

Boyer, C., Chaumont, D., Chartier, I., G. Roy, A., (2010) Impact of climate change on the hydrology of St. Lawrence tributaries. Journal of Hydrology, 384, 65-83.

Eum, H. L., Sredojevic, D. P., Simonovic, S., (2011) Engineering Procedure for the Climate Change Flood Risk Assessment in the Upper Thames River Basin. Journal of Hydrologic Engineering, 16, 608-612.

IPCC-DDC, (1988) http://ipcc-ddc.cru.uea.ac.uk/.

IPCC-TGCIA, (1999) Guidelines on the Use of Scenario Data for Climate Impact and Adaptation Assessment. eds. Carter, T.R., Hulme, M. and Lal, M., Version ۱, ۶۹pp. Intergovernmental Panel on Climate Change, Task Group on Scenarios for Climate Impact Assessment.

IPCC, (2007) Summary for Policymakers. In: Climate Chang2007: The Physical Science Basis. Contribution of Working Group I to the Fourth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change, Cambridge University Press, Cambridge, United Kingdom and New York, USA, pp 18.

Jakeman, A. J., Hornberger, G. M., (1993) How Much Complexity Is Warranted in a Rainfall-Runoff Model?. Water Resources Research, 29, 2637-2649.

Jones P.D., Hulme M., (1996) Calculating Regional Climatic Time Series for Temperature and Precipitation: Methods and Illustrations. International Journal of Climatology, 16, 361-377.

Liu, Y.B., Corluy, J., Bahremand, A., Smedt, F.D., Poorova, J., Velcická, L., (2006) Simulation of Runoff and Phosphorus Transport in a Carpathian Catchment, Slovakia, River, Research and Applications Journal, 22, 1009-1022.

Moriasi D. N., (2007). Model evaluation guidelines for systematic quantification of accuracy in watershed simulations. Transactions of the ASABE, 50, 885-900.
Nakicenovic N., Swart R., (2000) Emissions Scenarios. Special Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change. Cambridge University.

Steele-Dunne, S. Lynch, P., McGrath, R., Semmler, T., Wang, Sh., Hanafin, J., Nolan, P., (2008) the impacts of climate change on hydrology in Ireland. Journal of Hydrology, 365, 28-45.

Wilby, R. L., Harris, I., (2006) A framework for assessing uncertainties in climate change impacts: Low-flow scenarios for the River Thames, UK. Water Resources Research, 42, W2419.