تحقیقات کاربردی علوم جغرافیایی

تحقیقات کاربردی علوم جغرافیایی

آشکارسازی تاثیر تغییرات اقلیمی بر افت سطح ایستابی آبخوان دشت بیرجند

نویسنده
استادیار گروه زیست شناسی، دانشگاه پیام نور، تهران، ایران
چکیده
تغییراقلیم یکی از مهمترین چالش های پیش روی مدیریت منابع آب اعم از آب های سطح و آب های زیرزمینی است. هدف اساسی این تحقیق آشکارسازی تاثیر خشکسالی­های ناشی از تغییراقلیم بر منابع آب زیرزمینی دشت بیرجند می­باشد. در این راستا با استفاده از دو تست تحلیل روند ناپارامتریک تخمینگر شیب Sens و Man-Kendal برای آشکارسازی روند سطح ایستابی آب­های زیرزمینی شهرستان بیرجند طی دوره آماری 1370-1395 بر اساس آمار سطح ایستابی 47 چاه مشاهداتی منطقه(سرشماری منابع آب) استفاده گردید. با استفاده از ماتریس همبستگی پیرسون، همبستگی بین عناصر اقلیمی (ایستگاه بیرجند) دما، بارش و تبخیر و تعرق پتانسیل با سطح ایستابی شهرستان بیرجند محاسبه گردید و براساس آن یک مدل رگرسیونی چندمتغییره برای مدل کردن سری زمانی سالانه سطح ایستابی در سطح اطمینان 95/0 توسعه داده شد. فاکتورهای اقلیمی دوره 2080-2065 با استفاده از خروجی مدل HadGEM2-Es از طریق مدل ریزمقیاس نمایی LARS-WG برای موقعیت ایستگاه بیرجند تحت دو سناریوی RCP8.5 و RCp2.6 شبیه سازی گردید و براساس مدل رگرسیون توسعه داده شده، سطح ایستابی آب شهرستان بیرجند شبیه سازی گردید. نتایج بیانگر آن بود که اولا در دوره پایه (1370-1395) سطح ایستابی آب منطقه با شیب سالانه 47 سانتیمتر در سال روند کاهشی داشته است. آنالیز همبستگی بیانگر آن بود که سه عنصر اقلیمی بارش، دما و تبخیر و تعرق در یک ترکیب خطی 75/0 از تغییرات سالانه آب زیرزمینی را مدلسازی کرده اند. نتایج مدل ریزمقیاس نمایی اجرا شده روی داده­های HadGEM2-Es بیانگر آن بود که در دوره 2035-2065 تحت هر دو سناریوی مذکور سطح آب زیرزمینی منطقه بین 10 تا 13 متر نسبت به دوره پایه افت خواهد داشت که ناشی از افزایش تبخیر و تعرق و به تبع آن کاهش بارش موثر خواهد بود.
کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله English

Detection of the effect of climate change on the drainage of Aquifer of Birjand plain

نویسنده English

Behzad Amraei
Assistant Professor, Department of Biology, Tehran-Iran-Payamnour university
چکیده English

Climate change is one of the most important challenges facing water resources management, including surface water and groundwater. The main purpose of this research is to detect the effect of droughts caused by the change in groundwater resources in Birjand plain. In this regard, using two nonparametric trend tests, the SENS and MAN-Kendal gradient estimates to detect the process of underground water level in Birjand city during the statistical period of 1370-1395 according to the statistics of the field of 47 areas of observation area (census water resources) Wentified. Using Pearson correlation matrix, correlation between climatic elements (Birjand station) temperature, precipitation and evapotranspiration and potential transpiration were calculated with the level of local city of Birjand, and based on a multivariate regression model for modeling the annual time series at the level of confidence level of 95 / 0 was developed. Climatic factors of 2080-2065 using the Output of the HADGEM2-ES model through the LARS-WG exponential model for the position of the Birjand station under two scenarios RCP8.5 and RCP2.6 were simulated and based on the regression model, the surface of the water Birjand city was simulated. The results indicated that firstly, in the base period (1370-1395), the surface of water in the area with an annual gradient of 47 centimeters per year was reduced. The correlation analysis indicated that three elements of rainfall, temperature and evapotranspiration were modeled in a linear composition of 75% of the annual changes in groundwater. The results of the microsterge model implemented on HADGEM2-ES data indicate that during the period 2035-2065 under both the scenario, groundwater level between 10 and 13 meters lower than the base period, which resulted from an increase in evapotranspiration And consequently, rainfall will be effective.

کلیدواژه‌ها English

Climate Change
groundwater
trend analysis
South Khorasan
Kirono D.G.C, Kent D.M, Hennessy K.J, Mpelasoka F. 2011. Characteristics of Australian droughts under enhanced green house conditions: results from global climate models, Journal of Arid Environment, 75: 566- 575.
Eslamian S. Khordadi M. Abedi Koupai J. 2011. Effects of Variations in Climatic Parameters on Evapotranspiration in the Arid and Semi-arid Regions,Global Planet Change, 78:188-194.
IPCC. 2007. The Physical Science Basis/ Contribution of Working Group 1 to the 4th Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate change. Cambridge. UK. New York. USA. 24-57p.
Rahmani M. Jami Alahmadi M. Shahidi A. Hadizade Azghadi M. 2015. Effects of Climate Change on length of growth Stages and Water Requirment of Wheat and Barley(Case Study: Cirjand Plain), Journal of agriculture, 7(4):1-16.
Chen H., Xu C.Y., and Guo S. 2012. Comparison and evaluation of multiple GCMs,
statistical downscaling and hydrological models in the study of climate change impacts on runoff, Journal of Hydrology, 434–435(0): 36-45.
Artlert, K., Chaleeraktrakoon, C and Nguyen Van-Thanh-Van. 2013. Modeling and
analysis of rainfall processes in the context of climate change for Mekong, Chi, and Mun River Basins (Thailand), Journal of Hydro-environment Research, 7: 2-17.
Sefelnasr A., Gossel W., Wycisk P. 2015. Groundwater management options in an arid environment: The Nubian Sandstone Aquifer System, Eastern Sahara, Journal of Arid Environments, 122: 46-58.
Shrestha S, Bach T.V, Pandey V.P. 2016. Climate change impacts on groundwater resources in Mekong Delta under representative concentration pathways (RCPs) scenarios, Environmental Science & Policy, 61:1–13.
Kiem A. S, Austin E. K. 2013. Drought and the future of rural communities: Opportunities and challenges for climate change adaptation in regional Victoria, Australia Global Environmental Change, 23:1307-1316.
Lee J.-H, Kwon H.-H, Jang H.-W, Kim T.-W.2016. Future changes in drought characteristics under extreme climate change over South Korea, Adv. Meteorol. 2016. Available online: https://www.hindawi.com/ journals/amete/2016/9164265/abs/ (accessed on 11 February 2019). [CrossRef].
Yuk Feng H, Jong Tat A, Yong Jie T, Mirzaei M, Mohd Zaki Mat
A .2016. Drought Forecasting using SPI and EDI under RCP-8.5 Climate Change Scenarios for Langat River Basin, Malaysia, Procedia Engineering, 154 , 710 – 717.
Sang-Hyun Lee, Seung-Hwan Yoo, Jin-Yong Choi, Seungjong Bae. 2017. Assessment of the Impact of Climate Change on Drought Characteristics in the Hwanghae Plain, North Korea Using Time Series SPI and SPEI: 1981–2100, Water, 9, 579.