مدل سازی بارش-رواناب به منظور پیش بینی حداکثر جریان روزانه در شرایط تغییر اقلیم

چکیده مبسوط مقدمه و هدف: یکی از مهم ترین چالش ها در سال های اخیر مساله تغییر اقلیم و اثرات آن بر منابع آبی است که به عنوان یکی از اصلی ترین زمینه های تحقیقاتی در سراسر جهان محسوب می شود. دو نشانه ی بارز و مشخص تغییر اقلیم تغییر در میانگین و مقادیر حدی متغیرهای اقلیمی است که می تواند احتمال بروز سیلاب ها را افزایش دهد و آثار زیانباری را در پی داشته باشد. به همین دلیل لازم است تا اثر تغییر اقلیم بر سیلاب حوضه ها در دوره های آتی بررسی گردد. مواد و روش­ها: در این تحقیق با استفاده از داده های روزانه بارش و دمای مشاهده شده در دوره ۲۰۰۵-۱۹۶۱ ایستگاه های سینوپتیک و کلیماتولوژی داخل و اطراف حوزه آبخیز بختیاری اثر تغییر اقلیم موردبررسی قرار گرفت. برای پیش بینی بارش و دما در آینده از داده های مدل گردش عمومی canESM۲ تحت سناریوهای حدی ۶/۲RCP و ۵/۸RCP برای متغیرهای اقلیمی در دوره های ۲۰۰۶ تا ۲۱۰۰ استفاده شد. معیارهای موثر در ریزمقیاس نمایی با توجه به میزان همبستگی متغیرهای پیش بینی کننده و پیش بینی شونده پایگاه NCEP انتخاب شد. سپس از مدل نیمه توزیعی MORDOR-SD برای ارزیابی اثرات تغیر اقلیم بر میزان رواناب استفاده شد. این مدل با استفاده از داده های روزانه بارش و دما و دبی های مشاهده ای در ایستگاه تنگ پنج بختیاری در دوره آماری ۲۰۰۶-۱۹۷۶ واسنجی و اعتباریابی شد. اعمال نتایج تغییرات داده های بارش و دمای به دست آمده از مدل SDSM تحت دو سناریوی ذکرشده و بازتولید آن ها به تعداد بسیار زیاد به روش بوت استرپ ناپارامتری و جایگزینی رویدادهای حداکثر روزانه حاصل از آن در مدل هیدرولوژیکی دستیابی به حداکثر جریان روزانه و احتمال مربوط به آن را ممکن ساخت. پس از پایان شبیه سازی و محاسبه تابع توزیع تجمعی رویدادهای شبیه سازی شده مقادیر حداکثر دبی های روزانه در دوره بازگشت های مختلف محاسبه شد.  یافته ها: نتایج نشان داد که پارامترهای دما و بارش تحت سناریوهای ۶/۲RCP و ۸/۵RCP با متوسط معیارهای ارزیابی ۱/۲۹ MAE=۱/۹۶, RMSE= و ۰/۵۶NASH=برای بارش به طور متوسط ۵/۴ تا ۱۱ درصد کاهش نسبت به دوره پایه و برای دما با معیارهای ارزیابی۲/۷۱=MAE=۲/۲۷، RMSE و۰/۹۲=NASH از ۶/۵ تا ۱۰/۴ درصد افزایش نسبت به دوره پایه را به دنبال دارد. نتایج معیارهای ارزیابی نش-ساتکلیف و کلینگ- گوپتا به ترتیب ۰/۷۶ و ۰/۸۳ است که نشان از توانایی قابل قبول مدل هیدرولوژیکی در شبیه سازی است. نتیجه گیری: نتایج نهایی تحقیق نشان داد که حداکثر دبی های روزانه شبیه سازی شده با استفاده از داده های سناریوی ۸/۵ در دوره بازگشت های مختلف، مقادیر بیشتری را نسبت به حداکثر دبی های روزانه در سناریوی ۲/۶ نشان می دهد اما نسبت به داده های حداکثر روزانه در دوره پایه تغییر قابل توجهی وجود ندارد.

کلیدواژه ها:

Climate change ، Downscaling ، Canesm۲ model ، MORDOR-SD hydrological model ، تغییر اقلیم ، ریزمقیاس نمایی ، مدل canESM۲ ، مدل هیدرولوژیکی MORDOR-SD