ارزیابی اثرات تغییر اقلیم بر تاب آوری حوزه آبخیز قمرود با استفاده از سناریوهای CMIP۶، مدلسازی SWAT و تحلیل یکپارچه شاخصهای هیدرولوژیکی، اکولوژیکی، کیفی و تخریب سرزمین (۲۱۰۰-۱۹۸۵)

چکیده: مقدمه و مسئله: حوزه آبخیز قمرود با مساحت حدود ۱۹٬۰۰۰ کیلومتر مربع در بخش مرکزی ایران یکی از مهمترین زیرحوضه های حوضه آبریز دریاچه نمک محسوب می شود. این حوزه نقش حیاتی در تامین آب شرب شهر قم با جمعیت بیش از ۱/۲ میلیون نفر، کشاورزی (حدود ۴۰ هزار هکتار اراضی آبی) و صنایع بزرگ منطقه ایفا می کند. با این حال در سه دهه اخیر این حوزه با کاهش شدید رواناب بیش از ۸۰ درصد، افت تراز آب زیرزمینی به طور متوسط ۲۹ سانتیمتر در سال در سطح کشور و شدیدتر در این منطقه، افزایش دمای سطح زمین، کاهش پوشش گیاهی و افزایش شوری آب مواجه بوده است. پژوهش حاضر با هدف کمی سازی سهم عوامل انسانی و اقلیمی در تغییرات هیدرولوژیکی حوزه و پیش بینی روند تاب آوری آن تا سال ۲۱۰۰ انجام شده است. روش شناسی: این مطالعه با استفاده از (۱) داده های میدانی ۲۵ ایستگاه هواشناسی و ۶ ایستگاه هیدرومتری برای دوره ۱۹۸۵-۲۰۲۵، (۲) تصاویر ماهواره ای Landsat (ST)، EVI، MODIS NDVI و کاربری اراضی، (۳) داده های GRACE و ۱۲۰ حلقه چاه پیزومتری برای پایش تغییرات آب زیرزمینی، (۴) داده های کیفیت (آب) SAR، TDS، EC از ۱۵ ایستگاه نمونه برداری و (۵) برونداد پنج مدل CMIP۶ و ACCESS-CM۲، CanESM۵، NorESM۲-MM، MPI-ESM۱-۲-HR و EC-Earth تحت سناریوهای SSP۲-۴.۵، SSP۵-۸.۵ با ریز مقیاس نمایی نگاشت چندکها (QM) انجام شده است. برای نخستین بار در این حوزه از مدل هیدرولوژیک SWAT برای شبیه سازی رواناب و تفکیک دقیق تر سهم عوامل استفاده شده است. چارچوب تاب آوری با ۱۵ شاخص در پنج بعد (هیدرولوژیک، اکولوژیک، کیفی، تخریب سرزمین و فشار انسانی) با وزن دهی آنتروپی و تحلیل عدم قطعیت به روش مونت کارلو توسعه داده شده است. یافته های اصلی: نتایج آزمون من-کندال و پتیت نشان داد که دما در دوره ۱۹۸۵-۲۰۲۵ به میزان ۰.۲۱ درجه سلسیوس افزایش یافته است. تحلیل منحنی دو تجمیع و روش تغییر نسبی در حوزه میانی قمرود نشان داد که سهم عوامل انسانی در کاهش رواناب ۷۸.۷۵ درصد و سهم تغییر اقلیم ۲۱.۲۵ درصد است. دبی جریان در ایستگاه های شادآباد و کوه سفید به ترتیب ۸۷.۵ و ۸۱.۷ درصد کاهش یافته است. پیش بینی CMIP۶ تحت سناریوی SSP۵-۸.۵ نشان می دهد که دمای سالانه ایران بین ۱ تا ۴ درجه سلسیوس تا پایان قرن افزایش خواهد یافت و بارش در مناطق خشک کاهش چشمگیری خواهد داشت. شاخص SPEI نشان می دهد که هم اکنون بیش از ۹۳ درصد از مساحت استان قم در وضعیت خشکسالی بسیار شدید قرار دارد و این پهنه تا سال ۲۰۵۰ به کل حوزه گسترش خواهد یافت. شاخص ترکیبی تاب آوری از ۶۴ (۱۹۸۵) به ۳۲ (۲۰۲۵) کاهش یافته و پیش بینی می شود که در دهه ۲۰۶۰-۲۰۷۰ به آستانه بحرانی ۲۰ برسد. نتیجه گیری: حوزه آبخیز قمرود در یک بحران انسان ساخت با شدت بالاتر از بسیاری از حوزه های مشابه در جهان قرار دارد. راهبردهای اولویت دار شامل تعیین حداقل جریان اکولوژیک (۱۵ درصد دبی)، میانگین کاهش ۳۰ درصدی برداشت آب زیرزمینی، اصلاح الگوی کشت، استفاده از آب های نامتعارف و استقرار سامانه پایش هوشمند خشکسالی مبتنی بر پیش بینی فصلی CMIP۶ می باشند.

کلیدواژه ها:

تغییر اقلیم ، تاب آوری ، هیدرواکولوژیک ، حوزه آبخیز قمرود ، سناریوهای CMIP۶ ، مدل SWAT ، شاخص کیفیت آب ، ماهواره GRACE ، روش تغییر نسبی ، مدیریت یکپارچه منابع آب