Modeling streamflow dynamics under future land use scenarios using soil and water assessment tools

سال انتشار: 1405
نوع سند: مقاله ژورنالی
زبان: انگلیسی
مشاهده: 89

فایل این مقاله در 24 صفحه با فرمت PDF قابل دریافت می باشد

استخراج به نرم افزارهای پژوهشی:

لینک ثابت به این مقاله:

شناسه ملی سند علمی:

JR_GJESM-12-4_008

تاریخ نمایه سازی: 21 مهر 1405

چکیده مقاله:

BACKGROUND AND OBJECTIVES: Land use and land cover change is a major driver of hydrological change, particularly in mountainous basins where hydropower production depends on reliable streamflow. The Suki Kinari Hydropower Project on Pakistan’s Kunhar River is a run-of-river facility that is highly sensitive to such variations. The study objectives were to evaluate the impact of past and projected land use and land cover change on streamflow to provide insights for watershed management and sustainable hydropower operations.METHODS: The soil and water assessment tool were employed to simulate streamflow dynamics under future land use scenarios. The model was calibrated for the period ۲۰۰۰–۲۰۱۱ and validated for ۲۰۱۲–۲۰۱۶ against monthly discharge data from the Garhi Habibullah gauging station. Future land use and land cover projections for ۲۰۵۲ and ۲۰۸۲ were generated using a cellular Automata-Markov chain model based on historical transition probabilities from ۱۹۹۲, ۲۰۰۲, and ۲۰۱۲ satellite observations.FINDINGS: The soil and water assessment tool model demonstrated acceptable performance for monthly simulations (Calibration: R² = ۰.۶۴, Nash–Sutcliffe Efficiency = ۰.۶۲; Validation: R² = ۰.۶۱, Nash–Sutcliffe Efficiency = ۰.۵۲). land use and land cover projections indicate a continuous expansion of urban areas (+۴۰۰ percent by ۲۰۸۲), agricultural land (+۷۲ percent), and barren land (+۳.۸ percent), driven by deforestation (-۳۸ percent) and grassland degradation. Under these projected changes, mean monthly streamflow is predicted to increase by ۲.۶۴ percent in ۲۰۵۲ and ۷.۵۴ percent in ۲۰۸۲, with peak runoffs shifting earlier in the year.CONCLUSION: The study reveals that future land use and land cover changes will significantly increase streamflow and runoff in the Kunhar River Basin, posing potential risks of sedimentation and flooding for the Suki Kinari Hydropower Project. The findings underscore the critical need for a dense hydro-meteorological monitoring network in the upper catchment and the integration of scenario-based modeling into water resources planning. Sustainable land management is essential to mitigate adverse hydrological impacts in mountainous basins.

نویسندگان

S. Sher

U.S.-Pakistan Center for Advanced Studies in Water, Mehran University of Engineering and Technology, Jamshoro, ۷۶۰۶۲, Pakistan

G.H. Dars

U.S.-Pakistan Center for Advanced Studies in Water, Mehran University of Engineering and Technology, Jamshoro, ۷۶۰۶۲, Pakistan

S. Hussain

Aror University of Art, Architecture, Design and Heritage, Sukkur, ۶۵۱۷۰ Pakistan

K. Ansari

U.S.-Pakistan Center for Advanced Studies in Water, Mehran University of Engineering and Technology, Jamshoro, ۷۶۰۶۲, Pakistan

F. Aziz

Department of Civil Engineering, Ghulam Ishaq Khan Institute of Engineering Sciences and Technology, Topi, ۲۳۶۴۰ Pakistan

M. Waseem

Department of Civil Engineering, Ghulam Ishaq Khan Institute of Engineering Sciences and Technology, Topi, ۲۳۶۴۰ Pakistan

M.A. Khan

Civil Engineering Department, College of Engineering, Imam Mohammad Ibn Saud Islamic University, Riyadh, ۱۱۵۶۴, Saudi Arabia

مراجع و منابع این مقاله:

لیست زیر مراجع و منابع استفاده شده در این مقاله را نمایش می دهد. این مراجع به صورت کاملا ماشینی و بر اساس هوش مصنوعی استخراج شده اند و لذا ممکن است دارای اشکالاتی باشند که به مرور زمان دقت استخراج این محتوا افزایش می یابد. مراجعی که مقالات مربوط به آنها در سیویلیکا نمایه شده و پیدا شده اند، به خود مقاله لینک شده اند :
  • Abbaspour, K.C., (۲۰۱۴). SWAT-CUP ۲۰۱۲: SWAT calibration and uncertainty programs ...
  • Adeel, M., (۲۰۱۵). Book review: blank, J., Clary, C. and ...
  • Afonso de Oliveira Serrão, E.; Silva, M.T.; Ferreira, T.R.; Paiva ...
  • Akbar, H.; Gheewala, S.H., (۲۰۲۰). Effect of climate change on ...
  • Akumaga, U.; Alderman, P.D., (۲۰۱۹). Comparison of penman–monteith and priestley‐taylor ...
  • Andrade, C.W.L.D.; Montenegro, S.M.G.L.; Lima, J.R.D.S.; Montenegro, A.A.D.A.; Srinivasan, R., ...
  • Baker, T.J.; Miller, S.N., (۲۰۱۳). Using the soil and water ...
  • Bauwe, A.; Kahle, P.; Lennartz, B., (۲۰۱۶). Hydrologic evaluation of ...
  • Campolongo, F.; Saltelli, A.; Tarantola, S., (۲۰۰۰). Sensitivity anaysis as ...
  • Deng, S.W.; Zhang, H.S.; Pang, Q.; Li, Z.; Li, F.F., ...
  • Eastman, J.R.; He, J., (۲۰۲۰). A regression-based procedure for markov ...
  • Eastman, J.R., (۲۰۱۲). IDRISI Selva manual chapter one: IDRISI Selva ...
  • Ewane, B.E.; Lee, H.H., (۲۰۲۰). Assessing land use/land cover change ...
  • FAO, (۲۰۲۵). Food and Agriculture Organization of the United Nations ...
  • Gashaw, T., Tulu, T., Argaw, M., & Worqlul, A. W. ...
  • Gaur, S.; Bandyopadhyay, A.; Singh, R., (۲۰۲۱). Projecting land use ...
  • Gaur, S.; Mittal, A.; Bandyopadhyay, A.; Holman, I.; Singh, R., ...
  • Gassman, P.W.; Sadeghi, A.M.; Srinivasan, R., (۲۰۱۴). Applications of the ...
  • Gessesse, A.A.; Melesse, A.M.; Abiy, A.Z., (۲۰۲۱). Land use dynamics ...
  • Ghoraba, S.M., (۲۰۱۵). Hydrological modeling of the simly dam watershed ...
  • Guan, D.; Li, H.; Inohae, T.; Su, W.; Nagaie, T.; ...
  • Guevara Ochoa, C.; Masson, I.; Cazenave, G.; Vives, L.; Vázquez ...
  • Gupta, H.V.; Sorooshian, S.; Yapo, P.O., (۱۹۹۹). Status of automatic ...
  • Irfan, M.; Zhao, Z.Y.; Ahmad, M.; Mukeshimana, M.C., (۲۰۱۹). Solar ...
  • Islam, A.K.M.S.; Paul, S.; Mohammed, K.; Billah, M.; Fahad, M.G.R.; ...
  • Jain, S.K.; Tyagi, J.; Singh, V., (۲۰۱۰). Simulation of runoff ...
  • Jajarmizadeh, M.; Sidek, L.M.; Harun, S.; Salarpour, M., (۲۰۱۷). Optimal ...
  • Jajarmizadeh, M.; Harun, S.; Abdullah, R.; Salarpour, M., (۲۰۱۲). Using ...
  • Kumar, M.; Denis, D.M.; Kundu, A.; Joshi, N.; Suryavanshi, S., ...
  • Kuriqi, A.; Pinheiro, A.N.; Sordo-Ward, A.; Bejarano, M.D.; Garrote, L., ...
  • Lambin, E.F.; Meyfroidt, P., (۲۰۱۱). Global land use change, economic ...
  • Lamichhane, S.; Shakya, N.M., (۲۰۱۹). Alteration of groundwater recharge areas ...
  • Lee, S.; Wallace, C.W.; Sadeghi, A.M.; McCarty, G.W.; Zhong, H.; ...
  • Leta, M.K.; Demissie, T.A.; Tränckner, J., (۲۰۲۱). Modeling and prediction ...
  • Malik, S.; Wahid, J., (۲۰۱۴). Rapid urbanization: problems and challenges ...
  • Mahmood, R.; Jia, S.; Babel, M., (۲۰۱۶). Potential impacts of ...
  • Molina-Navarro, E.; Trolle, D.; Martínez-Pérez, S.; Sastre-Merlín, A.; Jeppesen, E., ...
  • Moriasi, D.N.; Arnold, J.G.; Van Liew, M.W.; Bingner, R.L.; Harmel, ...
  • Nash, J.E.; Sutcliffe, J.V., (۱۹۷۰). River flow forecasting through conceptual ...
  • Niquisse, S.; Cabral, P.; Rodrigues, Â.; Augusto, G., (۲۰۱۷). Ecosystem ...
  • Niraula, R.; Meixner, T.; Norman, L.M., (۲۰۱۵). Determining the importance ...
  • Nurdin; Bahri, S.; Zulkarnain, ; Sukendi, , (۲۰۱۹). Analysis of ...
  • PBS, (۲۰۱۸). Pakistan Bureau of Statistics, Government of Pakistan, Islamabad. ...
  • PMD, (۲۰۲۵). Pakistan Meteorological Department, Government of Pakistan. Pakistan Meteorological ...
  • Poblete, D.; Arevalo, J.; Nicolis, O.; Figueroa, F., (۲۰۲۰). Optimization ...
  • Samie, A., Abbas, A., Azeem, M. M., Hamid, S., Iqbal, ...
  • Saifullah, M.; Adnan, M.; Zaman, M.; Wałęga, A.; Liu, S.; ...
  • Salazar, A.; Baldi, G.; Hirota, M.; Syktus, J.; McAlpine, C., ...
  • Sellami, H.; Benabdallah, S.; La Jeunesse, I.; Vanclooster, M., (۲۰۱۶). ...
  • Shahbaz, M.; Chaudhary, A.R.; Ozturk, I., (۲۰۱۷). Does urbanization cause ...
  • Shivhare, V.; Goel, M.K.; Singh, C.K., (۲۰۱۴). Simulation of surface ...
  • Shrestha, M.K.; Recknagel, F.; Frizenschaf, J.; Meyer, W., (۲۰۱۶). Assessing ...
  • Shukla, S.; Meshesha, T.W.; Sen, I.S.; Bol, R.; Bogena, H.; ...
  • SK Hydro, (۲۰۲۳). Suki Kinari Hydropower Project ...
  • Soomro, S.E.H.; Hu, C.; Boota, M.W.; Wu, Q.; Soomro, M.H.A.A.; ...
  • Syed Shahid Ali, Sayed Sanaullah Shah, , (۲۰۱۵). Climate change ...
  • Talib, A.; Randhir, T.O., (۲۰۱۷). Climate change and land use ...
  • Tejaswini, V.; Sathian, K.K., (۲۰۱۸). Calibration and validation of swat ...
  • Tolessa, T.; Senbeta, F.; Kidane, M., (۲۰۱۷). The impact of ...
  • Turner, B.L.; Lambin, E.F.; Reenberg, A., (۲۰۰۷). The emergence of ...
  • Turner, B.L.; Skole, D.; Sanderson, S.; Fischer, G.; Fresco, L.; ...
  • UN DESA, (۲۰۱۷). World population prospects: The ۲۰۱۷ revision, key ...
  • USGS, (۲۰۲۵). Earth Resources Observation and Science (EROS) Center. United ...
  • Waikhom, S.I.; Yadav, V.; Azamathulla, H.M.; Solanki, N., (۲۰۲۳). Impact ...
  • Wang, Y.; Jiang, R.; Xie, J.; Zhao, Y.; Yan, D.; ...
  • Wang, G.; Xia, J., (۲۰۱۰). Improvement of swat۲۰۰۰ modelling to ...
  • Wang, L.; Qu, J.J., (۲۰۰۹). Satellite remote sensing applications for ...
  • Weikel, J.; Karki, R.; Cibin, R., (۲۰۲۲). Evaluating the hydrologic ...
  • Yesuph, A.Y.; Dagnew, A.B., (۲۰۱۹). Soil erosion mapping and severity ...
  • نمایش کامل مراجع