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

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.

در این تحقیق با استفاده از داده های روزانه بارش و دمای مشاهده شده در دوره 2005-1961 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 canESM2 تحت سناریوهای حدی 6/2RCP و 5/8RCP برای متغیرهای اقلیمی در دوره های 2006 تا 2100 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 2006-1976 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 6/2RCP و 8/5RCP با متوسط معیارهای ارزیابی 1/29 MAE=1/96, RMSE= و 0/56NASH=برای بارش به طور متوسط 5/4 تا 11 درصد کاهش نسبت به دوره پایه و برای دما با معیارهای ارزیابی 2/71=MAE=2/27، RMSE و0/92=NASH از 6/5 تا 10/4 درصد افزایش نسبت به دوره پایه را به دنبال دارد. نتایج معیارهای ارزیابی نش-ساتکلیف و کلینگ- گوپتا به ترتیب 0/76 و 0/83 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 8/5 در دوره بازگشت های مختلف، مقادیر بیشتری را نسبت به حداکثر دبی های روزانه در سناریوی 2/6 نشان می دهد اما نسبت به داده های حداکثر روزانه در دوره پایه تغییر قابل توجهی وجود ندارد.