بررسی عملکرد روش الاستیسته اقلیمی و مدل SIMHYD به‌منظور ارزیابی کمی عوامل مؤثر بر خشکسالی هیدرولوژیک

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانش آموخته کارشناسی ارشد مهندسی آبخیزداری، دانشکده کشاورزی و منابع طبیعی، دانشگاه لرستان

2 دانشیار گروه مهندسی آبخیزداری، دانشکده کشاورزی و منابع طبیعی، دانشگاه لرستان

3 دانشجوی دکتری علوم و مهندسی آبخیزداری، دانشکده کشاورزی و منابع طبیعی، دانشگاه لرستان

10.29252/aridbiom.7.2.29

چکیده

نوسان در متغیرهای اقلیمی و افزایش فعالیت‌های انسانی، دگرگونی در فرآیندهای هیدرولوژیک و به‌تبع آن تخریب ساختار اکوسیستم‌ها را به دنبال دارد؛ بنابراین به‌منظور مدیریت و برنامه‌ریزی منابع آب و توسعه پایدار اقتصادی-زیست محیطی، ارزیابی کمی تغییرپذیری اقلیمی و فعالیت‌های انسانی به‌عنوان دو فاکتور عمده اثرگذار بر فرآیندهای هیدرولوژیک بسیار مهم می‌باشد. هدف از این پژوهش تحلیل روند و آشکارسازی نقطه تغییرمتغیرهای هیدروکلیماتیک در حوزه آبخیز وسج همدان و همچنین تخمین سهم تغییرات متأثر از اقلیم و فعالیت‌های انسانی بر میزان دبی سالانه این حوضه می‌باشد. در این مطالعه ابتدا روند و نوسانات در سری داده‌های هیدروکلیماتیک حوضه رودخانه وسج در طی سال‌های 1393-1366 مورد بررسی قرار گرفت. سپس از دو روش مدل هیدرولوژیکیSIMHYD و روش الاستیسیته اقلیمی به‌منظور ارزیابی کمی خشکسالی هیدرولوژیک به تغییرپذیری اقلیمی و فعالیت‌های انسانی استفاده شد. نتایج نشان داد که کاهش 13/7 درصدی در بارش، افزایش 12/3 درصدی در تبخیر و تعرق پتانسیل و همچنین وجود فعالیت‌های انسانی کاهش 92/83 درصدی در رواناب را به دنبال خواهد داشت. سهم فعالیت‌های انسانی و تغییرپذیری اقلیمی در کاهش رواناب به‌وسیله روش الاستیسیته اقلیمی به دو روش تورک و ژانگ به دست آمد که به ترتیب در روش تورک 80/84 و 19/15 و در روش ژانگ 97/84 و 02/15 برآورد شد. بر این اساس فعالیت‌های انسانی عامل اصلی کاهش رواناب حوضه رودخانه وسج می‌باشند همچنین کارایی مدل هیدرولوژیکی SIMHYD در شبیه‌سازی دبی جهت محاسبه تغییر دبی در حد قابل قبولی نبود. با توجه به این‌که در حوضه مورد مطالعه تغییرات چشمگیری در کاربری اراضی رخ‌داده است. تغییر کاربری به‌عنوان یکی از بارزترین دخالت‌های بشر مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان داد که مساحت باغات و تاکستان، قبل از نقطه تغییر نسبت به بعد از نقطه تغییر به ترتیب (048/2درصد) 4/15071 و (091/2درصد) 69/15375 هکتار افزایش ‌یافته است.

کلیدواژه‌ها


 [1]. Ashofteh, P., & Bozorg Haddad, O. (1393). The interactions assessment between the climate natural fluctuations and human activities on runoff. Iran,s water and soil Research, 45 (1),103-112, (in Farsi).
[2]. Bahremand, A.R., Hamdami, Qh., & Saniei., E. (1392). Analyze of  long-term changes trend in rainfall and discharge of West of Orumieh  Lake. Journal of the watershed management, 4(8) ,43-57, (in Farsi).
[3]. Budyko, M. (1974). Climate and Life, 508 pp. Academic, San Diego, Calif, 72-191.
[4]. Chen, Z., Chen, Y., & Li, B. (2013). Quantifying the effects of climate variability and human activities on runoff for Kaidu River Basin in arid region of northwest China. Theoretical and applied climatology, 111(3-4), 537-545.
[5]. Cong, Z., Yang, D., Gao, B., Yang, H., & Hu, H. (2009). Hydrological trend analysis in the Yellow River basin using a distributed hydrological model. Water Resources Research,45(7).W00A13,DOI:10.1029/2008WR006852.
[6]. Dong, L., Zhang, G., & Xu, Y. (2012). Effects of climate change and human activities on runoff in the Nenjiang River Basin, Northeast China. Hydrology and Earth System Sciences Discussions, 9(10), 11521-11549.
[7]. Fu, G., Charles, S. P., & Chiew, F. H. (2007). A two‐parameter climate elasticity of streamflow index to assess climate change effects on annual streamflow. Water Resources Research,43(11):W11419,doi:10.1029/2007WR005890
[8]. Hu, S., Liu, C., Zheng, H., Wang, Z., & Yu, J. (2012). Assessing the impacts of climate variability and human activities on streamflow in the water source area of Baiyangdian Lake. Journal of Geographical Sciences, 22(5), 895-905.
[9]. Hu, Z., Wang, L., Wang, Z., Hong, Y., & Zheng, H. (2015). Quantitative assessment of climate and human impacts on surface water resources in a typical semi‐arid watershed in the middle reaches of the Yellow River from 1985 to 2006. International Journal of Climatology, 35(1), 97-113.
[10]. Huang, J., Zhang, Z., Feng, Y., & Hong, H. (2013). Hydrologic response to climate change and human activities in a subtropical coastal watershed of southeast China. Regional Environmental Change, 13(6), 1195-1210.
[11]. Jiang, S., Ren, L., Yong, B., Singh, V., Yang, X., & Yuan, F. (2011). Quantifying the effects of climate variability and human activities on runoff from the Laohahe basin in northern China using three different methods. Hydrological Processes, 25(16), 2492-2505.
[12]. Kendall, M. (1975). Rank Correlation Methods (4th Edn) Griffin: London.212 pages
 [13]. Kazem Zadeh, M., Malekian,A., & Rasul Zadeh, A. (1392) Analysis of river flow trend by using usparametric and nonparametric statistical approaches  in Ardebil provincei, scientific-research Journal / research of  Earth Science, 4 (15),63-51, (in Farsi).
[14]. Li, H., Zhang, Y., Vaze, J., & Wang, B. (2012). Separating effects of vegetation change and climate variability using hydrological modelling and sensitivity-based approaches. Journal of Hydrology, 420, 403-418.
[15]. Ma, H., Yang, D., Tan, S. K., Gao, B., & Hu, Q. (2010). Impact of climate variability and human activity on streamflow decrease in the Miyun Reservoir catchment. Journal of Hydrology, 389(3), 317-324.
[16]. Ma, Z., Kang, S., Zhang, L., Tong, L., & Su, X. (2008). Analysis of impacts of climate variability and human activity on streamflow for a river basin in arid region of northwest China. Journal of Hydrology, 352(3), 239-249.
[17]. Mann, H. B. (1945). Nonparametric tests against trend. Econometrica: Journal of the Econometric Society, 245-259.
[18]. McBean, E., & Motiee, H. (2006). Assessment of impacts of climate change on water resources? a case study of the Great Lakes of North America. Hydrology and Earth System Sciences Discussions Discussions, 3(5), 3183-3209.
[19]. McKee, T. B., Doesken, N. J., & Kleist, J. (1993). The relationship of drought frequency and duration to time scales. Paper presented at the Proceedings of the 8th Conference on Applied Climatology. 17-22 Janvier, Anaheim, 179-184.
[20]. Pettitt, A. (1979). A non-parametric approach to the change-point problem. Applied statistics, 126-135.
[21]. Pike, J. (1964). The estimation of annual run-off from meteorological data in a tropical climate. Journal of Hydrology, 2(2), 116-123.
[22]. Schaake, C. (1990). From climate to flow, in ClimateC hangea nd U.S. Water Resourcese. John Wiley, New York, 107-206
[23]. Shaban, A. (2009). Indicators and aspects of hydrological drought in Lebanon. Water resources management, 23(10), 1875-1891.
[24]. Turc, L. (1954). Le bilan d’eau des sols, Relations entre les precipitations, l’evaporation et l’ecoulement. 5 , 491-595; 6, 5-131.
[25]. Tabari, H., Sabziparvar, A.A., & Marufi, S. (1387) . Assesment  of trend annual changes in meteorological parameters in both cold and warm climate of iran,Agriculture research: water, soil and plants in agriculture, 1(1): 87, (in Farsi).
[26].Yang, Y., & Tian, F. (2009). Abrupt change of runoff and its major driving factors in Haihe River Catchment, China. Journal of Hydrology, 374(3), 373-383.
[27]. Zeng, S., Zhan, C., Sun, F., Du, H., & Wang, F. (2015). Effects of Climate Change and Human Activities on Surface Runoff in the Luan River Basin. Advances in Meteorology. Hindawi Publishing Corporation
Advances in Meteorology, Article ID 740239, 12pages http://dx.doi.org/10.1155/2015/740239
[28]. Zhang, L., Dawes, W., & Walker, G. (2001). Response of mean annual evapotranspiration to vegetation changes at catchment scale. Water Resources Research, 37(3), 701-708.
[29]. Zhang, Y., Guan, D., Jin, C., Wang, A., Wu, J., & Yuan, F. (2011). Analysis of impacts of climate variability and human activity on streamflow for a river basin in northeast China. Journal of Hydrology, 410(3), 239-247.