تعیین اثرات تغییر اقلیم بر بارش و رواناب سطحی حوضه آبریز کرخه

نوع محتوی: طرح پژوهشی
Language: Persian
استان موضوع گزارش: خوزستان
شهر موضوع گزارش: اندیمشک
Document ID: R-1047453
Publish: 27 June 2018
دسته بندی علمی: مهندسی آب و هیدرولوژی
View: 535
Pages: 211
Publish Year: 1394

نسخه کامل Research منتشر نشده است و در دسترس نیست.

  • من نویسنده این مقاله هستم

استخراج به نرم افزارهای پژوهشی:

لینک ثابت به این Research:

Abstract:

حوضه رودخانه کرخه با توجه به حجم قابل توجه نیازهای پایین دست و استراتژیک بودن حوضه به لحاظ منابع مشترک با کشور عراق و وقوع خشکسالی ها و سیلاب های مکرر در سال های اخیر یکی از حوضه های حساس و حیاتی می باشد. انتظار می رود آثار اقتصادی، زیست محیطی و سیاسی – اجتماعی تغییر اقلیم در حوزه سد کرخه در دهه های آینده قابل ملاحظه باشد که نیازمند برنامه ریزی و ایجاد آمادگی برای سازگاری با این تغییرات است. نتایج این تحقیق در بررسی های بلند مدت بیلان آبی در زیر حوضه ها و همچنین برنامه ریزی های مرتبط مورد استفاده خواهند داشت. در این مدلسازی حوضه ها تا مبادی ورودی به سدهای موجود در حوضه کرخه تحلیل شده و شبیه سازی تأثیر سناریوهای مختلف تغییر اقلیم بر وضعیت منابع آب آنها با استفاده از مدل های توسعه داده شده تعیین می شوند.

پیش گفتار Research

تغییر اقلیم در بسیاری از نقاط جهان آثار خود را در دهه‌های اخیر به جای گذاشته و انتظار می‌رود در آینده نیز اثرات این تغییرات تشدید شود. ایران نیز از این تغییرات بزرگ مقیاس (Large Scale) مستثنی نبوده و اثرات آن در بسیاری از حوضه‌های آبریز کشور قابل تشخیص است. تحقیقات با هدف بررسی تغییر اقلیم، بخصوص در دهه حاضر با تأثیرات چشمگیر افزایش گازهای گلخانه‌ای بر اقلیم مناطق مختلف،  مورد توجه محققین و صاحب‌نظران علوم آب و خاک بوده است (Yu et al., 2002, Frakes and Yu 1999, Najjar 1999, Yu and Wang, 2009, Boyer et al., 2010). تأثیرات ناشی از تغییر اقلیم علاوه بر متأثر کردن منابع سطحی (و یا زیر سطحی) آبی با به همراه داشتن تأثیرات جدی بر رطوبت خاک حوضه‌های آبریز، بر فرآیند کشت و توسعه غذایی زندگی بشر نیز موثر بوده است. کم نیستند مناطقی در میانه و شرق کشور که با فرآیند گرم شدن و احیاناً بروز خشک‌سالی جذابیت خود را برای سکنه از دست داده و کوچ جمعیتی را نیز در تاریخ خویش ثبت نموده‌اند. با این وصف، اهمیت تشخیص صحیح این تغییرات و درک پویایی  حاکم بر آن از جایگاه ویژه‌ای برخوردار است. 

از منظر آب و هوا، بررسی‌ تأثیرات تغییر اقلیم در دو سطح متوالی که تأثیر علی-معلولی دارند، قابل بررسی است. در سطح اول به بررسی تغییرات پدیده‌ها و یا متغیرهای عمده جوی همچون تعداد و بسامد وقوع وقایع جوی، تغییرات دما، بارش و غیره پرداخته می‌شود. در این سطح با استفاده از حل معادلات دیفرانسیل (معادلات ناویه-استوکس و چند معادله کمکی دیگر) و فرض برخی از تغییرات همچون میزان تولید گاز گل‌خانه‌ای و غیره به مدل‌سازی تغییرات بلند مدت خصوصیات جوی و با لحاظ نمودن شرائط اولیه‌ای مشخص (خصوصیت جوی در سال 2000) پرداخته می‌شود. 

این رویکرد از مدل‌سازی با استفاده از روش‌های حل معادلات دیفرانسیل (همچون تفاضل محدود، حجم محدود و اجزا محدود) بر شبکه‌ای فرضی بر سطح زمین و همچنین سطوح جوی مختلف انجام می‌پذیرد، آنگاه با استفاده از روش‌های آماری و یا هوشمند که تحت عنوان کلی روش‌های ریزمقیاس  شناخته می¬شوند، به ریزمقیاس مکانی اطلاعات پرداخته می‌شود. 

در سطح دوم مدل‌سازی، بررسی تأثیرات مستقیم تغییرات مشخصات اصلی آب و هوایی بر هیدرولوژی حوضه آبریز و نهایتاً بر برنامه‌ریزی‌های بلند مدت منابع آب آن قرار دارد. مطالعه و برنامه‌ریزی بلند مدت منابع آب از اموری با اهمیت به ویژه در حوضه‌ها و مناطق واقع بر کمربند بیابانی است. این اهمیت با دانستن پیشروی اقلیم‌های خشک در کشورهای خاورمیانه و میزان خطرپذیری آنها تقویت می‌شود. 

هدف از انجام تحقیق حاضر، تحلیل کمی اثرات تغییرات محتمل بارش و دما و سناریوهای مختلف تغییر اقلیم بر بیلان آبی ماهانه در سطح حوضه آبریز رودخانه کرخه است. به منظور انجام این تحقیق، از خروجی‌های مدل‌های مورد استناد در گزارش‌های سری چهارم کارگروه بین دول تغییر اقلیم  (IPCC) تا افق 100 ساله استفاده می‌شود. ریز مقیاس نمودن این اطلاعات تا مقیاس مناسب با استفاده از یکی از روش‌های مناسب تخمینگر آماری انجام می‌پذیرد. اثرات این سناریوها بر بیلان آب سطحی (و احتمالاً زیرزمینی) در این حوضه آبریز با استفاده از مدل‌سازی بیلان آبی ماهانه ارزیابی می‌شود. نکته حائز اهمیت در خصوص پدیده تغییر اقلیم که اهمیت پرداختن به آنرا در مناطقی نظیر استان خوزستان افزایش می دهد در این نکته نهفته است که این پدیده می تواند خسارت بسیار قابل ملاحظه¬ای در مناطقی ایجاد کند که بخش عمده‌ای از منابع آبی و تأسیسات مرتبط همچون نیروگاه‌های برقابی در آن استقرار یافته و از این نظر آسیب‌پذیری آن در بخش آب در وضع موجود قابل توجه است. این نکته در گزارشات اخیر منتشر شده توسط IPCC  مشخصاً مورد تاکید قرار گرفته است. در نهایت با استفاده از نتایج تحقیقات در خصوص مدل‌سازی بیلان ماهانه، شبیه‌سازی سناریوهای بلند مدت تغییر اقلیم انجام خواهد پذیرفت. بصورت خلاصه، اهداف این تحقیق در 2 دسته کلی زیر عنوان قابل ارائه است:

‌أ. مدل‌سازی هیدرولوژیک در مقیاس ماهانه (مدل‌سازی بیلان آبی)

‌ب. مدل‌سازی اثرات تغییر اقلیم در حوضه آبریز کرخه با تکیه بر سناریوهای مختلف

امید است که این تحقیق بتواند حساسیت تصمیم گیرندگان و ذینفعان (Stakeholders) در بخش آب و سایر بخشهای مرتبط با منابع و مصارف آب را نسبت به پدیده تغییر اقلیم جلب کند به نحوی که تصمیم گیری در مورد توسعه در استان با توجه به تغییرات محتمل آب و هوایی صورت گیرد. 

فهرست مطالب Research

1- مقدمه 1

2- حوضه آبریز کرخه 3

2-1- طرح های موجود و در دست بررسی حوضه مطالعاتی 8

2-2- بررسی شبکههای ایستگاهی در حوضه آبریز 8

2-3- تهیه نقشه پایه 12

2-4- ‌حوضه‌بندی حوضه رودخانه کرخه 13

3- بررسی سوابق تحقیقات تغییر اقلیم در سطح ملی و بین المللی 20

3-1- تغییر اقلیم 20

3-2- تغییر اقلیم و فرآیند ریزمقیاس سازی 21

3-3- مروری بر سوابق تغییر اقلیم در حوضه آبریز کرخه 29

4- آشکارسازی تغییرات اقلیمی 33

4-1- بررسی آماری رفتار کلی داده‌های بارش، دما و تبخیر در دوره آماری مد نظر 33

4-1-1- بررسی رفتار آماری داده‌های بارش 35

4-1-2- بررسی رفتار آماری داده‌های دما 36

4-1-3- بررسی رفتار آماری داده‌های تبخیر 42

4-2- ارزیابی تصادفی بودن و همگنی اطلاعات بارش 45

4-2-1- ارزیابی روند 45

4-2-2- تصادفی بودن داده‌ها 46

4-3- بررسی تغییرات فرکانس و شدت وقوع شرائط حدی در حوضه آبریز 48

4-4- بررسی روند تغییرات توزیع ماهانه بارش 57

4-5- بررسی روند در داده‌های دما 60

4-6- بررسی روند در داده‌های رواناب‌های سطحی 70

4-7- جمع بندی 72

5- بررسی سناریوهای تغییر اقلیم و انتخاب سناریوهای منتخب 75

5-1- انتخاب سناریوها تا افق سال 2100 میلادی 75

5-2- بررسی و توسعه مدل‌های کاهش مقیاس برای متغیرهای دما و بارش و انتخاب خودکار ورودی مدل‌ها 79

5-2-1- روش‌های آماری ریز مقیاس نمودن 79

5-2-2- روش‌های داده‌کاوی و هوش مصنوعی در ریزمقیاس نمودن 87

5-3- نتایج آماری کاهش مقیاس بارش، دما و تبخیر در سطح حوضه آبریز کرخه 91

5-3-1- انتخاب پیشگو‌های مناسب در فرآیند کاهش مقیاس 92

5-3-2- کاهش مقیاس روزانه اطلاعات بارش 93

5-3-3- کاهش مقیاس ماهانه اطلاعات دما و تبخیر 94

5-4- پهنه‌بندی اثرات تغییر اقلیم در افق زمانی مورد مطالعه 100

6- انتخاب و کالیبره نمودن مدل بیلان ماهانه مناسب 103

6-1- مقدمه 103

6-2- سابقه تحقیقات در زمینه مدلهای هیدرولوژیک بیلان 103

6-2-1- ساختار مدل‌سازی بیلان ماهانه 104

6-3- کالیبره نمودن مدل بیلان منتخب با استفاده از اطلاعات موجود 116

6-3-1- صحت سنجی و ارزیابی دقت مدل کالیبره شده (گزینه اول) 118

6-3-2- صحت سنجی و ارزیابی دقت مدل کالیبره شده (گزینه دوم) 129

6-4- جمع‌بندی 136

7- بررسی اثرات تغییر اقلیم بر منابع آب حوضه آبریز کرخه 137

7-1- شبیه سازی تاثیر سناریوهای مختلف تغییر اقلیم بر وضعیت منابع آب با استفاده از مدل بیلان در گزینه اول 137

7-2- شبیه سازی تاثیر سناریوهای مختلف تغییر اقلیم بر وضعیت منابع آب با استفاده از مدل بیلان در گزینه دوم 145

7-3- بررسی تغییرات محتمل در آینده در شدت و فراوانی وقوع شرایط پرآبی و کم آبی 153

7-4- تهیه نقشه پهنه بندی حوضه مورد مطالعه برحسب حساسیت به تغییرات اقلیمی براساس تغییرات محتمل در منابع آب در سالهای آتی تا افق طرح در محیط GIS 157

7-5- جمع بندی و پیشنهادات 162

8- مراجع 165

نمایش کامل متن

مراجع و منابع این Research:

لیست زیر مراجع و منابع استفاده شده در این Research 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 Research لینک شده اند :
  • حسینی، فرزاد (1387)، بررسی اثرات پدیده تغییرات اقلیم در حوضه ...
  • حمادی، کاظم، نوذریان، لیلی، (1389)، بررسی اثرات تغییر اقلیم بر ...
  • رهنما، بهزاد، ناصری، محسن، زهرایی، بنفشه (1392)، ارزیابی بهبود نتایج ...
  • زهرایی، بنفشه، ناصری، محسن، توتچی، اردلان، (1389)، کاهش مقیاس بارش ...
  • مدلسازی اثرات تغییر اقلیم بر منابع آب استان سیستان و بلوچستان
  • زهرایی، بنفشه، همکاران، سازگاری با تغییر اقلیم در مدیریت کلان ...
  • قربانیزاده خرازی، حسین، صدقی، حسین، ثقفیان، بهرام، پرهمت، جهانگیر (1381)، ...
  • قربانیزاده خرازی، چله مال دزفول‌نژاد، مژده،صارمی، علی، صارمی، امین (1382)، ...
  • شرکت مهندسی مشاور سازه آب شفق (1390)، گزارش بهنگام سازی ...
  • صیدی شاه آبادی، ا.، (1390) "بررسی اثرات تغییر اقلیم بر ...
  • ارزیابی مدیریت ریسک تغییر اقلیم درایستگاه های سینوپتیک حوضه آبریز کرخه تا سال 2039 با استفاده از مدل LARS-WG [مقاله کنفرانسی]
  • آشکار سازی تغییر اقلیم در حوضه آبریزکارون بزرگ
  • لاله‌سیاه‌پیرانی، میترا، ذوالجودی، مجتبی، فاحی، ابراهیم، مهسافر، حمید، (1391)، شبیه‌سازی ...
  • مهندسین مشاور جاماب، مطالعات طرح جامع آب کشور، 1376. ...
  • ناصری، محسن، رهنما، بهزاد، زهرایی، بنفشه (1390)، بهینه‌سازی ساختار مدل ...
  • مدلسازی اثرات تغییر اقلیم بر تخصیص منابع آب حوضه رودخانه کرخه
  • Abbaspour, K. C., Faramarzi, M., S. Ghasemi, S., and H. ...
  • Abrishamchi, A., Jamali, S., Madani, K., Hadian, S., (2012), “Climate ...
  • Ajami, N. K., Gupta, H., Wagener, T., Sorooshian, S., (2004), ...
  • Alley, W. M., (1984), “On the Treatment of Evaporation, Soil ...
  • Anandhi A., Srinivas V. V., Nagesh Kumar D., Nanjundiah R. ...
  • Bardossy A., Bogardi I., Matyasovszky I., (2005) “Fuzzy rule-based downscaling ...
  • Benestad R., (2001) “A comparison between two empirical downscaling strategies”, ...
  • Budyko M.I. 1974. Climate and Life. Academic, Orlando. Fla. ...
  • Budyko, M. I., (1958), “The Heat Balance of the Earth’s ...
  • Busuioc A., Tomozeiu R., Cacciamani C., (2008) “Statistical downscaling model ...
  • Chen Sh. T, Yu P. Sh, Tang Y H., (2010) ...
  • Coulibaly P., Dibike Y. B., (2005) “Downscaling Precipitation and Temperature ...
  • de Vos, N. J., Rientjes, T. H., & Gupta, H. ...
  • Driouech F., Deque M., Sanchez-Gome E., (2010) “Weather regimes-Moroccan precipitation ...
  • Franchini, M, (1996), “Use of a genetic algorithm combined with ...
  • Guo, Sh., (1995), “Impact of Climate Change on Hydrological Balance ...
  • Guo, Sh., (2002), “A Macro-Scale and semi-Distributed Monthly Water Balance ...
  • Guo, Sh., Chen, H., Zhang, H., Xiong, L., Liu, P., ...
  • Gutierrez, J. M., Cano R., Cofino A. S., Sordo C., ...
  • Hessami M., Gachon Ph., Ouarda T B M J, St-Hilaire ...
  • Huard, D., Mailhot, A., (2008), “Calibration of Hydrological Model GR2M ...
  • IPCC, (1997), “The Regional Impacts of Climate Change: An Assessment ...
  • IPCC, (2001), “Third Assessment Report: Climate Change 2001 (TAR)”, Cambridge, ...
  • IPCC, (2007), “Synthesis Report 2007: AR4”, Cambridge University Press, Cambridge, ...
  • Jamali, S., Abrishamchi, A., Marino, M. A., Abbasnia, A., (2012), ...
  • Jazzim, A. A. (2006) “A Monthly Six-parameter Water Balance Model ...
  • Jin X., Xu C-Y., Zhang Qi., Singh V.P. (2010), “Parameter ...
  • Karpouzos D. K., Baltas E. A., Kavalieratou S., Babajimopoulos C., ...
  • Khan, M. S., Coulibaly, P., Dibike, Y., (2006), “Uncertainty analysis ...
  • Khan, M. S., Coulibaly, P., Dibike, Y., (2006), “Uncertainty analysis ...
  • Li X., Sailor, D., (2000), Application of tree-structured regression for ...
  • Liu X., Coulibaly P., Evora N., (2009), “Comparison of data-driven ...
  • Makhlouf, Z., Michel, C., (1994), “A two-parameter monthly water balance ...
  • McCabe, G.J., and Markstrom, S.L., (2007), “A Monthly Water Balance ...
  • Mehrotra, R., Singh, R. D., (1998), “The influence of Model ...
  • Mouelhi, S., Michle C., Perrin, C., Andre´assian, V., (2006), “Stepwise ...
  • Nachazel, K., (1993), Estimation Theory in Hydrology and Water Resources, ...
  • Nasseri M., Tavakol, H, Zahraie, B., (2013) “Performance Assessment of ...
  • Nasseri, M., Zahraie, B., Ansari A., Solomatin, D. P., (2011) ...
  • Olsson J., Uvo C. B., Jinno K., Kawamura A., Nishiyama ...
  • Perrin, C., Michel, C., Andre´assian, V., (2003), “Improvement of parsimonious ...
  • Randall, D.A., R.A. Wood, S. Bony, R. Colman, T. Fichefet, ...
  • Rao, R. A., Al-Wagdany A., (1995), “Effects of Climate Change ...
  • Sachindra, D. A., Huang, F., Barton, A., Perera, B. J. ...
  • Samadi, S. Z., Mahdavi, M., Sharifi, F., Bihamta, M. R., ...
  • Schnur, R., Lettenmaier D. P., (1998), A case study of ...
  • Schoof, J. T., Pryor, S. C., (2001), “Downscaling Tepreture and ...
  • Sen, M., Stoffa, P., L., (1995), Global Optimization Methods in ...
  • Sumner, N. R., Fleming, P. M., Bates, B. C., (1997), ...
  • Tavakol, H., Nasseri M., Zahraie, B., (2013) “Improved Statistical Downscaling ...
  • Thomas, H. A., (1981), “Improved methods for National Water Assessment”, ...
  • Thyer, M., Kuczera, G., Bates, B. C., (1999), “Probabilistic optimization ...
  • Tolika K., Maheras P., Vafiadis M., Flocas H. A., Papademitriou ...
  • Tripathi S., Srinivas V. V., Nanjundiah R. S., (2006) “Downscaling ...
  • Van den Bergh, J., Roulin, E., (2010), “Hydrological ensemble prediction ...
  • Vrugt, J. A., Gupta, H. V., Bouten, W., Sorooshian, S., ...
  • Wang, Q.J. (1991), “The genetic algorithm and its application to ...
  • Wang, Q.J., Pagano, T. C., Zhou, S. L., Hapuarachchi, H. ...
  • Wetterhall F., Bardossy A., Chen D., Halldin S., Xu C. ...
  • Wide´n-Nilsson, E., Halldin, S., Xu, C.-Y, (2007), “Global water-balance modelling ...
  • Wilby, R.L., (1997), “Non-stationarity in daily precipitation series: implications for ...
  • Wilby, R.L., Dawson, C.W., (2004), Using SDSM Version 3.1, A ...
  • Wilby, R.L., Dawson, C.W., Barrow, E.M., (2002), “SDSM- a decision ...
  • Wilby, R.L., Hassan, H., Hanaki, K., (1998), “Statistical downscaling of ...
  • Wilby, R.L., Hay, L.E., Gutowski, W.J., Arritt, R.W., Takle, E.S., ...
  • Wilby, R.L., Hay, L.E., Leavesley, G.H., (1999), “A comparison of ...
  • Wilby, R.L., Wigley, T.M.L., (2000), “Precipitation predictors for downscaling: observed ...
  • Wilby, R.L., Wigley, T.M.L., Conway, D., Jones, P.D., Hewitson, B.C., ...
  • Xiong C., and Guo, Sh., (1999), “A Two Parameters Monthly ...
  • Xu, C. Y., Vandewiele, G. L., (1995), “Parsimonious monthly rainfall-runoff ...
  • Zhang, L., Potter, N., Hickel, K., Zhang, Y. Q., and ...
  • نمایش کامل مراجع