کاربرد مدل HVB در بررسی اثرات تغییر اقلیم بر خشکسالی هیدرولوژیکی حوضه‌ی زاینده‌رود

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

چکیده

افزایش گازهای گلخانه­ای باعث تشدید پدیده تغییر اقلیم شده که اثرات منفی آن بر جوامع بشری یکی از دغدغه­های مهم بشر در قرن 21 به شمارمی­رود. پدیده تغییراقلیم می­تواند بر سیستم­های مختلف تأثیرات متفاوتی داشته باشد. که به­دلیل نقش حیاتی آب در زندگی انسان، بررسی تأثیرات منفی آن بر شدت و فراوانی وقوع خشکسالی یک منطقه از اهمیت ویژه­ای برخوردار است. در این مقاله اثرات تغییر اقلیم بر وضعیت خشکسالی در مقیاس حوضه با استفاده از مدل سه نمونه­ای آب و هوایی جهانی (s GCM) با خروجی (بارش و دما) اصلاح شده توسط سازمان نظارت بر صحت داده­ها (WFD)، برای سناریو­های A2 و B1، مورد بررسی قرار گرفته است. متغیرهای هیدرولوژیکی نظیر جریان، رطوبت خاک و کم­ترین حجم مخزن آب­های زیرزمینی برای بررسی رژیم هیدرولوژیکی و شناسایی خشکسالی با کمک روش سطح آستانه خشکسالی مورد استفاده قرار گرفت. برای سناریو A2، شاخص رویداد خشکسالی با روند افزایشی 98٪، 109٪ و 81٪ به ترتیب در جریان، رطوبت خاک و آب­های زیرزمینی بدست آمد. سناریو B1 تخمین‌های محافظه کارانه­تری را، با افزایش شاخص خشکسالی تا 56٪، 92٪ و 34٪ به ترتیب در جریان، رطوبت خاک و آب­های زیرزمینی، ارائه می­دهد. اختلاف دوره خشکسالی بین سناریوها تا سال 2100 به 33٪، 89٪ و 34٪ به ترتیب برای جریان، رطوبت خاک و آب­های زیرزمینی شبیه سازی شده می رسد. تغییرات متوسط را می­توان در خشکسالی­های با حجم کم با بیش­ترین میزان افزایش حدود 19٪، 33٪ و 22٪ به ترتیب در جریان، رطوبت خاک و آب­های زیرزمینی با توجه به سناریو A2 برآورد نمود، در حالی که سناریوی B1 حداکثر افزایش را 10٪، 2٪ و 26٪  پارامترهای سابق، بیش­تر پیش بینی می­کند. ارزیابی پارامترهای هیدرولوژیکی به صورت خطی کاهش بارش و افزایش روند دما را پیش بینی می­کنند.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Application of HVB Model for Studying the Effect of Climate Change on Hydrological Drought in Zayendehrood River Basin

چکیده [English]

Green house gases extend have caused to intensity the climate change and their negative impact on human communities are one of the main disturbances of human in 21st. century. The climate change phenomenon has different impact on various systems. The vital role of water on human life causes the study of these negative impacts on severity and occurrence of drought events in a region to be very important. In this study, three Global Climate Models (GCMs) output (precipitation and temperature), bias corrected with the WATCH Forcing Data (WFD), for the A2 and B1 scenarios, are used for drought assessment at a basin scale. The produced hydrological variables, flow, soil moisture and lower groundwater reservoir volume were used for the hydrological regime assessment and drought identification with the aid of the threshold level method. For A2 scenario, it was found that the number of drought events could increase up to 98%, 109% and 81% in flow, soil moisture and groundwater respectively. B1 scenario provided more conservative estimates, with an increase of drought events number up to 56%, 92% and 34% in flow, soil moisture and groundwater, respectively. The drought duration difference between scenarios reaches up to 33%, 89% and 34% for simulated flow, soil moisture and groundwater respectively till 2100. Moderate changes can be noticed in drought deficit volume with an estimated maximum increase of 19%, 33% and 22% in flow, soil moisture and groundwater involving A2 scenario, whereas B1 scenario projected 10%, 2% and 26% maximum increase for the former parameters. The evolution of the hydrological parameters is in line with the projected decreasing precipitation and increasing temperature trends.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Climate change
  • Drought
  • HVB model
  • Changes of precipitation and temperature
 

Bergstrom,S. 1995. The HBV model. In: Singh, V.P. (Ed.), Computer Models of Watershed Hydrology. Water Resources Publications, Highlands Ranch, CO., USA. ISBN: 0-918334-91-8.

Bergstrom,S., Carlsson,B., Grahn,G., Johansson,B. 1997. A More Consistent Approach to Catchment Response in the HBV Model. Vannet i Norden, No. 4.

Cramer,H., Leadbetter,M.R. 1967. Stationary and Related Stochastic Processes: Sample Function Properties and their Applications. Wiley, New York.

Lindstrom,G., Johansson,B., Persson,M., Gardelin,M., Bergstrom,S. 1997. Development and test of the distributed HBV-96 hydrological model. J. Hydrol. 201, 272–288.

Nash,J.E., Sutcliffe,J.V. 1970. River flow forecasting through conceptual models. J. Hydrol. 10, 282–290.

Rice,S.O. 1954. Mathematical analysis of random noise. In: Wax, N. (Ed.) Selected Papers on Noise and Stochastic Processes, Dover, New York, pp. 133–294.

Yevjevich,V. 1967. An Objective Approach to Definition and Investigations of Continental Hydrologic Droughts. Hydrology Papers 23, Colorado State University, Fort Collins.