تاثیرخشک‌سالی بر روند تغییر و پیش‌بینی خصوصیات هیدرولوژیکی حوضه آبریز موثر بر دبی مطالعه موردی (حوضه کشف‌رود)

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجوی کارشناسی ارشد سازه‌های آبی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه فردوسی مشهد

2 علوم ومهندسی آب- دانشگاه فردوسی مشهد- مشهد - ایران

3 دانشیار گروه علوم ومهندسی آب، دانشکده کشاورزی، دانشگاه فردوسی مشهد

چکیده

با بروز پدیده­ی تغییراقلیم ،گرمایش زمین سبب بروز آسیب­های بی­شماری در نقاط مختلف جهان شده­است. پایش و پیش­بینی دقیق متغیرهای آب و هوایی و هیدرولوژیکی راه را برای ایجاد تصمیمات موثر و کلیدی هموار می­سازد. در این مطالعه با بررسی پارامترهای تاثیرگذار هواشناسی موثر بر دبی و بررسی تغییرات دبی در رودخانه­های حوضه­ی کشف­رود به همراه پایش و پیش­بینی (1426-1397) خشک­سالی هیدرولوژیکی، تصویری از تغییرات آینده­ی دبی درحوضه را ترسیم شد. در این مطالعه با استفاده از داده­های هواشناسی دو ایستگاه سینوپتیک مشهد و گل­مکان (1393-1366) و داده­های دبی دو ایستگاه هیدرومتری منتخب (اولنگ اسدی و موشنگ)، پارامترهای موثر بر دبی در مقایسه سالانه بدست آمد نتایج نشان داد که در مشهد (بالادست حوزه) موثرترین پارامترها در سطح معنی­داری 05/0دمای حداکثر، بارش و ساعت آفتابی است. در گل­مکان که تقریبا در پایین­دست حوزه قراردارد، پارامترهای موثر بر دبی، دمای حداقل و بارش بود. در دوره­ی پایه هر دو ایستگاه مشهد و گل­مکان، سال­های 1380 و 1387 خشک­ترین سال‌ها بدست آمد. با استفاده از مدل LARS-WG5.5تحت مدل HadCM3 و سناریوی A2، پارامترهای هواشناسی در آینده شبیه­سازی شد. در مشهد در سال­های آینده، روند تغییرات دبی افزایش چشم­گیری نسبت به 30 سال دبی پایه داشت به­طوری که بیشینه­ی مقدار دبی به 5/5 مترمکعب بر ثانیه رسیده و می­توان یک دوره­ی تر سالی را در آینده برای ایستگاه مشهد پیش­بینی کرد. اما در گل­مکان روند کاهشی دبی و افزایش خشک­سالی هیدرولوژیکی نسبت به دوره­ی پایه مشاهده شد.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

The Impact of Drought on Changes and Prediction of the Hydrological Characteristics of the Kashafroud River Basin

نویسندگان [English]

  • atena Pezeshki 1
  • kazem Esmaili 2
  • alireza Farid hoseini 3
1 - hydraulic Structures of Ferdowsi University of Mashhad
2 water science and engineering. ferdowsi university of mashhad- mashhad -Iran
3 Associate Professor at Department of Water Engineering, Ferdowsi University of Mashhad
چکیده [English]

Many disasters such as flood, drought and changes in meteorological parameters are threating our planet, which mostly caused by climate change and global warming. By monitoring and accurate prediction of climatic and hydrological variables, these are the effective ways to make strategic decision. By studying the most effective meteorological parameters on river flow, besides, studying the changes in river flow for Kashafroud basin by monitoring and predicting hydrological drought (for time period of 2018-2047); it was tried to display a picture of changes for future condition of basin. In this study, for estimating the effective parameters on river flow for annual time scale, two synoptic datasets (Mashhad and Golmakan) and two hydrometric station datasets (Oulang and Moushang) for time period of 1987 to 2014, were used. In Mashhad synoptic station (upstream), the most effective parameters in significant level of 5%, maximum temperature, precipitation, and sunshine hours were calculated. In Golmakan synoptic station, which is almost located in downstream, the precipitation and sunshine hours that is effective parameters on flow, were calculated as well. For the base time period, for both Mashhad and Golmakan synoptic stations, 2001 and 2008 were the driest years. By using LARS-WG with HadCM3 model and A2 scenario, future metrological parameters were simulated. The results showed that in upcoming years, for Mashhad synoptic station, significant flow will be occurred in comparison with the base flow for last 30 years; such that the maximum flow rate of 5.5 cubic meters per second will be expected for future Mashhad synoptic station. Conversely, the flow reduction and hydrological drought in comparison with the base flow, were observed.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Climate change
  • Drought
  • Rainfall
  • SWSI index
کاراموز،م.، عراقی نژاد،ش.1384.هیدرولوژی پیشرفته، انتشارات امیرکبیر.تهران.1384

شکری،س.، هوشمند،ع. فصلنامه علمی پژوهشی اکوبیولوژی تالاب. دانشگاه آزاد اسلامی واحد اهواز. 6. 33: 57-68

اسدی،م،. 1395. تاثیر خشک­سالی بر منابع آب (مطالعه موردی: حوضه آبخیز طرق) اولین همایش ملی مدیریت بحران، ایمنی، بهداشت، محیط زیست و توسعه پایدار، موسسه آموزش عالی مهر اروند و مرکز راهکارهای دستیابی به توسعه پایدار.تهران.

خزانه­داری،ل.، کوهی،م.، زابل عباسی،ف.، قندهاری،ش. 1389. بررسی روند خشک­سالی در ایران طی سی سال آینده (2039-2010)، تهران: چهارمین کنفرانس منطقه­ای تغییراقلیم، 29 آذر - یکم دی 1389.

علیزاده،ا. 1387. کتاب اصول هیدرولوژی، انتشارات آستان قدس رضوی. 145-121.

خوش­اخلاق،ف.، افشارمنش،ح.، شفیعی،ز.، آقاعلیخانی،م. 1389. ارزیابی اثر تغییر اقلیم بر هیدرولوژی آب­های سطحی، مطالعه­ی موردی: رودخانه­ی کارون. موسسه­ی ژئوفیزیک، مقالات پوستری، فیزیک فضا، چهاردهمین کنفرانس ژئوفیزیـک ایـران،تهران.192-210.

تیموری،م.، فتح­زاده،ع. جغرافیا و توسعه: 1393. 12 . 34:99-107.

شریعتی،م. 1395. تاثیر تغییرات آب و هوایی بر منابع آب(مطالعه موردی رودخانه زرینه‌رود)، ششمین کنفرانس ملی مدیریت منابع آب ایران. کردستان. دانشگاه کردستان

صالح­نیا،ن.، موسوی بایگی،م.، انصاری،ح.1392. پیش­بینی خشک­سالی با استفاده از نمایه شدت خشک­سالی پالمر به کمک خروجی مدل ریزمقیاس­نماییLARS-WG و  HadCM3(مطالعه موردی حوضه نیشابور). نشریه آبیاری و زهکشی ایران. 7: 103-93.

علیزاده،ا،. آشگر طوسی،ش. 1387.توسعه یک مدل برای پایش و پیش­بینی خشک­سالی. ویژه آب و خاک. جلد22 . شماره1: 5-15.

مدرسی،ف.، عراقی­نژاد،ش.، ابراهیمی،ک.، خیاط خلقی،م.1389 . بررسی منطقـه­ای پدیده تغییر اقلیم با استفاده از آزمون­های آماری مطالعه­ی موردی: حوضه آبریز گرگان­رود - قـرهسو. آب و خاک علوم و صنایع کشاورزی. 489 . 3: 24ـ.4.

مرید،س.، پایمزد،ش. 1386. مقایسه روش­های هیدرولوژیکی و هواشناسی جهت پایش روزانه خشک­سالی، علوم و فنون کشاورزی و منابع طبیعی. جلد11.شماره42: 333-335

Amad,S,. S,Simonovic.2005. Artificial neural network model for generating hydrograph from hydro –meteorological parameters. Journal of hydrology, 18(2): 236-250.

Ababaei,B., Karimi,B., Mirzaei,F. 2010. Evaluation of a Stochastic Weather Generator in Different Climates, Computer and Information Science. 3. 3:91-101

Garen,D.C. 1993. Revised Surface Water Supply Index (SWSI) for Western United States. Journal of Water Resources Planning and Management. 119. 4 : 437-454.

Heim,R.J. 2010. Canad Drought Indices and   Definitions Study and SWSI (Surface Water SupplyIndex)Study,NOAA/NESDIS/National Climatic Data Center Asheville, North Carolina,USA.GEO-DRI Drought Monitoring Worksh Winnipeg, Manitoba, Canada.10-11.

Loukas,A., Vasiliades,L., Tzabiras,J. 2008. Climate change effects on drought severity, Department of Civil engineering, University of Thessaly, 38334 Volos, Greece, Adv. Geosci. 17: 23-29.

Mullan,B., Porteous,A., Wratt,D., Hollis,M. 2005. Changes in drought risk with climate change, NIWA Client Report: WLG2005-23,NIWA Project: MFE05305, Prepared for Ministry for the Environment (NZ Climate Change Office) Ministry of Agriculture and Forestry.

Semenov,M., Barrow,E. 1997. Use Of A Stochastic Weather Generator In The Development Of Climate Change Scenarios Climatic Change,Kluwer Academic Publishers. Printed in the Netherlands. 35:397-414

Sheffield,J., WoodE,F., Roderick,M,L. 2012. Little Change in Global Drought over the Past 60 Years. Nature 491(7424): 435-438.

Tokarczyk,T. 2013. Classification of   Low Flow and Hydrological Drought for a   River Basin. Acta Geophysica. 61.2: 404-  421.

Yu,P.S., Yang,T.C and Wu,C.K. 2002. Impact of climate change on water    resources in southern Taiwan. Journal of Hydrology. 260:161-175.