پيش بيني وضعيت منابع آب تحت اثر تغييرات اقليم به كمك مدل ANFIS و سناريوهاي گردش عمومي جوّ (مطالعۀ موردي:حوضۀ زيارت شهر گرگان)

Prediction of water resource status affected by climate change by ANFIS model and General Circulation Model (case study: Ziarat basin of Gorgan)

وضعيت آتي منابع آب متأثر از تغييرات اقليم در هر منطقه است و شبيه سازي بارش-رواناب براي دوره هاي آينده سهم مهمي در مديريت منابع آب خواهد داشت. تغيير اقليم ميتواند توسط مدل گردش عمومي جوّ و سناريوهاي مختلف اقليمي شبيه سازي شود. در اين تحقيق، اثر تغييرات اقليم بر رواناب، بارش، دما و منابع آب منطقۀ زيارت استان گلستان بررسي شد. از مدل گردش عمومي جوّ HadCM3 تحت سناريوهاي اقليمي A1B، A2 و B1 براي سه دورۀ آتي 2011 تا 2030، 2046 تا 2065 و 2080 تا 2099 استفاده شد. براي ريزمقياس‌نمايي خروجي هاي مدل HadCM3، مدل ANFIS به‌كار برده شد. نتايج آزمون t در سطح اعتماد 95 درصد نشان داد هيچ اختلاف معناداري بين نتايج مشاهده اي و شبيه سازي‌شده وجود ندارد. مقادير پيش بيني‌شده بيان‌كنندۀ افزايش دما به مقدار 0/32 تا 1/77 درجۀ سانتيگراد است و كاهش ميزان بارندگي نيز براي دوره هاي آتي به ميزان 1/60 تا 31/461 ميلي متر خواهد بود. در ادامه، داده هاي به‌دست‌آمده به همراه نقشۀ شمارۀ منحني (CN) و خصوصيات فيزيوگرافي زيرحوضه، به‌دست‌آمده از نرم‌افزار ArcGIS، به عنوان ورودي به مدل HEC-HMS وارد شد تا دبي در دوره هاي اقليمي آينده شبيه سازي شود. نتايج نشان مي‌دهد در هر سه سناريوي افق هاي 2020، 2055 و 2090، دبي پيك و حجم سيلاب كاهش يافته است و در هر سه افق يادشده، بيشترين كاهش مربوط به سناريوي A2 است. درصد كاهش دبي پيك و حجم تخليه براي هر سناريو به‌ترتيب 1/72 و 1/83، 3/06 و 3/07، 4/43 و4/48 براي دوره هاي آتي به‌دست آمد. نتايج ‌اجراي مدل، بيان مي‌كند كه آبگيري مناسبي در پشت مخازن صورت نمي‌گيرد. در نهايت، براي حل اين مسئله راهكارهايي ارائه شد.

In this research, the effect of climate change on rainfall, runoff, temperature and water resource for Ziarat basin of Golestan province, was assessed. General ccirculation model, HadCM3, was used under three scenarios as A1B, A2 and B1 for 3 future time duration as 2011-2030, 2046-2065 and 2080-2099, respectively. In order to down scaling of HadCM3 output, ANFIS model was used. The predicted results showed increasing temperature as 0.32-1.77oC and decreasing precipitation as 1.6-31.46 mm for future durations. Then, the mentioned results, curve number map and physiographic parameters, basin and waterway slope, gained from Arc-GIS, as importing data to calibrated HEC-HMS model was made in order to simulate the discharge of climate future durations. Results presented the runoff volume and peak of discharge have decreased in all three scenarios for horizon 2020, 2055 and 2090 and for all mentioned horizons, the most of decreasing was related to A2 scenario. Percentage decrease in peak and discharge volume was obtained 1.72 and 1.83, 3.06 and 3.07, 4.43 and 4.48 for mentioned periods, respectively. Consequently, based on extracting information from models, no enough storage would happen in dams. Finally, some solution for this problem was presented.