تحليل نوسانات بارش- رواناب حوضه مرزي ارس تحت شرايط تغيير اقليم

Fluctuations Analysis of Rainfall and Runoff in Aras Border Basin under Climate Change Conditions

در اين پژوهش از آمار بارش و رواناب ايستگاههاي منتخب حوضه مرزي ارس جهت تحليل نوسانات بارش و رواناب و پيشنمايي آن براي افق 2050 استفاده شد. با اعمال آزمون پتيت نقطه شكست در سري زماني بارش و رواناب مورد بررسي قرار گرفت. همچنين از آزمون مان- كندال مرسوم و اصلاح شده، روند بارش و رواناب محاسبه گرديد. با روش سن شيب خط روند نيز محاسبه شد. با به كارگيري چهار مدل GCM تحت دو سناريوي انتشار RCP4.5 (انتشار پايين) و RCP8.5 (انتشار بالا) پيشنمايي براي دوره آتي انجام شد. از ابزار Eureqa Formulize (EF) براي شبيهسازي فرآيند بارش- رواناب استفاده گرديد. نتايج نشان داد اكثر جهش هاي ناگهاني در نيمه دوم دهه 1990 رخ داده است. 83 درصد از جهش هاي فصلي مربوط به رواناب بوده است. همچنين 67 درصد از تغييرات ناگهاني در فصول زمستان و بهار روي داده است. بيشترين افزايش بارش سالانه (طبق سناريوي RCP4.5) در ايستگاه نير به مقدار 9 درصد و بيشترين كاهش بارش سالانه (طبق سناريوي RCP8.5) در ايستگاه خوي به مقدار 11 درصد انتظار ميرود. همچنين در مقياس زماني فصلي بيشترين كاهش بارش در تابستان خواهد بود. مدل EF با ارائه NRMSE كمتر از0/5 درصد در همه ايستگاه ها عملكرد بسيار بالايي را از خود نشان داد. نتايج نشان داد، كمترين ميزان شيب خط روند رواناب (فصلي) دوره پايه به مقدار 1/3- ميليون مترمكعب در تابستان و مربوط به ايستگاه بدلان بوده است. براساس نتايج اين پژوهش، تغيير معنيداري در رواناب سالانه حوضه در دوره آتي روي نخواهد داد.

In this study, rainfall and runoff data recorded of selected stations of Aras Boundary Basin were used to analyze rainfall and runoff fluctuations and they are projected for horizons, 2050. The Pettitt test was used to detect the breakpoint in rainfall and runoff time series. Trends in rainfall and runoff were also calculated using the original and modified Mann-Kendall test. To project the future, general circulation models (GCMs) under two greenhouse gas emission scenarios i.e. RCP4.5 (low emission) and RCP8.5 (high emissions) were used. The Eureqa Formulize tool was used to simulate the rainfall-runoff process. Results showed that most of the abrupt changes have occurred in the second half of the 1990s. 83% of seasonal time series breakpoints were related to runoff. Also, 67% of the abrupt changes have occurred in the winter and spring seasons. The highest increase in annual rainfall (according to RCP4.5 scenario) at Nir station is expected to be 9% and the highest decrease in annual rainfall (according to RCP8.5 scenario) at Khoy station is predicted at 11%. It is also worth mentioning that in the seasonal time scale will have the highest rainfall reduction in summer. The Eureqa Formulize performed very well at all stations with NRMSE of less than 0.5%. The results indicated that the lowest slope of the base period runoff trend line (in seasonal time scale) was -1.3 million m3 in summer at Badalan station. There will be no significant change in the annual flow in the future period.