بررسي تاثير تغيير اقليم بر آبدهي حوضه با دخالت مدل هيدرولوژي (مطالعه موردي: حوضه گاليكش در استان گلستان)

Effects of climate change on runoff from rainfall (Case study: Galikesh Watershed in Golestan)

سابقه و هدف: تغيير اقليم يكي از مهم‌ترين چالش‌هايي است كه بخش‌هاي مختلف زندگي انسان را در روي زمين تحت‌تاثير قرار خواهد داد. شرايط اقليمي گرم‌تر باعث تشديد چرخه آب، تغيير بارش و تغيير در مقدار و زمان ظهور رواناب مي‌گردد. شمال ايران با توجه به شرايط خاص اقليمي و اهميت كشاورزي، يكي از آسيب‌پذيرترين مناطق به تغيير اقليم مي‌باشد. از اين‌رو اين پژوهش به دنبال ارزيابي اثرات تغيير اقليم بر شرايط هيدرولوژيكي حوضه گاليكش با استفاده از مدل‌سازي هيدرولوژيكي مي‌باشد. آشفته و مساح (2008) تاثير عدم قطعيت تغيير اقليم بر دبي پيك حوضه آيدوغموش در دوره 2069-2040 را براي سناريوي A2 مورد بررسي قرار دادند. در اين پژوهش از هفت مدل AOGCM استفاده گرديد. در مجموع نتايج نشان داد كه دماي حوضه در دوره 2050 بين 1 تا 6 درجه سانتي‌گراد نسبت به دوره پايه افزايش مي‌يابد (3). مواد و روش‌ها: در اين پژوهش مدل بارش- رواناب IHACRES براي منطقه مورد مطالعه واسنجي گرديد. سپس بر اساس نتايج خروجي مدل HadCM3 تحت سناريوهاي A1B، A2 و B1، مقادير دما و بارش براي دوره آتي 2030-2011 با استفاده از مدل LARS-WG ريزمقياس شده و به‌منظور شبيه‌سازي رواناب حوضه به مدل IHACRES معرفي گرديد. يافته‌ها: نتايج مطالعه ضمن تاييد كارايي مدل LARS-WG، نشان داد كه در شرايط اقليمي آينده براي دوره زماني 2030-2011، دما و بارندگي نسبت به دوره مشاهداتي (2010-1985) به‌ترتيب افزايش و كاهش خواهد يافت. در نهايت نتايج مدل IHACRES نشان داد كه رواناب در دوره آتي نسبت به دوره مشاهداتي در هر سه سناريو به‌ترتيب به‌ميزان 37/6، 43/4 و 94/7 مترمكعب در ثانيه، كاهش پيدا كرده كه نشان از تاثير تغيير اقليم بر رواناب حوضه در دوره آتي دارد. نتايج پژوهش لزوم توجه به تاثيرات تغيير اقليم در اتخاذ تدابير لازم به‌منظور سازگاري با تغيير اقليم در سياست‌هاي آتي مديريت حوضه گاليكش مورد تاكيد قرار مي‌دهد. نتيجه‌گيري: بررسي خروجي مدل HadCM3 تحت سناريوهاي تغيير اقليم مورد مطالعه نشان مي‌دهـد كه دماي حوضـه در دوره‌ 2030-2011 براي هر سه سناريو افزايش يافته و بيش‌ترين افزايش مربوط به سناريوي B1 مي‌باشد. شبيه‌سازي رواناب ماهانه حوضه در دوره آتي و مقايسه مقادير آن با دوره مشاهداتي بيانگر كاهش متوسط رواناب سالانه درازمدت در دوره آتي براي هر سه سناريو مي‌باشد كه با توجه به كاهش بارندگي و افزايش دما قابل‌قبول بوده و بيش‌ترين كاهش مربوط به سناريوي B1 است.

Background and Objectives: Climate change is one of the most important challenging problems that has affected different parts of the human life on the Earth. Warmer climatic conditions intensify the water cycle, change precipitation and also changes the amount of runoff and its appearance time. Northern part of Iran is the most vulnerable area to the climate change due to its special climatic conditions and the importance of agriculture. Therefore, current study tries to use hydrological modeling for assessment of the impacts of climate change on hydrological conditions of Galikesh basin. Ashofte and Massah (2008) studied the effect of uncertainty of climate change on peak discharge of Aidoghamoosh basin in 2040-2069 period under A2 emission scenario. Their results demonstrated that the basin temperature will increase 1 to 6 degrees in the 2050 period in comparing with base period (3). Material and Methods: In this study, IHACRES model were calibrated for understudy region. Then, based on the output of HadCM3 model under A1B, A2 and B1 emission scenarios, temperature and precipitation data for 2011-2030 period were downscaled using LARS-WG model and used as input for IHACRES model to simulate surface runoff. Results: The results confirmed the efficiency of the model and indicated that in future climate conditions for 2011-2030 period, the temperature and precipitation will decrease and increase, respectively comparing with observation period (1985-2010). Finally, the results of IHACRES model demonstrated that runoff will decrease in the future period comparing to the observation period under A1B, A2 and B1 emission scenarios by the amounts of 6.37, 4.43 and 7.94 cubic meter per second, respectively which indicates the effect of climate change on basin discharge in future period. The results emphasize the importance of consideration of climate change effects in making necessary decisions for adaptation to climate change in future policies. Conclusion: Investigation of the output of HadCM3 model for different climate change scenarios indicates the increase of temperature in 2011-2030 period for three understudy scenarios and give its maximum increase to B1 scenario. Simulating the monthly runoff in future period and comparing its amounts with observation period shows the average decline of long term annual runoff in future period for three scenarios which is acceptable according to the decrease of precipitation and temperature and the maximum decrease belongs to B1 scenario.