ارزيابي اثر تغيير اقليم بر رواناب حوضه كن

Evaluation of the impact of climate change on runoff in Kan Watershed

شناخت دگرگوني­‌هاي اقليمي و رفتار آن‌ها در دوره‌هاي آتي و اثرات آن‌ها در حوزه‌هاي مختلف به‌خصوص در منابع آب در برنامه‌ريزي­‌هاي كلان و استراتژيك از اهميت خاصي برخوردار است. هدف از اين پژوهش، ارزيابي اثر تغييرات اقليمي بر شرايط هيدرولوژيكي حوضه كن است. براي اين منظور ابتدا شبيه‌­سازي متغيرهاي دما و بارش به‌وسيله داده­‌هاي مدل بزرگ مقياس HadCM3 تحت سناريوي A2 و مدل ريزمقياس ­گرداني SDSM صورت گرفت. سپس شبيه­‌سازي رواناب به‌صورت ماهانه و به‌وسيله مدل هيدرولوژيكي SWAT انجام شد و براي واسنجي و تحليل عدم قطعيت مدل، از نرم‌افزار SWAT-CUP و الگوريتم SUFI-2 استفاده شد. نتايج حاصل از ارزيابي مدل SDSM به‌وسيله دو پارامتر MBE و NRMSE نشان داد كه مدل در شبيه­‌سازي متغير دما نسبت به بارش از دقت بالاتري برخوردار بوده است. مقايسه مقادير شبيه‌­سازي شده براي دوره آتي (2040-2011) و دوره پايه (2001-1961) به‌ترتيب افزايش 1.3 و 0.8 درجه سانتي­گراد دماي بيشينه و كمينه را نشان داد. همچنين، در تمامي ايستگاه­‌هاي منتخب كاهش بارش به‌دست آمد كه بيشترين كاهش مربوط به فصل بهار بود، ولي در برخي ماه ­هاي مربوط به فصل زمستان افزايش بارش مشاهده شد. نتايج حاصل از واسنجي و اعتبارسنجي مدل SWAT نيز رضايت­ بخش بود به‌طوري كه معيار نش- ساتكليف به‌عنوان تابع هدف براي دوره واسنجي (1991-1983) و اعتبارسنجي (1996-1992) به‌ترتيب 0.82 و 0.71 به‌دست آمد. در نهايت سناريوهاي اقليمي ايجاد شده، افزايش رواناب براي فصل زمستان و كاهش مقدار آن را براي ساير فصول نشان داد. به‌طور كلي، بر اساس نتايج به‌دست آمده، كاهش هفت درصدي رواناب براي دوره آتي پيش­ بيني شد.

Knowledge of climate variabilities and their behavior in future periods and their effects in various fields has great importance especially in strategic and macro planning in water resources. This study aims to evaluate the effect of climate change on hydrological condition of the Kan Watershed. For this purpose the HadCM3model under the A2 emission scenario and also statistical downscaling model (SDSM) were applied for temperature and rain variables simulation. Then, SWAT model was used for monthly runoff simulation and SUFI-2 algorithm was used in SWAT-CUP software pack for calibrating and uncertainly analyzing. The performance of SDSM model was evaluated base on MBE and NRMSE parameters, the result indicated that temperature variable was simulated more accurate than of precipitation. The result of the predicting temperature in period (2011-2040) compare with the base period (1961-2001) showed the maximum and minimum temperature will increase by 1.3 and 0.8 °C, respectively. Also, the rainfall will decrease by 3-4 percent for all of selected stations. The most rainfall reduction will be for spring. While in some months of winter an increase of precipitation was predicted. The result of calibration and validation of SWAT model agreed well with the observed data, so that Nash-Sutcliff efficiency coefficient, as objective function, was 0.82 and 0.71, in calibration period (1983-1991) and validation period (1992-1996) respectively. Finally, results of runoff prediction showed an increase in winter and a decrease in other seasons based on climate scenarios. Overall, according to obtained results runoff will decrease by seven percent for future period.