تغييرات دبي جريان حوزه‎ هاي آبخيز شرق استان مازندران تحت تاثير تغيير اقليم

مقدمه و هدف: تغيير اقليم به‎ صورت مستقيم روي مؤلفه‎هاي هيدرولوژيك و منابع آبي تاثيرگذار است و جريان خروجي از حوضه را تحت تاثير قرار مي‎دهد. محاسبه ميزان تغييرات احتمالي در مقادير بارش و رواناب نقش مهمي در سياست‎گذاري و برنامه‎ريزي منابع آب در شرايط تغيير اقليم خواهد داشت. در اين پژوهش شبيه‎سازي رواناب حوزه‎هاي آبخيز شرق استان مازندران (تالار، تجن، نكارود و بابل‎رود) تحت تاثير تغيير اقليم در دوره زماني آتي (2040-2021) مورد بررسي قرار گرفت. مواد و روش‎ها: براي بررسي تغيير اقليم، از يكي از مدل‎هاي گردش عمومي جوي- اقيانوسي با نام HadGEM2 تحت سناريوهاي اقليمي ( RCP 2.6 و RCP 8.5) استفاده شده است. براي ريزمقياس نمايي داده‎هاي اقليمي از مدل Lars-WG طي سه مرحله كاليبره كردن داده‎ها، ارزيابي داده‎ها و توليد داده‎هاي هواشناسي براي دوره آتي استفاده شد. براي اين‎منظور از داده‎هاي روزانه بارش، بيشينه و كمينه دما و ساعات آفتابي ايستگاه‎هاي منتخب چهار حوضه در دوره فعلي (2016-1997) استفاده و مدل براي دوره پايه اجرا شد. پس از اطمينان از توانايي مدل Lars-WG در شبيه‎سازي داده‎هاي هواشناسي از طريق مقايسه داده‎هاي توليد شده توسط مدل HadGEM2 و داده‎هاي مشاهداتي موجود در دوره پايه، اين مدل جهت توليد داده‎هاي آتي با استفاده از سناريوهاي اقليمي( RCP 2.6 و RCP 8.5) اجرا شد و مقادير روزانه داده‎هاي اقليمي بارش، بيشينه و كمينه دما و ساعات آفتابي 40 سال آينده (2021-2060) توليد و شبيه‎سازي شد. براي شبيه‎سازي جريان در دوره آتي و بررسي اثر تغيير اقليم بر رواناب، از مدل هيدرولوژيكي IHACRES كه يك مدل پيوسته مفهومي- ديناميكي براي شبيه‎سازي بارش-رواناب در مقياس حوضه است، با استفاده از سناريوهاي اقليمي استفاده شد. به اين منظور، داده‎هاي بارش، دماي ميانگين و دبي روزانه دوره فعلي (2016-1997) چهار حوضه وارد نرم‎افزار IHACRES شد. سپس دو دوره زماني 2008-1997 و 2016-2009 به‎ترتيب براي واسنجي و اعتبارسنجي به‎منظور تعيين عملكرد مدل IHACRES در توانايي شبيه‎سازي دبي دوره آتي انتخاب شد. پس از واسنجي و اعتبارسنجي، داده‎هاي اقليمي توليد شده توسط مدل HadGEM2 وارد IHACRES شد و سري روزانه دبي براي دوره آتي (2040-2021) پيش‎بيني شد. سپس ميانگين سالانه دبي‎هاي مشاهداتي در دوره فعلي و دبي‎هاي شبيه‎سازي شده در دوره آتي تحت سناريوهاي RCP 2.6 و RCP 8.5 و همچنين متوسط 20 ساله رواناب در ايستگاه‎ها در دوره آتي با دوره مشاهداتي مقايسه و ارزيابي شد. يافته‎ها: يافته‎هاي حاصل از بررسي تغيير اقليم نشان داد در هر چهار حوضه، ميانگين ماهانه دماي كمينه و دماي بيشينه در تمامي ماه‎هاي سال دوره آتي در هر دو سناريو RCP 2.6 و RCP 8.5 نسبت به دوره فعلي (2016-1997) افزايش يافت. ميانگين ماهانه بارش در هر دو سناريو نسبت به دوره فعلي روند ثابتي ندارد و در ماه‎هاي مختلف متفاوت است. يافته‎هاي حاصل از پيش‎بيني رواناب نشان داد تغييرات دبي حوضه‎ها تحت شرايط تغيير اقليم نسبت به دبي دوره فعلي، ثابت نيست كه دليل آن مي‎تواند ثابت نبودن روند تغييرات بارش دوره آتي نسبت به دوره فعلي باشد. همچنين در برخي سال‎ها در دوره آماري آتي علي‎رغم افزايش ميانگين بارش، دبي در دوره آينده كاهش مي‎يابد كه احتمالاً دليل آن‎را مي‎توان به افزايش دما در دوره آتي بر اثر تغيير اقليم ارتباط داد. اما در مورد افزايش دبي علي‎رغم كاهش ميانگين بارش آن سال، يكي از دلايل آن مي‎تواند امكان رخداد بارش‎هاي با شدت بالا يا رگباري در آن سال موردنظر باشد كه باعث افزايش ميزان دبي شده است. متوسط 20 ساله دبي پيش‎بيني شده در ايستگاه‎هاي منتخب حوضه تالار، تجن و نكارود در دوره آتي براي هر دو سناريو RCP 2.6 و RCP 8.5 نسبت به دوره فعلي كاهش داشته است، اما در ايستگاه منتخب حوضه بابلرود، اين مقدار در سناريو RCP 2.6 نسبت به دوره فعلي افزايش داشته است. در ايستگاه پل سفيد در حوضه تالار، دبي شبيه‎سازي شده تحت سناريو RCP 2.6 برابر با 6/18 و سناريو RCP 8.5 برابر با 6/12 متر مكعب بر ثانيه به‎دست آمده كه در مقايسه با دبي مشاهداتي كه برابر با 7/41 مترمكعب بر ثانيه مي‎باشد، كاهش نشان مي‎دهد. در ايستگاه سليمان تنگه در حوضه تجن دبي پيش‎بيني شده تحت سناريو RCP 2.6 برابر با 7/33 و سناريو RCP 8.5 برابر با 7/29 متر‎مكعب بر ثانيه به‎دست آمده كه در مقايسه با دبي مشاهداتي كه برابر با 9/82 مترمكعب بر ثانيه مي‎باشد، كاهش يافته است. در ايستگاه سفيدچاه در حوضه نكارود دبي شبيه‎سازي شده تحت سناريو RCP 2.6 برابر با 3/85 و سناريو RCP 8.5 برابر با 3/72 مترمكعب بر ثانيه به‎دست آمده كه در مقايسه با دبي مشاهداتي كه برابر با 4/10 مترمكعب بر ثانيه مي‎باشد، كاهش مي‎يابد. اما در ايستگاه بابل در حوضه بابل‎رود، دبي تحت سناريو RCP 2.6 برابر با 11/40 مترمكعب بر ثانيه پيش‎بيني شد كه نسبت به دبي دوره مشاهداتي كه برابر با 11/34 مترمكعب بر ثانيه مي‎باشد، افزايش يافته است، در صورتي‎كه دبي تحت سناريو RCP 8.5 با مقدار برابر با 11/22 مترمكعب بر ثانيه كمتر از دبي مشاهداتي شبيه‎سازي شد. نتيجه‎گيري: به‎طور كلي تاثير تغييرات اقليمي بر منابع آب يكي از چالش‎هاي پيش‎روي برنامه‎ريزان منابع آب است و مي‎تواند پيامدهاي جدي را متوجه اكوسيستم‎ها و جوامع كند. بر اساس يافته‎هاي پژوهش و اهميت آثار تغيير اقليم در وضعيت هيدرولوژي حوضه‎هاي منطقه مطالعاتي، اعمال سياست‎هاي مناسب به‎منظور مديريت پايدار منابع آب ضروري است.