ارزیابی وضعیت تخصیص منابع آب تحت اثر تغییر اقلیم در حوضه آبریز اهرچای

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانش آموخته کارشناسی ارشد مهندسی و مدیریت منابع آب دانشگاه تحصیلات تکمیلی صنعتی و فناوری پیشرفته

2 استادیارگروه اکولوژی، پژوهشکده علوم محیطی، پژوهشگاه علوم و تکنولوژی پیشرفته و علوم محیطی، دانشگاه تحصیلات تکمیلی صنعتی و فناوری پیشرفته

3 استاد مدعو در گرایش مهندسی و مدیریت منابع آب، دانشکده عمران، دانشگاه تحصیلات تکمیلی صنعتی و فناوری پیشرفته،

چکیده

امروزه تخصیص بهینه منابع آب برای مدیریت بین عرضه و تقاضا و هم­چنین بررسی تأثیر سناریوهای اقلیمی مؤثر بر سامانه­های آبی امری اجتناب‌ناپذیر است. در این راستا با استفاده از مدل گردش عمومی (GCMs)، مقادیر متغیرهای بارندگی و درجه حرارت در
دوره­های آتی و تحت سناریوهای انتشار گازهای گلخانه­ای A1B، A2 و B1 پیش­بینی و سپس با استفاده از مدلLARS-WG  ریزمقیاس گردید. در ادامه با کمک این متغیرهای هواشناسی، مقادیر رواناب و هم­چنین تبخیر و تعرق مرجع (ETo) به­ترتیب توسط مدل­های IHACRES و CropWat برآورد و نهایتاً خروجی این مدل­ها با هدف بررسی نیازهای مختلف منطقه و شبیه­سازی عملکرد سیستم تحت اثر سناریوهای اقلیمی به مدلWEAP وارد شدند. نتایج حاصل از ریزمقیاس کردن متغیرهای هواشناسی تحت سناریو A1B طی دوره 2030- 2011 نشان داد که در نتیجه تغییر اقلیم مقادیر متوسط بارش 3/5 درصد کاهش و متوسط دمای حداقل و دمای حداکثر هرکدام به­ترتیب 5/0 و 6/0 درجه سانتی­گراد نسبت به دوره مشاهداتی افزایش خواهند داشت. این روند تغییرات برای دو سناریو اقلیمی دیگر A2 و  B1هم تکرار شد. با اجرای مدل WEAP و اعمال تغییرات نیاز بخش­های مختلف متناسب با سه سناریو اقلیمی، این نتیجه حاصل شد که بیشترین کمبود در بخش کشاورزی بوده و ضرورت اتخاذ تصمیمات مقتضی برای مدیریت مصرف آب در این بخش را نشان می­دهد. با وقوع شرایط اقلیمی تحت سناریو انتشارA2  در منطقه، درصد تأمین نیاز کشاورزی در مقایسه با دو سناریو دیگر مقدار کمتری را نشان داد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات

عنوان مقاله [English]

Investigation of Water Allocation Conditions in Aharchay Basin under Climate Change Impacts

نویسندگان [English]

  • Samira Zeinadini 1
  • Sedigheh Anvari 2
  • Zahra Zahmatkesh 3
1 MSc in Engineering and Water Resources Management, Graduate University of Advanced Technology.
2 Assistant Professor, Department of Ecology, Institute of Science and High Technology and Environmental Science, Graduate University of Advanced Technology, Kerman, Iran
3 Visiting Professor at Deprtment of Water Resources Management, Faculty of Civil Engineering, Graduate University of Advanced Technology.
چکیده [English]

Introduction
Regarding water scarcity and climate change in Iran, it is necessary to choose an appropriate model for water resources management. To study the effects of climate change, the outputs of AOGCMs Models were used (Lane et al., 1999). Downscaled weather data using LARS-WG model were then used in the watershed simulation model to estimate the streamflow and crop water requirement so as to evaluate the effects of climate change. Hydrologic models were, indeed, needed to simulate the streamflow, and input to the watershed simulation model so as to estimate water supply in the watershed. WEAP model can be used for investigating and simulating the water system performance under the influence of climate and management scenarios. (Tarek et al., 2017). The purpose of this study was, thus, to investigate the climate change impacts on the amount of streamflow to water supply into the Sattarkhan reservoir as well as the allocation of water in Aharchay watershed.
 
 
Methodology
Historical data were used to develop and calibrate the rainfall-runoff. The projections of a GCM were downloaded and downscaled using LARS-WG. The modified weather and resultant streamflow were then implemented in WEAP to analyze climate change impacts on water allocation.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Water resource management
  • climate change
  • rainfall-runoff
  • water requirement
  • WEAP
  • Aharchay basin

مراجع

1-    Ahmadi, B., 2010. A Climate Driven Model for Increased Water Productivity in Agricultural Sector. MSc Thesis, Tehran University. (In Persian).
 
 
2-    Croke, B.F.W., Andrews, F., Spate, J. and Cuddy, S.M., 2005. IHACRES user guide.
 
3-    Doorenbos, J., 1975. Guidelines for predicting crop water requirements. Food and Agriculture Organization. Irrigation and Drainage, Paper 24, p. 154.
 
4-    Doorenbos, J. and Kassam, A.H., 1979. Yield response to water. FAO Irrigation and Drainage, Paper 33, p. 193.
 
5-    IPCC, C.C., 2001. The Scientific Basis, Intergovernmental Panel on Climate Change. Third Assessment Report.
 
6-    Jakeman, A.J. and Hornberger, G.M., 1993. How much complexity is warranted in a rainfall‐runoff model?. Water Resources Research, 29(8), pp. 2637-2649.
 
7-    Jakeman, A.J., Littlewood, I.G., Whitehead, P.G., 1990. Computation of the instantaneous unit hydrograph and 204 identifiable component flows with application to two small upland catchments, Journal of Hydrology, pp. 275-300.
 
8-    Karamouz, M., Ahmadi, B. and Zahmatkesh, Z., 2012a. Developing an agricultural planning model in a watershed considering climate change impacts. Journal of Water Resources Planning and Management, 139(4), pp. 349-363.
 
9-    Karamouz, M., Imen, S. and Nazif, S., 2012b. Development of a demand driven hydro-climatic model for drought planning. Water Resources Management, 26(2), pp. 329-357.
 
10- Khajeh, S., Paimozd, S. and Moghaddasi, M., 2017. Assessing the impact of climate changes on hydrological drought based on reservoir performance indices (case study: ZayandehRud River basin, Iran). Water Resources Management, 31(9), pp.2595-2610.
 
11- Kheirfam, H, Mostafazade, R. and Sadeghi, SH., 2014. Estimates of Daily Stream flow by using IHACRES model in some watersheds of Golestan. Journal of Watershed Management Research, pp 127-114. (In Persian).
 
12- Khosrovanian, J., Onagh, M., Guderzi, M. and Hejazi, S., 2015. Prediction of Climatic Parameters Using LARS-WG Model in Ghare-su Basin. Geography and Planning. pp. 93-115. )In Persian(.
 
12- Lane, M.E., Kirshen, P.H. and Vogel, R.M., 1999. Indicators of impacts of global climate change on US water resources. Journal of Water Resources Planning and Management, 125(4), pp.194-204.
 
13- Li, X., Zhao, Y., Shi, C., Sha, J., Wang, Z.L. and Wang, Y., 2015. Application of Water Evaluation and Planning (WEAP) model for water resources management strategy estimation in coastal Binhai New Area, China. Ocean & Coastal Management, 106, pp.97-109.
 
14- Motovilov, Y.G., Gottschalk, L., Engeland, K. and Rodhe, A., 1999. Validation of a distributed hydrological model against spatial observations. Agricultural and Forest Meteorology, 98-99, pp.257-277.
 
15- Nabibidhendi, Gh. and Mohammadnejad, Sh., 2008. Concepts of Climate Change Changes with Considerations of the Kyoto Protocol. University of Tehran, Second Edition. (In Persian).
 
16- Ramak, Z., Porhemmat, J., Sedghi, H., Fattahi, E. and Lashni-Zand, M., 2017. The climate change effect on probable maximum precipitation in a catchment. A case study of the Karun river catchment in the Shalu bridge site (Iran). Russian Meteorology and Hydrology, 42(3), pp.204-211.
 
17- Sechi, G.M. and Sulis, A., 2010. Intercomparison of generic simulation models for water resource systems.
      International Congress on Environmental Modelling and Software Modelling for Environment’s Sake, Fifth Biennial Meeting, Ottawa, Canada.
 
18- Sieber, J. and Purkey, D., 2007. Water evaluation and planning system user guide for weap21. Stockholm Environment Institute, US Center.
 
19-Shafaei, AH. AraghiNejad, Sh. and Boani, AR., 2013. Investigating the effects of climate change on the exploitation of surface reservoirs in Gorganroud Basin. Journal of Water and Irrigation Management, 2, pp 43-58. (In Persian).
 
20-Tarek, D., Azzedine, H., Mouldi, S., Salam, B. And Samia, H. 2017. Water resources and their management under impact of climate change and users pressures in Kebir-West River basin (North-Eastern Algeria), using the WEAP model. Journal of Biodiversity and Environmental Sciences (JBES), 10(4), 19-26.
 
21- Wilby, R.L., Dawson, C.W. and Barrow, E.M., 2002. SDSM: a decision support tool for the assessment of regional climate change impacts. Environmental Modelling & Software, 17(2), pp.145-157.
 
22- Yates, D., Sieber, J., Purkey, D. and Huber-Lee, A., 2005. WEAP21: A demand-, priority-, and preference-driven water planning model: part 1: model characteristics. Water International, 30(4), pp.487-500.
 
23-Yazdan Panah, T., Khodashenas, S.R., Davari, K. and Ghahreman, A., 2008. Water Resources Management in the Basin Using WEAP Model (Case Study of Azghand Basin). Water and Siol Journal. 22(1), pp. 213-222. (In Persian).
 
24-Young, P.C. and Garnier, H., 2006. Identification and estimation of continuous-time, data-based mechanistic (DBM) models for environmental systems. Environmental Modelling and Software, 21(8), pp.1055-1072.
علوم و مهندسی آبیاری
دوره 42، شماره 4
دی 1398
صفحه 195-210

فایل ها

سابقه مقاله

  • تاریخ دریافت: 07 مهر 1396
  • تاریخ بازنگری: 05 اردیبهشت 1397
  • تاریخ پذیرش: 09 اردیبهشت 1397
  • تاریخ انتشار: 01 دی 1398

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار