علوم و مهندسی آبیاری

علوم و مهندسی آبیاری

پیش‌بینی اثر تغییر اقلیم بر دبی رودخانه با استفاده از توابع مفصل (مطالعه موردی: حوضه آبریز رودخانه سیمینه‌رود)

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان
1 دانشجوی دکتری منابع آب، گروه علوم و مهندسی آب، دانشگاه بیرجند، ایران
2 عضو هیأت علمی گروه علوم و مهندسی آب
3 دانشیار، گروه علوم و مهندسی آب، دانشگاه بیرجند، ایران.
4 استاد، گروه مهندسی عمران و محیط زیست، دانشگاه پلی تکنیک میلان، میلان، ایتالیا.
چکیده
در تحقیق حاضر، به‌منظور بررسی تغییرات دبی رودخانه سیمینه‌رود تحت تأثیر تغییرات اقلیمی در دوره پایه (2018-1988) و دوره آتی (2031-2050) شبیه‌سازی و پیش‌بینی مبتنی بر توابع مفصل صورت گرفت. با استفاده از 26 مدل اقلیمی گزارش ششم، داده‌های بارش به‌صورت روزانه تحت سه سناریوی SSP1-2.6، SSP2-4.5 و SSP5-8.5 برای دوره 2050-2031 استخراج گردید و در نهایت داده‌های بارش شبیه‌سازی شده و پیش‌بینی شده جهت برآورد دبی شبیه‌سازی و دبی پیش‌بینی شده به توابع مفصل وارد گردیدند. 26 مدل اقلیمی مورد استفاده در پژوهش با استفاده از آماره های R^2، NSE، RMSE و CRM مورد ارزیابی قرار گرفتند و با توجه به این آماره‌ها، مدل‌ها رتبه‌بندی و وزن‌دهی شدند و برای پیش‌بینی بارش در دوره آینده استفاده شدند. نتایج مدل‌های اقلیمی نشان داد که در ماه‌های می، ژوئن، جولای، آگوست، نوامبر و دسامبر مقدار بارش در هر سه سناریو نسبت به بارش اندازه‌گیری‌شده کاهش خواهد داشت. همچنین، میزان بارش سالانه در دوره آینده در هر سه سناریو نسبت به میزان بارش سالانه اندازه‌گیری شده دوره پایه کاهش خواهد داشت. پس از تأیید وجود همبستگی بین جفت پارامتر بارش- دبی رودخانه و برآورد توزیع حاشیه‌ای پارامترهای مذکور، مفصل کلایتون به‌عنوان مفصل برتر با استفاده از معیارهای ارزیابی NSE، RMSE و BIAS انتخاب گردید. پس از انتخاب مفصل برتر، دبی رودخانه با استفاده از توابع مفصل شبیه‌سازی و پیش‌بینی گردید. نتایج پیش‌بینی حاکی از آن است که تغییرات دبی در ماه‌های مختلف به‌صورت نوسانی خواهد بود. مقدار دبی سالانه برای دوره آینده، تحت سه سناریوی SSP1-2.6، SSP2-4.5 و SSP5-8.5 به ترتیب برابر با 9/14، 12 و 2/11 مترمکعب بر ثانیه پیش‌بینی شده است که کاهش سالانه دبی رودخانه سیمینه‌رود تحت هر سه سناریو را نشان می‌دهد.
کلیدواژه‌ها
موضوعات

عنوان مقاله English

Prediction of the impact of climate change on river discharge using copula functions (Case study: Siminehrood River Basin, Iran)

نویسندگان English

Fahime Sharifan 1
Yousef Ramezani 2
Mahdi Amirabadizadeh 3
Carlo De Michele 4
1 Ph.D. Student, Department of Water Engineering, University of Birjand, Birjand, Iran.
2 Department of Water Eng., University of Birjand
3 Associate Professor, Department of Water Engineering, University of Birjand, Birjand, Iran.
4 Professor, Department of Civil and Environmental Engineering, Politecnico di Milano, Milan, Italy.
چکیده English

Climate change is any change in climate over time, which can be caused by natural changes or human activities. Recently, awareness of climate change has become important due to the negative socio-economic consequences and financial damages associated with climate conditions. Most hydrological phenomena are usually described by two or more dependent variables. A review of the literature shows that multivariate distribution functions are widely used to model two or more hydrological dependent variables and their dependence structure (Salvadori and De Mickele., 2007). For this reason, copula functions were used in hydrological analysis (Xiao et al., 2008), which is the most up-to-date mathematical tool for evaluating multivariate problems. The aim of the present study is to develop a copula-based probabilistic model to analyze the effect of climate change on precipitation and river discharge in the Siminehrood River Basin. The innovation of this research is the use of the Sixth Assessment Report on Climate Change and the use of 26 climate models to estimate precipitation, as well as the use of Archimedean copula functions, extreme-value, FGM, and Plackett in predicting and probabilistically simulating the effect of climate change on precipitation parameters and river discharge in the Siminehrood River Basin.

کلیدواژه‌ها English

Clayton
Conditional density
Downscaling
Sixth Assessment Report on Climate Change

مقالات آماده انتشار، پذیرفته شده
انتشار آنلاین از 11 تیر 1404

  • تاریخ دریافت 22 فروردین 1404
  • تاریخ بازنگری 09 تیر 1404
  • تاریخ پذیرش 11 تیر 1404
  • تاریخ انتشار 11 تیر 1404