بررسی اثر سناریوهای تغییر آب و هوا بر مقدار آبدهی ماهانه جریان در خروجی سد گلورد

سابقه و هدف:

 در سال های اخیر مدل های هیدرولوژیکی مانند مدل SWAT به عنوان ابزاری برای شناخت فعالیت های طبیعی و انسانی موثر بر سیستم هیدرولوژی حوضه و مدیریت و برنامه ریزی آنها، به طور گسترده توسط مدیران و هیدرولوژیست ها به کار گرفته شد. با توجه به اینکه دشت های شرق مازندران، تنها منطقه ممنوعه برداشت آب زیرزمینی در شمال کشور است، بنابراین با پیش بینی دقیق جریان ورودی به سد گلورد برای دوره های آتی می توان برنامه ریزی دقیقی برای تامین منابع آبی پایین دست داشت و تقاضا برای آب و توسعه کشاورزی را مدیریت نمود. لذا هدف این پژوهش بررسی تاثیر تغییر اقلیم بر نوسانات دبی جریان سد گلورد در شرق استان مازندران است.

مواد و روش ها: 

در این پژوهش از دو مدل HadGEM2 و EC-Earth، برای تولید داده های دمای کمینه و بیشینه و بارش در دوره 2021-2040 از ترکیب داده های ایستگاه برما و داده های جهانی در محل سد گلورد استفاده شد. جهت ریزمقیاس نمودن این داده ها مدل LARS-WG6 بکار گرفته شد. همچنین برای بررسی روند پارامترهای اقلیمی از آزمون من-کندال و شیب سن استفاده شده است. سپس اطلاعات به مدل SWAT که با استفاده از داده ها و اطلاعات محلی واسنجی (از سال 1984 تا 2010 برای واسنجی و 2011 تا 2014 برای صحت سنجی) شده بود، وارد شده و تغییرات رواناب نیز مورد ارزیابی قرار گرفت. دقت مدل SWAT در شبیه سازی جریان خروجی به کمک نمایه های ارزیابی بررسی شد.

نتایج نشان داد که پدیده تغییر اقلیم تبعات منفی بر منطقه ی سد گلورد دارد که باعث افزایش کمینه و بیشینه دما به ترتیب به مقدار 40/1 و 40/2 درجه سانتی گراد می شود. مدل SWAT زمان وقوع دبی اوج و مقادیر دبی اوج را به طور مناسبی شبیه سازی کرده است به طوری که با زمان رخداد بارندگی شدید مطابقت دارد. مقایسه اثرات بارش و دمای کمینه و بیشینه بر جریان خروجی، حاکی از تاثیرات بیشتر دما نسبت به بارش بر جریان خروجی است، به طوری که در دوره پایه، کمینه دما برابر 41/1 و بیشینه دما برابر 34/2 بوده است. همچنین تغییرات دبی های متوسط ماهانه در سناریوهای RCP4.5 (01/0-) و RCP8.5 (11/0-) نسبت به دبی های مشاهداتی (16/0-) کمتر است و در ماه های گرم سال، دبی خروجی کاهش یافته است. با بررسی درصد اختلاف بیشینه و کمینه دما و بارندگی تحت سناریوهای RCP4.5 و RCP8.5 در مقایسه با دوره پایه مشخص شد که افزایش دما، بیشتر باعث کاهش دبی خروجی در دوره آینده شده است. به طوری که اثر تغییر اقلیم بر فرایند بارش-رواناب باعث کاهش 13 درصدی منابع آبی سد گلورد شد. نتایج آنالیز حساسیت نشان داد که ضریب تبخیر خاک، متوسط طول (شیب)، متوسط دمای هوا برای بارش برف (درجه سلسیوس) و شماره منحنی در شرایط رطوبتی، بیشترین تاثیر را روی دبی خروجی داشته است.

نتایج به دست آمده صرف نظر از جهت تغییرات هر یک از مولفه ها، دلالت بر اهمیت الگوی زمانی تغییرات در طول سال دارد که نقش موثری در مدیریت منابع آب حوضه دارا است. نتایج پژوهش حاضر ضمن بیان اهمیت اثرات بالقوه تغییر اقلیم در وضعیت هیدرولوژی حوضه، لزوم توجه به بحث تغییر اقلیم و پیامدهای آن را در مدیریت منابع آب سد گلورد متذکر می گردد.