تاثير تغيير اقليم بر مشخصه‌هاي سيلاب، مطالعه موردي: حوضه آبريز سد دز

تغييرات اقليمي در دهه‌هاي اخير با تأثيرگذاري عميق بر الگوهاي دما و بارش، چرخه‌هاي هيدرولوژيكي را در مقياس‌هاي جهاني و منطقه‌اي به‌طور قابل‌توجهي دگرگون كرده و انتظار مي‌رود اين روند در آينده با شدت بيشتري ادامه يابد. اين تغييرات، ويژگي‌هاي پديده‌هاي حدي هيدرولوژيكي مانند سيلاب‌ها و خشكسالي‌ها را تحت تأثير قرار داده است. در ايران نيز، به دليل افزايش دما و تغييرات الگوهاي بارشي، مشخصه‌هاي سيلاب شامل حجم، تداوم و دبي اوج دستخوش تحولات چشمگيري شده است. پژوهش حاضر با هدف بررسي تأثير تغييرات اقليمي بر مشخصه‌هاي سيلاب در حوضه آبريز سد دز، به‌عنوان يكي از حوضه‌هاي مهم ايران از نظر مديريت منابع آب، انجام شد. با فرض شروع تغييرات اقليمي از سال 2000، داده‌هاي هواشناسي شامل بارش و دما از 15 ايستگاه سينوپتيك و داده‌هاي هيدرولوژيكي شامل دبي ورودي سد در بازه زماني 1955 تا 2024 جمع‌آوري شده‌اند. اين داده‌ها با استفاده از روش‌هاي آماري توصيفي و استنباطي، شامل آزمون‌هاي من-كندال، كاكس-استوارت، رگرسيون غيرخطي و همچنين ابزار پيشرفته تبديل موجك، مورد تجزيه و تحليل قرار گرفتند. براي پيش‌بيني اثرات آتي تغيير اقليم، از مدل اقليمي NorESM2-MM تحت سناريوهاي SSP126،SSP370 وSSP585 استفاده گرديد تا تأثيرات افزايش دما و تغييرات الگوهاي بارش بر مشخصه‌هاي سيلاب ارزيابي گردد. مدل بارش رواناب پيشگو توسط داده‌هاي اقليمي با دقت بالا R²‎>0.82 و RMSE<‎11.1 ميليون‌متر مكعب بر روز براي پيش‌بيني دبي ورودي و استخراج مشخصه‌هاي سيلاب‌هاي آينده به‌كار گرفته شد. نتايج محاسبات نشان داد كه به طور كلي در بيش از 70 درصد ايستگاه‌هاي هواشناسي، كاهش بارش و افزايش دما مشاهده شد. همچنين، پس از سال 2000، همبستگي بيشتري بين مشخصه‌هاي سيلاب به‌دست آمده است، به‌طوري‌كه تحليل همبستگي حاكي از رابطه‌اي قوي و مثبت بين بارش و مشخصه‌هاي سيلاب (به‌ويژه حجم و دبي اوج با ضريب همبستگي تا 0.837) بود، در حالي كه دما ارتباط ضعيفي با اين مشخصه‌ها داشت. تعداد رخدادهاي سيلابي از 47 به 53 رخداد افزايش يافته، اما هيچ روند آماري معناداري در مشخصه‌هاي حجم، تداوم و دبي اوج مشاهده نشده است. پيش‌بيني‌ها تا افق 2040 با استفاده از مدلNorESM2-MM نشان‌دهنده كاهش دبي ورودي به سد، به‌ويژه در سناريوي بدبينانهSSP585، و كاهش تعداد سيلاب‌ها در مقايسه با سناريوهاي خوش‌بينانه‌تر SSP126 و SSP370 است. تحليل تبديل موجك نيز كاهش پايداري الگوهاي تناوبي ساليانه (256 تا 512 روز) پس از سال 2000 و ناپايداري بيشتر در سناريوهاي اقليمي شديدتر را تأييد كرد، به‌طوري‌كه دوره‌تناوب‌هاي غالب در سناريوي SSP585 در طول بازه‌ي زماني ضعيف‌‌تر بوده و از شدت انرژي آن كاسته شده است. يافته‌هاي اين پژوهش نشان مي‌دهد كه استفاده از داده‌هاي تكميلي مانند كاربري اراضي، رطوبت خاك و شاخص پوشش گياهي، در كنار توجه به تأثيرات تغيير اقليم به‌عنوان مهم‌ترين عامل تأثيرگذار بر روي مشخصه‌هاي سيلاب، مي‌تواند ديدگاهي واقع‌بينانه‌تر از پويايي رفتار سيلاب‌هاي آتي ارائه نمايد. پژوهش حاضر با بهره‌گيري از تركيب روش‌هاي آماري پيشرفته و تبديل موجك، ديدگاه مناسبي نسبت به تأثيرات تغيير اقليم بر رفتار سيلاب ارائه كرده و مي‌تواند به برنامه‌ريزان در اين حوضه نگاه عميق‌تر و آينده‌بينانه ارائه دهد. همچنين اين مطالعه مي‌تواند به‌عنوان پايه‌اي به‌منظور تحقيقات آينده در زمينه مدل‌سازي هيدرولوژيكي و مديريت ريسك سيل در مناطق مشابه مورد استفاده قرار گيرد.

234574

مهندسي و مديريت منابع آب

مهندسي عمران

دانشگاه صنعتي اصفهان