اثر تغییر اقلیم بر دبی ورودی و حجم مخزن سد درودزن، شمال استان فارس

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسنده

استادیار، دانشکده علوم زمین، دانشگاه تحصیلات تکمیلی علوم پایه، زنجان، ایران

چکیده

در این تحقیق دبی ورودی به سد درودزن تحت شرایط تغییر اقلیم توسط مدل SWAT پیش‌بینی شده است. داده های روزانه بارش و دمای 22 مدل گردش عمومی تحت سناریو‌های RCP2.6، RCP4.5 و RCP8.5 برای 5 ایستگاه هواشناسی توسط مدل آماری LARS-WG و به روش فاکتور تغییرات تدریجی ریزمقیاس شده اند. متوسط بارش سالیانه از 668 میلی‌متر به 572، 509 و 529 میلی‌متر تحت سناریوهای RCP2.6، RCP4.5 و RCP8.5 کاهش خواهد یافت (4/14، 8/23 و 8/20 درصد). افزایش متوسط دمای سالیانه (7/1 تا 3/3 درجه) باعث افزایش تبخیر و تعرق واقعی (30 تا 36 درصد) در سه سناریو خواهد شد. متوسط سالیانه دبی ورودی به سد از 6/28 به 7/16، 44/11 و 12 مترمکعب در ثانیه تحت سه سناریو کاهش خواهد یافت (42، 60 و 58 درصد). متوسط ماهانه حجم مخزن از 490 به 350، 232 و 247 میلیون مترمکعب و دبی خروجی از سد نیز از 60 به 3/43، 29 و 9/30 میلیون مترمکعب در ماه کاهش خواهد یافت که به دلیل کاهش 160 میلی‌متر بارش سالیانه (24 درصد) و افزایش 100 میلی‌متر تبخیر و تعرق سالیانه (36 درصد) در حوضه آبریز سد می‌باشد. کاهش حجم مخزن سد باعث تشدید بحران آب در مناطق پایین دست نیز خواهد شد.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

The Impact of Climate Change on Dorudzan Dam Inflow and Reservoir Volume, Northern Fars Province

نویسنده [English]

  • Mostafa Naderi
Assistant Prof. of Hydrogeology, Department of Earth Sciences, Institute for Advanced Studies in Basic Sciences (IASBS), Zanjan
چکیده [English]

The Dorudzan dam inflow is assessed using SWAT under climate change. The daily simulated precipitation and temperature data by 22 general circulation models under RCP2.6, RCP4.5 and RCP8.5 are downscaled at five climatic stations using LARS-WG statistical model and transient change factors approach. The precipitation over the watershed will decrease from 668 mm during the observation period to 572, 509 and 529 mm under the RCP2.6, RCP4.5 and RCP8.5, respectively (14.4%, 23.8% and 20.8%). The mean annual evapotranspiration will increase by 30%-36% due to increased mean annual temperature by 1.7-3.3 ℃ under three RCPs. The mean annual inflow will decrease from 28.6 m3/s to 16.7, 11.44 and 12 m3/s under the RCP2.6, RCP4.5 and RCP8.5, respectively (42%, 60% and 58%). The mean monthly reservoir volume will decrease from 490 MCM to 350, 232 and 247 MCM under the RCP2.6, RCP4.5 and RCP8.5, respectively while the dam outflow will decrease from 60 MCM/month to 43.3, 29 and 30.9 MCM/month, respectively due to the precipitation reduction by 160 mm (24%) and evapotranspiration increase by 100 mm (36%) over the watershed. The reduction of reservoir volume will intensify the downstream water shortage and crisis in the future.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Climate change
  • Dorudzan Dam
  • Kor River
  • Water resources
کتابنگاری

رامک، ز.، پرهمت، ج.، صدقی، ح.، فتاحی، ا. و زند، م.، 1394- بررسی تأثیر تغییراقلیم بر بارش‎های حداکثر و حداکثر سیلاب محتمل رودخانه کارون، فصلنامه تخصصی علوم و مهندسی آب، 12: 21 تا 35.

رنجبر، ا.، خلیلی، د.، زند پارسا، ش. و کامگار حقیقی، ا. ا.، 1393- پایش خشکسالی منطقه ای بر اساس ورودی به سد درودزن در استان فارس، مهندسی و علوم آبیاری، 38.

سازمان آب منطقه ای استان فارس، 1396- مرکز آمار و اطلاعات دفتر مطالعات پایه منابع آب، شیراز.

سهیلی، ف.، ملکی‎نژاد، ح. و اختصاصی، م.، 1396- تحلیل روند خشکسالی‎های هواشناسی و هیدرولوژیکی در مناطق نیمه خشک ایران (مطالعه موردی: حوزه آبخیز سد درودزن)، مدیریت بیابان، 9: 31 تا 45.

شرکت مدیریت منابع آب ایران، 1396- مرکز آمار و اطلاعات دفتر مطالعات پایه منابع آب، تهران

صف شکن، ف.، آخوندی، ا.م.، حقیقی، ا. و زارعی، ح.، 1396- بررسی اثر تغییر اقلیم بر ورودی سد درودزن در آینده، مهندسی منابع آب، 10: 83 تا 97.

فرج‌زاده، م.، 1392- بررسی اثر تغییر اقلیم بر آلودگی رودخانه، مطالعه موردی: رودخانه ششپیر، جغرافیا و طراحی محیطی، 49: 17 تا 36.

قدمی، م.، سلطانی، س.، گودرزی، م. و نادری، س.، 1397- اثر تغییر اقلیم بر جریان روزانه در حوضه رودخانه سزار، علوم و مهندسی آبخیزداری ایران، 41: 85 تا 94. 

کاراموز، م.، امامی، ف.، احمدی، ا. و مریدی، ا.، 1388- نحوه بهره برداری از سد تحت شرایط تغییر اقلیم، هشتمین کنفرانس ملی مهندسی عمران، شیراز.

مساح بوانی، ع. و مرید، س.، 1384- اثرات تغییر اقلیم بر جریان رودخانه زاینده­رود اصفهان، علوم و فنون کشاورزی و منابع طبیعی، 4: 17 تا  27.

 

References

Abbaspour, K. C. Rouholahnejad, E., Vaghefi, S., Srinivasan, R., Yang, H. and Klove, B., 2015- A continental-scale hydrology and water quality model for Europe: Calibration and uncertainty of a high-resolution large-scale SWAT model. Journal of Hydrology, 524: 733- 752. DOI:https://doi.org/10.1016/j.jhydrol.2015.03.027

Alijani, B. and Harman, J. R., 1985- Synoptic Climatology of Precipitation in Iran. Annals of the Association of American Geographers, 75(3): 404- 416. DOI:10.1111/j.1467-8306.1985.tb00075.x

Beyglou, M., Khoshakhlagh, F. and Ovji, R., 2009- The seasonal location and frequency of cyclone tracks of wet periods in middle-western Iran. Natl Geogr Res, 68: 71- 84. DOI:10.1007/s11069-015-1862-z

Dessai S., Lu X. and Hulme M., 2005- Limited sensitivity analysis of regional climate change probabilities for the 21st century. J. Geophys. Res. Atmos. 110, n/a–n/a. doi:10.1029/2005JD005919

FAO(IIASA/ISRIC/ISSCAS/JRC), 2009- Harmonized World Soil Database (version 1.1), FAO. Rome, Italy and IIASA, Laxenburg, Austria.

Fowler, H. J. and Kilsby, C. G., 2007- Using regional climate model data to simulate historical and future river flows in northwest England. Clim. Change 80:337- 367. doi:10.1007/s10584-006-9117-3

Hay S. I., Cox J., Rogers D. J., Randolph S. E., Stern D. I., Shanks G. D., Myers M. F. and Snow R. W., 2002- Climate Change and theResurgence of Malaria in the East African Highlands. Nature 415:905- 909.

IPCC (Intergovernmental Panel on Climate Change), 2014- In: Pachauri R. K., and Meyer L. (ed) Climate Change 2014: Synthesis Report. Contribution of Working Groups I, II and III to the Fifth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change (AR5). Geneva, Switzerland, pp 151.

Linsley, Jr. R. K., Kohler, M. A. and Paulhus, J. L. H., 1982- Hydrology for engineers, McGraw-Hill, New York.

Mishra, A. K. and Singh, V. P., 2010- A review of drought concepts. Journal of Hydrology, 391(1): 202- 216. DOI:https://doi.org/10.1016/j.jhydrol.2010.07.012

Mohammed, R. and Scholz, M., 2017- Adaptation Strategy to Mitigate the Impact of Climate Change on Water Resources in Arid and Semi-Arid Regions: a Case Study. Water Resources Management, 31(11): 3557-3573. DOI:10.1007/s11269-017-1685-7

Nohara, D., Kitoh, A., Hosaka, M. and Oki, T., 2006- Impact of Climate Change on River Discharge Projected by Multimodel Ensemble. Journal of Hydrometeorology (7): 1076- 1089.

Neitsch, S. L., Arnold, J. G., Kiniry, J. R. and Williams, J. R., 2011- Soil and water assessment tool: theoretical documentation version 2009, Texas Water Resources Institute.

Reichler, T. and Kim, J., 2008- How well do coupled models simulate today's climate? Bulletin of the American Meteorological Society, 89(3): 303- 311.

Rodrigues, D. B. B., Gupta, H. V. and Mendiondo, E. M., 2014- A blue/green water-based accounting framework for assessment of water security. Water Resources Research, 50(9): 7187- 7205. DOI:10.1002/2013WR014274

Rutledge, A. T., 2007- Program user guide for PART.

Semenov, M. A. and Barrow, E. M., 2002- A stochastic weather generator for use in climate impact studies. User Man Herts UK.

Shawul, A. A., Alamirew, T. and Dinka, M. O., 2013- Calibration and validation of SWAT model and estimation of water balance components of Shaya mountainous watershed, Southeastern Ethiopia. Hydrol. Earth Syst. Sci. Discuss., 2013: 13955-13978. DOI:10.5194/hessd-10-13955-2013

Shirmohammadi, A., Sheridan, J. and Knisel, W., 1987- Regional application of an approximate streamflow partitioning method. JAWRA Journal of the American Water Resources Association, 23(1): 103- 111.

Wilby, R. L., Hay, L. E., Gutowski, W. J., Arritt, R. W., Takle, E. S., Pan, Z., Leavesley, G. H. and Clark, M. P., 2000- Hydrological repsonses to dynamically and statistically downscaled climate model output. Geophys. Res. Lett. 27(1199).

Wood, A. W., Leung, L. R., Sridhar, V. and Lettenmaier, D. P., 2004- Hydrologic Implications of Dynamical and Statistical Approaches To Downscaling Climate Model Outputs. Clim. Change 62:189- 216.