پهنه بندی خطر سیلاب تحت تاثیر تغییرات اقلیمی با استفاده از مدل هیدرولوژیکی SWAT در محیطGIS (مطالعه موردی: حوضه آبخیز قره سو، استان گلستان) (مقاله علمی وزارت علوم)
درجه علمی: نشریه علمی (وزارت علوم)
آرشیو
چکیده
پژوهش حاضر با هدف پیش بینی پهنه سیل در شرایط تغییر اقلیم براساس سناریوهای پنجمین گزارش ارزیابی هیئت بین الدول تغیییر اقلیم در حوضه قره سو (استان گلستان (انجام شد. داده های روزانه شبیه سازی شده برای آینده را می توان به عنوان ورودی مدل های هیدرولوژیکی لحاظ کرده و نتایج آن را در برنامه های بلندمدت توسعه منابع آب منظور نمود. این تحقیق شامل دو فاز اقلیمی و هیدرولوژی است. در فاز اقلیمی، داده های روزانه دمای حداقل، حداکثر، بارش و ساعات آفتابی ایستگاه سینوپتیک هاشم آباد گرگان در دوره 2001–2020 با استفاده از مدل آماری LARS-WG شبیه سازی شد و پس از اطمینان از کارایی این مدل در شبیه سازی پارامترهای هواشناسی مذکور در حوضه آبخیز قره سو استان گلستان، جهت بررسی تاثیر پدیده تغییر اقلیم بر رواناب منطقه مورد مطالعه، داده های سه سناریوی A2 (سناریوی حداکثر)، A1B (سناریوی حد وسط) و B1 (سناریوی حداقل) مدل HadCM3 در دوره 2021-2050 با مدل آماری LARS-WG کوچک مقیاس گردید. در فاز هیدرولوژیکی، بارش- رواناب با استفاده از مدل هیدرولوژیکی SWAT شبیه سازی و پس از واسنجی (از ۱ ژانویه 2012 تا ۲۹ دسامبر 2016) و اعتبارسنجی این مدل (۳۰ دسامبر 2016 تا ۲۹ دسامبر 2018)، داده های دما و بارش خروجی مدل LARS-WG به مدل SWAT وارد شده و تغییرات رواناب تبعی تغییر اقلیم در دوره های آتی نسبت به دوره پایه محاسبه گردید. نتایج نشان داد که بر اساس برآورد مدل LARS-WG برای سناریوهای مورد بررسی در دوره های آتی میانگین دمای حوضه آبخیز قره سو به میزان 56/0 تا 4 درجه سلسیوس افزایش می یابد. مقدار بارش نیز در مقایسه با دوره پایه به میزان 10 تا 24 درصد کاهش نشان می دهد. در پایان نیز سیلاب حوضه مورد مطالعه با تلفیق نقشه متوسط رواناب تحت سناریو A2، فاصله از رودخانه و ضریب شکل حوضه با استفاده از روش Fuzzy-AHPدر محیط GIS پهنه بندی شده است. با توجه به پهنه بندی، 44 درصد در خطر زیاد و بسیار زیاد می باشد.Flood risk zoning due to climate change using SWAT hydrological model in GIS environment (Case study: Gharasoo watershed, Golestan province)
The aim of this study was to predict the flood zone in the context of climate change based on the scenarios of the Fifth International Climate Change Board's assessment report in Qarahsu Basin (Golestan Province). This research consists of two phases: climatic and hydrological. In the climatic phase, daily data of minimum, maximum temperature, precipitation and sunny hours of Gorgan Hashemabad Synoptic Station in the period 2001-2020 were simulated using LARS-WG statistical model and after ensuring the efficiency of this model in simulation Construction of meteorological parameters in Gharasoo watershed of Golestan province, to investigate the impact of climate change on runoff in the study area, data of three scenarios A2 (maximum scenario), A1B (medium scenario) and B1 (minimum scenario) of the model HadCM3 was scaled in the period 2021-2050 with a small LARS-WG statistical model. In the hydrological phase, precipitation-runoff is simulated using the SWAT hydrological model and after calibration (from January 1, 2012 to December 29, 2016) and validation of this model (December 30, 2016 to December 29, 2018), temperature and precipitation data. The output of LARS-WG model was entered into SWAT model and the changes of runoff due to climate change in future periods compared to the base period were calculated. The results showed that according to the estimation of LARS-WG model for the studied scenarios in the future periods, the average temperature of Qarahsu watershed will increase by 0.56 to 4 degrees Celsius. The amount of precipitation also decreases by 10 to 24% compared to the base period. Finally, the flood of the study basin is zoned in GIS environment by combining the average runoff map under scenario A2, distance from the river and the shape coefficient of the basin using Fuzzy-AHP method. According to zoning, 44% is at high and very high risk.
تبلیغات
