علیرضا ایلدرمی

در حال حاضر تغییر اقلیم موجب بر هم خوردن چرخه ی هیدرولوژیکی زمین به ویژه توزیع زمانی و مکانی آن شده است، لذا بررسی و پیش بینی تغییرات آن بسیار مهم می باشد. در مطالعه ی حاضر اثر تغییر اقلیم بر میزان بارش، دما و رواناب در سه زیرحوضه از حو ضه ی آبخیز همدان- بهار مورد بررسی قرار گرفت. از مدل WETSPASS، جهت برآورد رواناب و از مدل LARS-WG به منظور پیش بینی متغیرهای اقلیمی در طی ۲۰۴۳ - ۲۰۱۴ استفاده شد. نتایج نشان داد مدلHadCM3  با بیشترین ضریب وزنی و کمترین خطا بیشترین کارایی را در شبیه سازی بارش و دما برای منطقه ی مطالعاتی دارد. طبق نتایج ریزمقیاس نمایی، در دوره ی آتی میانگین دمای حداقل و حداکثر به ترتیب حدود 22/1 و 9/0 درجه سانتی گراد افزایش و مجموع بارش حدود ۸ درصد کاهش می یابد. نتایج بررسی تأثیر تغییر اقلیم بر هیدرولوژی آینده ی حوضه نشان داد، حجم رواناب برای هر سه زیرحوضه تحت سناریو ی A2 کاهش و تحت سناریو ی  B1برای زیرحوضه ی شماره ی ۱ و ۲ کاهش و برای زیر حوضه  ۳ افزایش خواهد یافت. مجموع رواناب ورودی به دشت تحت سناریو A2، ۳۶درصد کاهش و تحت سناریو B1، ۸ درصد افزایش خواهد یافت، که تغییرات سیستم منابع آب حوضه را تحت تأثیر قرار خواهد داد. نکته ی قابل توجه کاهش بارش در فصول زمستان و بهار و بر هم خوردن توزیع زمانی بارش و افزایش دما است،که همراه با تغییر کاربری اراضی می تواند تأثیر منفی قابل توجهی در آینده مدیریت منابع آب داشته باشد. بنابراین پیشنهاد می شود، در برنامه ریزی آینده منابع آب مورد توجه واقع شود.  

هدف از این پژوهش ، شبیه سازی و ضعیت رسوبگذاری رودخانه ابرو سد اکباتان همدان با استفاده از مدل ریاضی GSTARS 2.1 می باشد .بدین ﻣﻨﻈﻮر ﺟﻬﺖ ﮐﺎﻟﯿﺒﺮاﺳﯿﻮن و واسنجی ﺑﺨﺶ ﻫﯿﺪرودﯾﻨﺎﻣﯿﮏ و رسوب ﺟﺮﯾﺎن، از اﻃﻼﻋﺎت ﻫﯿﺪروﻣﺘﺮی اﯾﺴﺘﮕﺎه اﻧﺪازه ﮔﯿﺮی ابرو ، داده ﻫﺎی تغییرات رقوم سطح آب د رسال 1384 ، داده های هندسی مقطع عرضی برداشت شده در سال های 1384و 1397 و معادلات انتقال رسوب در ﯾ ﮏ دوره آﻣ ﺎری13 ساله استفاده شد . بررسی ها نشان می دهد که مقطع عرضی رودخانه از سال 84 تا 97 از حالتV شکل به U شکل در حال تغییر است. فرسایش بیشتر در ساحل چپ نسبت به ساحل راست رودخانه ابرو موجب افزایش عدم تقارن و کج شدگی بستر رودخانه شده است . افزایش ضریب مانینگ و ته نشینی رسوبات در قسمت های پر پیچ و خم مسیر رودخانه نیز منجر به توسعه پیچ و خم هاو مئاندری شدن رودخانه ابرو شده است . بررسی میزان رسوبگذاری در طول 13سال ( 84تا97) نشان می دهد که تراز مقطع عرضی رودخانه حدود 6/24سانتی متر و با استفاده از روابط رسوبی توفالتی و یانگ به ترتیب 8/22 و2/20 سانتی متر تغییر یافته که بیانگر تطابق خوب مدل در ارزیابی و شبیه سازی تغییر مقطع عرضی در اثر فرسایش و رسوبگذاری می باشد . به دلیل اینکه مقادیر شیب و سرعت در میانه محدوده مورد بررسی کمتر از ابتدا و بیشتر از انتها است، لذا میزان رسوبگذاری در میانه نسبت به ابتدا بیشتر و نسبت به پایین دست منطقه کمتر می باشد. پیشنهاد می شود از روش ها ی FLUVIAL 12,HEC-RAS استفاده تا کاربردی ترین روش انتخاب و بکار گرفته شود.

مدل های ریاضی با استفاده از معادلات حاکم بر انتقال، توزیع و انباشت رسوب ، یکی از روش های کارآمد برای پیش بینی و برآورد بار معلق رودخانه ها محسوب می شوند. در این بررسی بار معلق رودخانه سد آبشینه همدان با استفاده از مدل های USBR، منحنی حد وسط دسته ها، منحنی سنجه فصلی و FAO برآورد و ضمن نمونه برداری مستقیم از بار معلق، مدل ها با روش اصلاحی تبدیل لگاریتمی (CF1, CF2) و مدل آماری GS+ ارزیابی و مناسب ترین مدل برآورد بار معلق رودخانه انتخاب شد. نتایج نشان داد که مدل فائو به دلیل بررسی پارامترهای بیشتر در شرایط مرزی و کمترین مقدار ضرایب تصحیح CF1 و CF2 و خطای کمتر میزان رسوبات بار معلق را با دقت و کارایی قابل قبول تری محاسبه نموده و از برازش و تطابق بیشتری با مقادیر رسوب مشاهداتی برخوردار است . بررسی ها نشان می دهد که مدل های ﻣﺨﺘﻠﻒ هیدرولوژیکی ﻧﺘﺎیﺞ ﻣﺘﻔﺎﻭﺗی ﻧﺴﺒﺖ ﺑﻪ ﻫﻢ ﺩﺍشته و تقسیم بندی داده ها برحسب زمان وقوع ، تأثیر فراوانی در کاهش خطا دارد ، به طوری که مدل فائو با کمترین درصد خطای نسبی و میانگین توان دوم خطابه ترتیب به میزان 58/99 درصد و 0001/0 به عنوان روش بهینه و مدل دوره ی مشابه هیدرولوژیکی با بیشترین درصد خطای نسبی به میزان 34/100و ضریب همبستگی پایین به عنوان نامناسب ترین مدل برآورد رسوب معلق رودخانه ی آبشینه انتخاب شدند. نتایج نشان داد که مدل فائو در برآورد میزان رسوب معلق رودخانه با ضرایب تصحیح  CF1=1.24و CF2=1.46 وکمترین میزان خطا نسبت به مدل USBR خطی با CF1=1.87 و CF2=1.97 و حد وسط با CF1=2.43 و CF2=3.01از دقت بیشتری برخوردار است. پیشنهاد می شود در مدل های برآورد بار معلق رودخانه ها بازنگری و از مدل های با کمترین خطا استفاده گردد.

تغییر کاربری اراضی و تأثیر پدیده ی تغییر اقلیم بر فرآیندهای هیدرولوژیکی و رواناب س طحی حوضه ی آبخیز م ی تواند به مدیریت چالش های منابع آب و برنامه ریزی صحیح و مدیریت حوضه های آبخیز کمک نماید. در این تحقیق به منظور بررسی اثر تغییر کاربری اراضی و تغییر اقلیم بر رواناب، مدل SWAT مورد استفاده قرار گرفت. ب رای پیش بینی کاربری اراضی حوضه ی آبخیز گرین از تصاویر ماهواره لندست سال های 1986، 2000، 2014، مدل مارکوف وCA  مارکوف استفاده و نقشه ی کاربری اراضی سال 2042 پیش بینی شد. ریزمقیاس نمایی داده های بارش و دما نیز توسط مدل SDSM انجام شد و خروجی های مدل HADCM3 جهت پیش بینی اقلیم آتی حوضه ی آبخیز گرین استفاده گردید. با توجه به ضریب نش ساتکلیف و ضریب تعیین به دست آمده در مرحله ی واسنجی (به ترتیب برابر با 59/0 و60/0) و مرحله اعتبار سنجی (به ترتیب برابر با 66/0 و 67/0) این مدل دارای کارایی قابل قبولی در پیش بینی متغیرهای مورد بررسی در حوضه ی آبخیز مورد مطالعه است. نتایج به دست آمده نشان می دهد با ثابت ماندن روند تغییرات دوره ی پایه در سال های 1986 تا 2014 این منطقه شاهد افزایش 28/2 درصدی مساحت جنگل و کاهش 07/2 درصدی مساحت مرتع تا سال 2042 نسبت به سال 2014 خواهد بود و همچنین مشاهده می شود که در اکثر ماه های سال در دوره آتی میانگین بارش ماهانه دارای روند کاهشی و میانگین دما دارای روند افزایشی خواهد بود. نتایج بیانگر این موضوع است که تغییر کاربری اراضی در دوره ی آتی با کاهش مساحت مرتع و اراضی بدون پوشش و افزایش مساحت اراضی جنگلی و همچنین تغییر اقلیم تحت سناریوهای A2 و B2 موجب کاهش میزان رواناب می گردد. در نهایت نتایج نشان  داد کاهش میزان رواناب در دوره 2042 تا 2050 نسبت به دوره ی 2000 تا 2010 در اثر تغییر اقلیم (بارش و دما) بیشتر از میزان کاهشی است که در اثر تغییر کاربری اراضی ایجاد می شود. 

تغییر کاربری اراضی یک چالش هیدرولوژیک در آبخیزداری شهری است که با تأثیر بر رواناب سطحی روش های مدیریت مناب ع آب را تغییر م ی دهد. تکنیک های سنجش از دور و استفاده از تصاویر ماهواره ای می تواند به بهبود و تسریع در مطالعات منابع طبیعی و مدیریت حوزه های شهری بیانجامد. در این تحقیق رابطه ی مقادیر گسترش شهری و رواناب حوزه با استفاده از مدل سازی هیدرولوژیک، سیستم اطلاعات جغرافیایی و سنجش از دور بررسی شد. ابتدا برای تهیه ی نقشه ی کاربری اراضی شهرستان اسدآباد از داده های رقومی سنجنده های TM و ETM+ ماهواره ی لندست های 5 و 7 ماه اردیبهشت در سال های 1992، 2002، 2014 استفاده شد. برای طبقه بن دی نظارت شده از روش حداک ثر احتمال و برای برآورد رواناب سطحی، روش سرویس حفاظت منابع ملی  (NRCS-CN)استفاده شد. سپس نقشه های کاربری اراضی، شماره منحنی و ارتفاع رواناب محاسبه و ترسیم شد. نتایج نشان داد که با افزایش مساحت کاربری شهری از سال 1992 تا 2014 به میزان 95/4  درصد و تغییرات رواناب سطحی تا 8/15 درصد افزایش داشته است. که حجمی معادل 350 مترمکعب خواهد بود که این حجم رواناب در یک شهر کوچک قابل ملاحظه و بعضاً خطرناک است. 

                                              پیش بینی های اقلیمی نشان می دهد که افزایش غلظت گازهای گلخانه ای سبب تغییر در چرخه ی هیدرولوژیکی خواهد شد. هدف از این تحقیق ارزیابی تأثیر تغییر اقلیم بر دبی در حوضه ی آبخیز گرگانرود - قره سو در استان گلستان می باشد. در این مطالعه از آزمون های ناپارامتری جهت آنالیز روند و همبستگی در سری های زمانی پارامترهای اقلیمی و هیدرولوژیکی در دوره ی پایه استفاده گردید. سپس داده های دو مدل گردش عمومی جو HadCM3 و ECHAM4 با به کارگیری مدل LARS-WG طبق سه سناریوی A2، B1 و A1B برای منطقه ی مورد مطالعه طی دوره ی 2030-2011 ریزمقیاس گردید و از مدل شبکه ی عصبی پرسپترون چندلایه در مقیاس روزانه برای شبیه سازی دوره ی پایه ی 2008-1987 استفاده شد. دبی خروجی از حوضه برای سه سناریو در دو مدل HadCM3و ECHAM4 در دوره ی 2030-2011 تولیدگردید. نتایج نشان داد که دبی در دو ایستگاه تمر و اراز کوسه واقع در حوضه ی مورد مطالعه کاهش یافته است که در هیچ کدام از دو ایستگاه این کاهش معنی دار نیست. به علاوه تغییرات دمای حداقل و بارش تأثیر بیشتر و معنی داری را بر تغییرات جریان رودخانه ی حوضه داشته است. نتایج حاصل نشان دهنده ی کاهش دبی در تمام سناریوهای ذکر شده دو مدل گردش عمومی جو در دوره ی آینده نسبت به دوره ی پایه خواهد بود.

تغییر کاربری اراضی و تأثیر پدیده ی تغییر اقلیم بر فرآیندهای هیدرولوژیکی و رواناب سطحی حوضه ی آبخیز می تواند به مدیریت چالش های منابع آب و برنامه ریزی صحیح و مدیریت حوضه های آبخیز کمک نماید. در این تحقیق به منظور بررسی اثر تغییر کاربری اراضی و تغییر اقلیم بر رواناب، مدل SWAT مورد استفاده قرار گرفت. برای پیش بینی کاربری اراضی حوضه ی گرین از تصاویر ماهواره لندست سال های 1986، 2000، 2014، مدل مارکوف وCA  مارکوف استفاده و نقشه ی کاربری اراضی سال 2042 پیش بینی شد. ریز مقیاس نمایی داده های بارش و دما نیز توسط مدل SDSM انجام شد و خروجی های مدل HADCM3 جهت پیش بینی اقلیم آتی حوضه ی گرین استفاده گردید. با توجه به ضریب نش ساتکلیف و ضریب تعیین به  دست آمده در مرحله واسنجی (به ترتیب برابر با 59/0 و60/0) و مرحله ی اعتبارسنجی (به ترتیب برابر با 66/0 و 67/0) این مدل دارای کارایی قابل قبولی در پیش بینی متغیرهای مورد بررسی در حوضه ی آبخیز مورد  مطالعه است. نتایج به دست آمده نشان می دهد  با ثابت ماندن روند تغییرات دوره ی پایه در سال های 1986 تا 2014 این منطقه شاهد افزایش 28/2 درصدی مساحت جنگل و کاهش 07/2 درصدی مساحت مرتع تا سال 2042 نسبت به سال 2014 خواهد بود و همچنین مشاهده می شود که در اکثر ماه های سال در دوره ی آتی میانگین بارش ماهانه دارای روند کاهشی و میانگین دما دارای روند افزایشی خواهد بود. نتایج بیانگر این موضوع است که تغییر کاربری اراضی در دوره ی آتی با کاهش مساحت مرتع و اراضی بدون پوشش و افزایش مساحت اراضی جنگلی و همچنین تغییر اقلیم تحت سناریوهایA2  و B2 موجب کاهش میزان رواناب می گردد. در نهایت نتایج نشان داد کاهش میزان رواناب در دوره 2042 تا 2050 نسبت به دوره ی 2000 تا 2010 در اثر تغییر اقلیم (بارش و دما) بیشتر از میزان کاهشی است که در اثر تغییر کاربری اراضی ایجاد می شود.

در یک حوزه آبریز بین وقایع هیدرولوژیکی نظیر جریان های سیلابی با ساختار ژئومورفولوژیکی حاکم بر آن ارتباط منطقی وجود دارد. هدف این تحقیق محاسبه دبی اوج هیدروگراف و وضعیت انتقال و رسوب با استفاده از دو مدل GIUH و WinTR-55 در حوزه آبخیز سنقر از زیرحوزه های کرخه است . ابتدا حوزه به 8 زیر حوزه و چهار Reach تقسیم و سپس پارامترهای از قبیل مساحت، نسبت انشعاب، نسبت طول، سرعت جریان، عرض کف آبراهه، شیب آبراهه، جنس و طول مسیرجریان، ضریب زبری مانینگ، شیب کناره ها و مقاطع آبراهه، نوع جریانات، بارندگی 24 ساعته در هر زیر حوزه تعیین و مقادیر دبی اوج هیدروگراف محاسبه گردید. نتایج نشان داد که مقادیر دبی اوج محاسباتی توسط مدل GIUH به میزان 52/6 درصد بیشتر از مقادیر دبی اوج محاسباتی توسط مدل WinTR-55 می باشد. نتایج نشان داد که در زیرحوزه های S1 و S2 S6 و S8 بعلت کوهستانی بودن و افزایش شیب و سرعت جریان، ظرفیت انتقال رسوب بالا رفته و فرسایش فعال می باشد. در زیرحوزه های S3 و S4 و S5 S7 به دلیل شیب کم و کاهش سرعت جریان ظرفیت انتقال پایین و رسوبگذاری اتفاق افتاده است. همچنین مقادیر RMSE و R2 محاسبه شده برای هر دو مدل نشان داد که مدل WinTR-55 نسبت به مدل GIUH دقت و کارایی بالاتری در برآورد دبی اوج حوزه دارد.