مرتضی قیصوری

در این تحقیق تأثیر نوسان اقلیم بر میزان آب مجازی برخی محصولات زراعی استراتژیک در استان کرمان برای دوره های آتی مورد بررسی قرار گرفت. برای این منظور از داده های اقلیمی مدل گردش کلی HadCM3 تحت سناریوی واداشت تابشی RCP4.5 استفاده شد. جهت بررسی امکان تولید و شبیه سازی داده های هواشناسی در دوره های آتی مدل ریزمقیاس نماییLARS-WG بکار گرفته شد. برای دوره پایه (2011-1991) کالیبراسیون و صحت سنجی مدل انجام گرفت. از طریق داده های LARS-WG میزان بارش و دمای بیشینه و کمینه ایستگاه های منتخب برای دوره های 2070-2011 میلادی پیش بینی و با دوره پایه مقایسه گردید. میزان آب مجازی برای محصولات منتخب شامل یونجه، جو و گندم محاسبه شد. نتایج پژوهش حاضر حاکی از آن است که پدیده نوسان اقلیم به طور معنی داری بر تبخیر- تعرق، عملکرد محصولات زراعی مورد مطالعه اثر گذار بوده و از این رو بهره وری آب کشاورزی را در آینده تحت تاثیر قرار خواهد داد. در حالی که میانگین دمای فصل رشد در آینده تحت تاثیر نوسان اقلیم افزایش خواهد یافت، پارامتر بیشینه دما بیش از کمینه دما تحت تاثیر این پدیده قرار خواهد گرفت و به موازات این موضوع نیاز آبی و تبخیر- تعرق گیاه در این دوره افزایش می یابد. همچنین بررسی ها نشان از کاهش بارش در فصول گرم سال و افزایش آن در فصول سرد در تمامی ایستگاه های مطالعاتی را دارد. میزان تغییرات آب مجازی به دست آمده برای همه گیاهان مورد مطالعه افزایشی است و این افزایش برای محصولات جو و گندم به طور متوسط در دوره آینده افزایش بیشتری از خود نشان می دهد. بیشترین افزایش میزان آب مجازی نسبت به دوره پایه در ایستگاه کرمان مربوط به محصولات جو و یونجه به اندازه حداقل 30% می باشد.

در سال های اخیر با افزایش جمعیت، کمیت و کیفت منابع آب سطحی ناشی از فعالیت انسانی دچار تغییراتی شده است. با مطالعه و بررسی اثرات تغییرات کاربری اراضی بر منابع آب سطحی می توان به نتایج خوبی برای درک اثرات متقابل استفاده از زمین و کیفیت آب دست یافت. لذا هدف این مطالعه ارزیابی کیفیت آب سطحی در حوضه آبخیز دشت مهران متأثر از کاربری زمین می باشد. در این مطالعه پس از استخراج کاربری اراضی، درصد مساحت هر کدام از کاربری های موجود در منطقه برای چهار بازه زمانی 1380، 1387، 1395 و 1399 مشخص شد، سپس اثرات تغییرات کاربری اراضی در دو دوره تر و خشک بر پارامترهای کیفی آب شامل آنیون ها، کاتیون ها، SDR، TDS، EC موردبررسی قرار گرفت و در نهایت از نمودار شولر و ویلکوکس جهت تعیین پارامتر کیفی آب ازلحاظ شرب استفاده شد. نتایج نشان دهنده افزایش اراضی بایر و شهری نسبت به اراضی کشاورزی، مرتعی و جنگلی بوده است. به طوری که اراضی بایر و شهری به میزان 2/13 درصد افزایش طی 20 سال داشته و مقدار آنیون ها نسبت به میانگین درازمدت 10 ساله 82/14 درصد و کاتیون ها 23/21 درصد و املاح محلول SDR، TDS، EC به ترتیب 9/36، 35/18 و 30/18 درصد افزایش داشت. در بیشتر کاربری های موردبررسی روند تغییرات بر اساس آزمون من-کندال افزایش را نشان داد و بر اساس همبستگی پیرسون بین جریان رودخانه و پارامتر کیفی با تمام پارامترهای موردبررسی دارای ارتباط منفی و معکوس می باشد که با کاهش جریان رودخانه، روند پارامترهای کیفی افزایش یافته است. بر اساس نمودار شولر و ویلکوکس برای حوضه مورد مطالعه آب در محدوده شوری قرار دارد. نتایج کلی نشان داد که افزایش فعالیت های انسانی، نوسانات آب و هوایی از عوامل مؤثر بر کیفیت آب رودخانه گاوی می باشند بنابراین، نیاز به اجرای برنامه های صحیح مدیریتی برای کنترل تغییرات کاربری اراضی است.

پیش بینی جریان رودخانه ها یکی از مهم ترین مسائل در برنامه ریزی و مدیریت بهینه آن ها در جهت تولید انرژی برق آبی و تخصیص آب به منابع مصرف، محسوب می شود. جریان رودخانه به عنوان یکی از متغیرهای اقلیمی است که بر منابع آب یک منطقه به طور جدی اثرگذار است. در این مطالعه به منظور دست یابی به مدلی جهت پیش بینی و مدیریت صحیح منابع آب سطحی در مناطق خشک و نیمه خشک، ابتدا روند تغییرات پارامتری اقلیمی دما، بارش و سپس روند تغییر پارامتر هیدرولوژیکی (دبی) براساس آزمون من-کندال بررسی گردید و سپس دبی جریان ماهانه رودخانه گدارخوش در دوره آماری ۱۳۹۱-1370 با استفاده از سری زمانی خطی آریمای فصلی مدل سازی و پیش بینی گردید. برای بررسی ایستایی مدل از آزمون خودهمبستگی(ADF) و خودهمبستگی جزئی(PACF) استفاده شد. نتایج آزمون من کندال نشان دهنده رونددار بودن پارامترهای دما، بارش و دبی در ایستگاه های موردمطالعه در سطح اطمینان 99 درصد می باشد، که به صورت افزایشی در دما و کاهشی در دبی و بارش در تمام ایستگاه ها مشاهده گردید. نتایج آزمون سری زمانی هم چنین نشان دهنده نایستایی سری جریان رودخانه بود که با آزمون تفاضل درجه یک، داده ها ایستا شدند. سپس مدل های مختلف به سری های ایستا شده برازش داده شد و درنهایت مدل (0،1،1) (1،0،0)ARIMA به عنوان مدلی مناسب جهت پیش بینی دبی انتخاب گردید و دبی به مدت 4 سال از 1395-1392 پیش بینی شد. نتایج پیش بینی براساس مدل (0،1،1) (1،0،0)ARIMA در رودخانه گدارخوش حاکی از افزایش دبی در آخر دوره (سال 1394) بود که براساس آمار بارش سازمان هواشناسی در سال آبی 1395-1394، مدل برازش یافته پیش بینی دبی را به خوبی انجام داده است. بنابراین به کارگیری مدل های سری زمانی می تواند در مدیریت منابع آبی از طریق پیش بینی و تعیین روند تغییرات پارامترهای اقلیمی در آینده مفید باشد.

بارندگی یکی از مهمترین اجزای چرخه آب بوده و به عنوان یکی از مهمترین مولفه های ورودی به چرخه های هیدرولوژیکی بشمار می رود که در سنجش خصوصیات اقلیمی هر منطقه، نقش بسیار مهمی را ایفا می کند. در این پژوهش برای پیش بینی بارندگی سالانه ایستگاه های سینوپتیک مهاباد، ارومیه و ماکو در استان آذربایجان غربی در دوره آماری 92-1363، از سری زمانی آریما استفاده شد. برای بررسی ایستایی مدل توابع خودهمبستگی (ADF) و خودهمبستگی جزیی (PACF) بکار رفت و با روش تفاضل گیری داده های ناایستا به داده ایستا تبدیل شدند. با ایستا کردن داده ها از مدل های تصادفی برای پیش بینی میانگین بارندگی سالانه استفاده گردید. با در نظر گرفتن معیارهای ارزیابی مدل شامل آماره T، P-VALUE کمتر از 05/0 و معیار اطلاعات بیزی (BIC), مدل(1,0,0) ARIMA، مدل(0,1,1) ARIMA و مدل(0,1,1) ARIMA به ترتیب در ایستگاه های ارومیه، ماکو و مهاباد به عنوان مدلی مناسب جهت پیش بینی بارندگی سالانه تعیین و بارش به مدت سه سال (95-1392) پیش بینی شد. نتایج نشان دهنده افزایش بارش است که براساس آمار بارندگی موجود در سال های مربوطه، نتایج مدل برازش یافته قابل قبول است.