حوضه کرخه

سیلاب و خشکسالی دو پدیده فرینی هستند که با فراوانی های گوناگون همواره در مناطق جهان رخ خواهند داد. رخداد پدیده های فرین اقلیمی از چالش های اخیر در جهان هست. رودخانه کرخه یکی از رودخانه های سیلابی غرب ایران است که در مواقع سیلابی خسارات انسانی و زیربنایی هنگفتی ایجاد می نماید. آشکار سازی و تحلیل روند سیلاب در حوضه کرخه طی دوره آماری 98 - 1337 بر روی داده های بارش 48 ایستگاه و داده های روزانه ایستگاه جلوگیر ماژین با روش های پارامتری(خط رگرسیون) و ناپارامتری(آزمون من – کندال و زنجیره مارکف انجام گرفت. تحلیل خشکسالی نشان داد که این حوضه دارای یک خشکسالی شدید با دوره تداوم 10 ساله بوده که تاثیرات کاهشی زیادی بر آبدهی و رخداد سیلاب های منطقه داشته است(1394 - 1384). علاوه بر آن یافته های تکرار پذیری بارش ها با مدل زنجیره مارکف نشان داد که رخداد خشکسالی ها در حوضه کرخه همواره دارای احتمال وقوع بالاتری نسبت به سایر رخداد ها دارد. با اینکه بارش های سالانه دارای روند کاهشی بوده اما بارش های حداکثر روزانه در بیشتر سطح حوضه دارای روند افزایشی هستند. یافته های تحلیل روند سیلاب ها نشان داد که فراوانی رخداد سیلاب ها دارای دو دوره متفاوت با بیشترین رخداد (70 - 1337)(22 مورد در سال 1348 و 15 مورد 1351) و رخداد کمتر (98 - 1371) است اما آنچه اهمیت دارد رخداد سیلاب ها با بزرگی بیشتر و رخدادهای برای اولین بار در دوره دوم است. به نحوی که سیلاب های با دبی لحظه ای بیش از5000 و 9000 متر مکعب در دوره دوم رخ داده اند. از نتایج دیگر این تحقیق جابجای زمان رخداد سیلاب ها می باشد به گونه ای که تا سال 1371 از 64 سیلاب رخ داده 53 مورد آن در فروردین ماه است حال آنکه سیلاب های بعد از 1371 در دهه 80-1371 یک ماه زودتر در اسفندماه، 90-1380 در بهمن ماه و در دهه سوم در دی ماه رخ داده اند.

    در این تحقیق به بررسی عدم قطعیت مدل های اقلیمی و هیدرولوژی بر پارمترهای دمای سالانه دمای حداکثر و دمای حداقل در ایستگاه های حوضه کرخه پرداخته شده است.. در این رابطه دوره آماری 41 ساله (1390 -1350)، 11 ایستگاه حوضه کرخه مورد بررسی قرار گرفته است. ابتدا با استفاده از مدل های پارامتری و ناپارامتری اقلیمی، آشکارسازی روند تغییرات اقلیمی متغیرهای سالانه دما، دمای حداکثر، دمای حداقل ایستگاه ها انجام گرفته است. نتایج آشکارسازی مدل های پارامتری و ناپارامتری میانگین سالانه دما نشان می دهد که روند تغییرات اکثر ایستگاه ها 82 درصد آن ها افزایشی بوده است. در این میان ایستگاه های جنوبی (پایین دست) حوضه در سطح یک درصد روند صعودی بیشتری به نسبت بخش های دیگر کرخه دارد. روند مثبت معنی داری دمای حداکثر برخلاف روند میانگین دما در بخش های شمالی حوضه گستردگی بیشتری از بخش جنوبی داشته است. شدیدترین روند افزایشی معنی داری دمای حداقل حوضه کرخه در ایستگاه اهواز با مدل های من کندال، سن، اسپیرمن و رگرسیون خطی در سطح یک درصد وتست PW در سطح 10 درصد بوده است. این روند افزایشی و کاهشی معنی داری در برخی از متغیر های دما، در ایستگاه ها با مدل های بکار گرفته شده متفاوت می باشد. در مجموع کارآیی آزمون های فوق در تغییر متغیرهای دما تطابق نداشته که خود نشان دهنده وجود عدم قطعیت در خروجی های این مدل هاست. 

در بین بلایای طبیعی، سیلاب بیشترین تلفات انسانی را در بر می گیرد. آسیب های اقتصادی سیلاب در کشورهای در حال توسعه از جمله ایران بیشتر بوده و رخداد آن خصوصا در ماه های سرد سال در غرب کشور بسیار زیاد است. هدف از پژوهش حاضر تحلیل سینوپتیک شدیدترین سیلاب تاریخی رخ داده شده(12 فروردین 1398) در حوضه کرخه می باشد. روش تحقیق توصیفی - تحلیلی و رویکرد آن محیطی به گردشی است. تحلیل سامانه های همدید سیلاب های بزرگ مانند سیلاب 12 فروردین 1398 نشان می دهد که وجود سامانه های پرفشار غرب اروپا، دریا سیاه، شرق خزر و کم فشار شمال دریای سرخ، شرق مدیترانه هماهنگ با سامانه های پرارتفاع غرب اروپا، کم ارتفاع شرق مدیترانه همراه با افت دما حدود 50 درجه سلسیوس( دما در سطح دریا در شرق مدیترانه و دریای سرخ حدود 25 درجه و در تراز میانی جو 25- درجه سلسیوس) همچنین فرا رفت رطوبت از مناطق دریای عرب، شمال اقیانوس هند، دریای سرخ، دریای عمان و خلیج فارس و همراه با ریزش هوای سرد عرض های میانی بر روی منطقه و استقرار رودباد قطبی(هسته ای آن تا 70 متر) و استقرار بخش جلوی رودباد و منطقه چرخندگی مثبت بر روی منطقه ساختار سامانه های همدید موجد سیلاب منطقه را نشان می دهد.

تبخیرتعرق به عنوان یکی از مولفه های اصلی چرخه ی آبشناسی، از پدیده تغییر اقلیم اثرات قابل توجهی را می پذیرد. هدف اصلی این پژوهش برآورد میزان تبخیرتعرق پتانسیل در دوره زمانی آینده و مقایسه آن با دوره پایه با استفاده از برونداد مدل های اقلیمی جهت اجرای مدل منابع آب WEAP در ایستگاه های منتخب حوضه کرخه می باشد. دوره های 2019-1999 و 2100-2020 به ترتیب به عنوان دوره پایه و دوره آینده در نظر گرفته شد. برونداد دو مدل اقلیمی منتخب بر اساس توصیه های پیشین بنام های  MPI-ESM1-2-LR وKIOST-ESM  اخذ شده از پایگاه داده های اقلیمیESGF تحت دو سناریوی اقلیمی SSP2-4.5 و SSP5-8.5 و همچنین داده های ایستگاه های همدیدی برای حوضه کرخه در برآورد تبخیرتعرق پتانسیل در دوره های آینده و پایه استفاده شده است. با توجه به خروجی های مدل WEAP میزان تبخیرتعرق پتانسیل تا سال 2100 میلادی روندی افزایشی خواهد داشت، بیشترین میزان افزایش پیش نگری شده درمدل MPI-ESM1-2-LR تحت سناریوی SSP5-8.5 به میزان 89 میلی متر در ماه ژوئن و در مدل KIOST-ESM به میزان 73 میلی متر در ماه بدست آمد. کمترین مقادیر به ترتیب برابر 26 و 5/0- میلی متر در ماه های دسامبر و سپتامبر می باشند. متناظراً این مقادیر تحت سناریوی SSP2-4.5 به ترتیب برابر با 4/85، 3/64، 3/23 و 6/4 - در ماه های ژوئن، می، دسامبر و سپتامبر نسبت به دوره پایه برآورد شد. همچنین میزان تبخیرتعرق پتانسیل در ایستگاه هایی با اقلیم مدیترانه ای معتدل نسبت به ایستگاه هایی با اقلیم خشک معتدل تغییرات بیشتری را تجربه خواهند کرد.

برآورد دقیق آبدهی رودخانه ها یکی از مهم ترین موارد کلیدی در مدیریت و برنامه ریزی منابع آب به ویژه اتخاذ تصمیمات صحیح در مواقع سیلاب و بروز خشک سالی ها است. برای برآورد میزان آبدهی رودخانه ها رویکردهای متنوعی در هیدرولوژی معرفی شده است که مدل های هوشمند از مهم ترین آن ها می باشد. در این پژوهش کاربرد مدل های هیبریدی ماشین بردار پشتیبان_ موجک و ماشین بردار پشتیبان-بیزین به منظور برآورد دبی رودخانه های حوضه آبریز کرخه براساس آمار آبدهی روزانه ایستگاههای هیدرومتری واقع در بالادست سد کرخه طی دوره آماری(1387-1397) مورد بررسی و ارزیابی قرار گرفته است. معیارهای ضریب همبستگی، ریشه میانگین مربعات خطا و میانگین قدر مطلق خطا برای ارزیابی و عملکرد مدلها مورد استفاده قرار گرفت. نتایج نشان داد ساختارهای ترکیبی نتایج قابل قبولی در مدلسازی دبی رودخانه ارائه می نمایند. همچنین مقایسه مدل ها نشان داد مدل هیبریدی ماشین بردار پشتیبان-موجک دقت بهتری در پیش بینی جریان از خود نشان داده است. در مجموع نتایج نشان داد استفاده از مدل هیبریدی ماشین بردار پشتیبان می تواند در زمینه پیش بینی دبی روزانه مفید باشد .