مدلسازی هیدرولوژیک

این مطالعه با هدف ارزیابی اثرات تغییر اقلیم بر جریان ورودی و حجم مخزن سد دز با استفاده از مدل های منطقه ای (RCM) براساس رویکرد IPCC-AR5 انجام شد. در این راستا جهت پیش نگری دما و بارش حوضه، دقت 17 مدل پروژهCORDEX – WAS مورد ارزیابی قرار گرفت و بعد از همادی کردن مدل ها، متغیرهای دما و بارش برای سه دوره 20 ساله تحت دو سناریو اقلیمیRCP4.5 و RCP8.5 شبیه سازی گردید. پیش نگری ها، محدوده افزایش دمای حداقل و حداکثر را تحت مدل های انتخابی در سناریو RCP4.5 به ترتیب از 5/1 تا 2/4 و 5/1 تا 3 درجه سلیسیوس و در سناریویRCP8.5 به ترتیب از7/2 تا 3/5 و 6/1 تا 8/5 درجه سلسیوس محتمل دانسته اند. همچنین مدل های مذکور محدوده کاهش تغییرات بارش را 11 تا 17 درصد تحت سناریویRCP4.5 و 8 تا 18 درصد تحت سناریوی RCP8.5 پیش بینی کردند. نتایج پیش بینی جریان ورودی به سد حکایت از کاهش 49 تا 52 درصدی در سناریوی RCP4.5 و 44 تا 64 درصد در سناریوی RCP8.5 دارد. با کاهش بارش و افزایش دما حجم مخزن تحت دو سناریوی منتخب بین 47 تا 54 درصد برای دهه های آتی کاهش خواهش یافت که باعث تشدید بحران آب در مناطق پایین دست خواهد شد.

دلایل متعددی برای پاسخ به این سؤال که چرا باید فرآیندهای هیدرولوژیکی را مدل سازی نمود وجود دارد. پاسخ اصلی این سؤال، محدودیت روش های اندازه گیری در هیدرولوژی می باشد. در این تحقیق از مدل SWAT که مدلی مفهومی و نیمه توزیعی در مقیاس حوزه آبخیز می باشد برای شبیه سازی هیدرولوژیک حوزه آبخیز سملقان استفاده شد. بعد از تهیه و آماده سازی داده ها طبق فرمت مورد نظر، مدل اجرا شد. پس از تحلیل حساسیت و تعیین پارامترهای مهم، واسنجی و اعتبارسنجی مدل صورت پذیرفت. به منظور کاهش عدم قطعیت، اجزای مختلف بیلان آب در واسنجی در نظر گرفته شد و از داده های مشاهداتی چندین ایستگاه اندازه گیری به طور هم زمان استفاده شد. در ادامه به منظور واسنجی و اعتبارسنجی مدل از الگوریتم SUFI 2 استفاده شد. فرآیند واسنجی برای بازه زمانی 2007 تا 2013و فرآیند اعتبارسنجی در بازه زمانی 2014 تا 2017 انجام شد. برای ارزیابی نتایج شبیه-سازی از شاخص های R2 (ضریب تبیین )، bR2 (ضریب همبستگی وزنی)، NS (نش- ساتکلیف) استفاده گردید. در مرحله واسنجی ضرایب R2،bR2 و NS به ترتیب برابر 74/0، 71/0و 68/0 و در مرحله اعتبارسنجی برابر 69/0، 62/0 و 59/0 حاصل گردید. شاخص ها و نمودارهای بدست آمده در مرحله واسنجی و اعتبار سنجی مدل برای شبیه سازی دبی رواناب ماهانه، نشان می دهد که مدل در مرحله واسنجی موفق تر عمل کرده است. همچنین مدل توانسته است زمان وقوع دبی اوج را به خوبی تعیین نماید. این تحقیق اطلاعات مفیدی را در مورد بیلان آبی حوضه رودخانه سملقان فراهم نموده و به برنامه ریزی دقیق تر منابع آب در این حوضه کمک می کند.