شهرچای

با توجه به اهمیت بارش برف در تأمین آب در مناطق کوهستانی، برآورد دقیق آب معادل برف و همچنین تغییرات سطح پوشش آن، در بخش های کشاورزی، انرژی، مدیریت مخزن و هشدار سیل مؤثر است. در این مطالعه، به منظور برآورد رواناب حاصل از ذوب برف در حوضه شهرچای، نخست سطح پوشش برف برای سال آبی 92 با استفاده از تصاویر روزانه ماهوارهترا -مودیس با تفکیک مکانی 1 کیلومتر در محیط نرم افزار ENVI استخراج شد. آنگاه با استفاده از الحاقیه Hec_GeoHMS در نرم افزارGIS، مشخصات فیزیوگرافی حوضه به دست آمد. در مرحله بعد، با وارد کردن داده های پوشش برف، متغیرهای هواشناختی و شاخص های لازم به مدلSRM، رواناب ناشی از ذوب برف شبیه سازی شد. نتایج نشان داد، سهم جریان رودخانه از ذوب برف در ماه های فروردین و اردیبهشت چشمگیر است، ولی با افزایش درجه حرارت هوا در خرداد ماه، سهم باران در جریان پررنگ تر است. همچنین نتایج شبیه سازی بیانگر دقت بالای این مدل است، به طوری که ضریب تعیین (R 2 )معادل 9/0 و درصد خطای حجمی آن (D V )96/1 به دست آمد.

برای شبیه سازی رواناب و رسوب در حوضه های آبریز از مدل های مختلفی می توان استفاده کرد که هر یک برای شرایطی خاصی ارایه شده است. در این پژوهش، بیلان آبی و رسوب حوضه آبریز شهرچای با استفاده از مدل SWAT شبیه سازی شد. برای واسنجی و اعتبارسنجی مدل SWAT از روش SUFI-2 استفاده گردید. نتایج حاصل با استفاده از چهار معیار ارزیابی مدل ها شامل معیار نش ساتکلیف، ضریب تبیین، نسبت باقیمانده میانگین مربعات خطا به انحراف از معیار داده های مشاهداتی و دو فاکتور p-factor و r-factor مقایسه شدند. نتایج نشان داد که روش SUFI-2 دارای الگوریتم موترتری برای واسنجی و اعتبار سنجی مدل در این حوضه می باشد همچنین مقادیر بدست آمده از مدل برای رواناب و رسوب در این حوضه در حد قابل قبول می باشد. ولی این مدل رواناب را بهتر از رسوب در این حوضه شبیه سازی می کند از مهمترین علل ضعف مدل در شبیه سازی می توان به به تعداد کم داده ها، غیر قابل اعتماد بودن داده ها، شبیه سازی ضعیف جریان، عدم پیوستگی اطلاعات و نبود یا کمبود داده های کامل روزانه رسوب اشاره نمود.

یکی از اثرات پدیده تغییر اقلیم، تأثیر بر روانآب حوضه ها می باشد. در این تحقیق تأثیر پدیده تغییر اقلیم بر رژیم روانآب حوضه شهرچای ارومیه در دوره 2039-2010 میلادی (2020s) با در نظر گرفتن عدم قطعیّت مربوط به مدل های AOGCM مورد بررسی قرار گرفته است. ابتدا مقادیر دما و بارش ماهانه پنج مدل AOGCM در دوره پایه 1990-1961 و دوره آتی 2039-2010 میلادی تحت سناریوی انتشار A2، برای منطقه مورد مطالعه تهیه گردید. سپس این مقادیر به وسیله روش کوچک مقیاس کردن مکانی تناسبی و روش کوچک مقیاس کردن زمانی عامل تغییر، برای منطقه مورد مطالعه کوچک مقیاس شدند. نتایج در مجموع نشان داد مدل های AOGCM در تخمین میانگین بلند مدّت دما و بارش ماهانه منطقه با یکدیگر تطابق نداشته که خود بیانگر وجود عدم قطعیّت در خروجی این مدل هاست. بنابراین، به منظور مشخص کردن محدوده تغییرات رژیم دما و بارش از رویکرد بیز استفاده گردید. در این راستا در ابتدا توزیع های احتمالاتی PDF ماهانه دما و بارش منطقه برای دوره 2039-2010 به وسیله وزن دهی مدل های AOGCM با استفاده از روشMean Observed Temperature Precipitation تولید گردید. در ادامه به منظور شبیه سازی روانآب روزانه از مدلIHACRES استفاده شد. با معرّفی سری دما و بارش تولید شده به مدل IHACRES، سری روانآب ماهانه برای حوضه در دوره آتی شبیه سازی گردید.

ه دف این مطالعه، شبیه سازی رواناب حاصل از ذوب ب رف در حوضه ی ش هرچای، با استفاده از دو مدل SRM و HEC-HMS است. بدین منظور، ابتدا با وارد کردن داده های پوشش برف، متغیرهای هواشناختی و پارامترهای لازم به مدلSRM ، رواناب ناشی از ذوب برف شبیه سازی شد. در مدل HEC-HMS نیز پس از ایجاد مدل حوضه با نرم افزار HEC-GeoHMS در محیطGIS  و ایجاد مدل هواشناختی و واردکردن پارامترهای لازم مانند تلفات، روندیابی و ذوب برف شبیه سازی انجام شد. ضریب تعیین (R2) مدل SRM معادل 9/0 و درصد خطای حجمی آن (DV) 96/1 به دست آمد. از طرفی مدل HEC-HMS نیز با دقت رضایت بخش (ولی کمتر از SRM) شبیه سازی رواناب ناشی از ذوب برف را انجام داد. به طوری که ضریب تعیین ( R2) آن 85/0 و درصد خطای حجمی آن (DV) 1/2 درصد به دست آمد. صرف نظر از دقت بالای مدل SRM یکی از نقاط قوت مدل HEC-HMS، استفاده از داده های دما و بارش است؛ در صورتی که مدل SRM علاوه بر این پارامترها نیازمند داده های مساحت سطح پوشش برف است که از تصاویر ماهواره ای به دست می آید. نتایج نشان داد که مقدار کل رواناب در منطقه ی  مورد مطالعه با مدل SRM ، معادل 106×9/129 متر مکعب بود. در حالی که این رقم با مدل HEC-HMS معادل با 106×6/129 متر مکعب به دست آمد. با مقایسه ی  این ارقام با مقدار مشاهداتی (یعنی 106×4/132 متر مکعب) می توان نتیجه گرفت که عملکرد مدل SRM در مقایسه با مدل HEC-HMS نسبتأ خوب است.

دو پارامتر مهم در هیدرولوژی و منابع آب، دما و بارش هستند. تأثیر تغییر اقلیم بر روی این دو پارامتر موضوع بسیاری از مطالعات بوده است که مدل های گردش عمومی جو یکی از بهترین روش ها برای برآورد این تأثیرات به شمار می روند. در مطالعات تغییر اقلیم لحاظ نکردن عدم قطعیت های موجود در مراحل مختلف ارزیابی اثرات تغییراقلیم سبب کاهش قطعیت و اطمینان به خروجی های نهایی سیستم خواهد شد. در این مطالعه به منظور بررسی و تحلیل اثرات تغییر اقلیم بر روی دما و بارش حوضه ی شهرچای ارومیه و همچنین لحاظ کردن عدم قطعیت مربوط به مدل های گردش عمومی جو و سناریوهای موجود ابتدا خروجی شش مدل گردش عمومی جو تحت سه سناریوی A2, A1B و B1 با مدل آماری LARS-WG ریزمقیاس شدند، سپس برای بررسی عدم قطعیت مدل ها و سناریوها، از طریق مقایسه ی خروجی مدل ها در دوره ی آتی با دوره ی پایه به صورت ماهانه توسط شاخص های آماری ضریب تعیین (R2) و خطای جذر میانگین مربعات (RMSE)، بهترین مدل و سناریو برای تولید داده های دما و بارش دوره 2030-2011 انتخاب شد. در نتیجه برای تولید بارش از مدل HADCM3، تحت سناریوی A1B و برای تولید دما نیز از مدل MPEH5 ، تحت سناریوی A2 استفاده شد. نتایج این مطالعه نشان داد که بارش دوره ی آتی 9 میلی مترکاهش خواهد یافت و این در حالی است که دمای حداقل 05/1 و دمای حداکثر 87/0 درجه ی سانتی گراد افزایش خواهد یافت. نکته ی قابل توجه بر هم خوردن توزیع زمانی بارش و افزایش دما است که احتمالاً تبعات منفی آن بیش از کاهش بارش خواهد بود.