بخشی از مقاله
-1 چکیده
درتحقیق حاضر ابتدا به منظور بررسی تغییر اقلیم 3 ایستگاه سینوپتیک کرج، مهرآباد و دوشان تپه با کمک مدل SDSM به پیش بینی دوره آماری 2016-2045 پرداخته شد و در نهایت اثرات تغییر اقلیم بر شرایط هیدرولوژیک حوضه کن با کمک مدل SWAT شبیه سازی شد. نتایج مطالعه ضمن تایید کارایی هردو مدل SDSM در پیش بینی و مدل SWAT در شبیه سازی های هیدرولوژیکی نشان داد که در شرایط اقلیمی آینده برای دوره زمانی 2016-2045 کاهش بارندگی و افزایش دما را خواهیم داشت.
میزان تبخیر در دوره موجود از 219 به 96.7 میلی متر کاهش پیدا کرده است و در نتیجه به دنبال آن با توجه به گرم شدن هوا و کاهش بارندگی ها در آینده این مقدار کاملا طبیعی به نظر می رسد. میزان جریانات و رواناب سطحی در سطح حوضه مورد مطالعه در دوره مشاهداتی موجود برابر با 10/59 میلی متر می باشد اما این میزان برای دوره پیش بینی شده با توجه به افزایش روند شهرسازی و تغییرات کاربری ها برابر با 27/21 میلی متر برآورد شد.
مقدمه
گرم شدن زمین و تاثیر آن بر چرخه آب مساله ای است که امروزه تمام دانشمندان علوم جوی بر روی آن اتفاق نظر دارند. افزایش دمای سطح زمین و تغییرات در الگوهای بارندگی پدیده های غالب در تغییر اقلیم می باشد که این دو تقریبا تمام بخش های دیگر چرخه آب را تحت تاثیر قرار می دهد. تغییر اقلیم، تغییر معنادار متوسط داده های هواشناسی در یک دوره معین زمانی است.
این دوره زمانی معمولا 10 ساله یا بیشتر می باشد . - MANDER, 1994, 262 - امروزه در سطح ایران و جهان مطالعات متعددی روی تاثیرات بالقوه تغییر اقلیم بر منابع آب شامل تاثیر روی کمیت آب، هیدرولوژی و تقاضای آب انجام شده است. با استفاده از داده های جهانی موجود در قرن گذشته مشخص شده است که اگر دمای کره زمین به میزان 1 درجه افزایش یابد رواناب در مقیاس جهانی 4 درصد افزایش می یابد - . - Jung et al, 2011,277 - مالونجکال و همکاران، - 2015 با استفاده از مدل Swat رواناب سطحی را برای حوضه آبخیز Maheshgacl شبیه سازی کرد. که این مطالعه نشان داد که swat یک مدل دقیق برای شبیه سازی رواناب سطحی در حوضه های کوچک می باشد.
در مقاله ای با عنوان بررسی تاثیر تغییر اقلیم بر آبدهی حوضه با دخالت مدل هیدرولوژی در حوضه گالیکش استان گلستان به واسنجی مدل بارش-رواناب پرداخته ، همچنین با مدل LARS-WG شرایط اقلیمی آینده برای دوره -2030 2011 نسبت به دوره مشاهداتی 1985-2010 در دما و بارندگی به ترتیب افزایش و کاهش خواهد داشت. - عارفی اصل و همکاران، - 1392 جهت برآورد دبی متوسط روزانه و غلظت رسوب، از مدل swat در آبخیز چهل چای استان گلستان استفاده کردند. نتایج حاکی از این است که مدل swat مدل مدیریتی است که در حوضه موردنظر کارایی مقبولی داشته و پیشنهاد شده که در بررسی اثر اقدامات مدیریتی در آبخیز چهل چای از آن استفاده شود.
-2 مواد و روشها
منطقه مورد مطالعه:
حوزه آبریز کن با مساحتی معادل 22350 هکتار و محیطی برابر با 91/86 کیلومتر در بالادست منطقه 22 قرار دارد. این حوزه حدفاصل 35 درجه 36 دقیقه تا 35 درجه 58 دقیقه عرض شمالی و 51 درجه 10 دقیقه تا 51 درجه 23 دقیقه طول شرقی واقع شده است. رودخانه کن همچنین مرز شرقی منطقه 22 و مرز غربی منطقه 5 را تشکیل می دهد
جدول - 1 مشخصات فیزیوگرافی حوضه مورد مطالعه
شکل - 1 منطقه مورد مطالعه
مدل SWAT یک مدل فیزیکی و نیمه توزیعی است که برای پیش بینی اثر تغییر کاربری، تغییر اقلیم و مدیریت ها در حوضه های آبریز بزرگ و پیچیده توسعه داده شده است. این مدل یک مدل فیزیکی است و به جای آنکه از معادلات رگرسیونی جهت توصیف رابطه بین متغیرهای ورودی و خروجی استفاده نماید اطلاعات ویژه ای راجع به هوا، خاک، توپوگرافی، پوشش گیاهی و پوشش ارضی در حوضه آبریز دریافت می کند. فرآیند های فیزیکی مرتبط با حرکت آب، حرکت رسوب، رشد گیاه، چرخه مواد مغذی در این مدل به طور مستقیم از روی پارامترهای ورودی شبیه سازی می شوند رابطه :
این مدل هم چنین از روش عدد منحنی اصلاح شده یا روش نفوذ گرین - آمپت جهت محاسبه حجم رواناب سطحی برای پاسخ هیدرولوژیکی استفاده می کند
- 3 بحث و نتایج و یافته ها
در این پژوهش با استفاده از DEM - مدل رقومی ارتفاعی - در مدل ARC SWAT زیر حوضه ها و آبراهه ها برای هر حوضه به طور مستقل مشخص شد. بر این اساس، تعداد 22 زیر حوضه برای حوضه آبریز کن حاصل شد
شکل - 2 نقشه زیر حوضه های استخراج شده از مدل swat شکل - 3 نقشه HRU استخراج شده از مدل SWAT
گام بعدی در مدل سازی، معرفی لایه های اطلاعاتی موردنیاز برای تشکیل واحدهای پاسخ هیدرولوژیکی - - HRU به مدلARC SAWT می باشد این لایه ها عبارتند از: نقشه کاربری ارضی، نقشه خاک، نقشه شیب. در این مطالعه، سه طبقه شیب برای حوضه آبریز تعریف شد که شامل20- 0، 40- 20، و بیش از 40 می باشند . کاربری ارضی منطقه که شامل سه نوع کاربری ارضی باغ، انواع مراتع و شهری می باشد نیز به مدل معرفی شد. در نهایت با تلفیق سه لایه نقشه خاک، شیب و کاربری ارضی، واحدهای پاسخ هیدرولوژیکی برای حوضه مورد مطالعه استخراج شد
در مرحله بعد پارامترهای هواشناسی شامل بارش، حداقل و حداکثردما، رطوبت نسبی، سرعت باد، تابش خورشیدی به صورت روزانه تعریف شد. در این پژوهش از داده های هواشناسی30 سال آماری سه ایستگاه سینوپتیک کرج، دوشان تپه و مهرآباد استفاده شده که توسط مدل SDSM از قبل برای سال های 2016-2045 بر اساس داده های خام موجود پیش بینی شده بود.
بعد از وارد کردن پارامترها، مدل آماده اجرا می باشد. نتایج مدلARC SWAT شامل بخش چرخه هیدرولوژیکی، میزان رسوب و فرسایش به صورت شماتیکی و جداول حاصل شد که در زیر ارائه شده است.
