پژوهش آب ایران

پژوهش آب ایران

تحلیل پاسخ هیدرولوژیک حوضه گل‌رودبار سمنان تحت تأثیر سناریوهای تغییر اقلیم گزارش ششم IPCC با بهره‌گیری از مدل SWAT

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان
1 دانشجویی دکتری، گروه مهندسی آب، دانشکده مهندسی عمران، دانشگاه سمنان، ایران
2 گروه مهندسی آب، دانشکده مهندسی عمران، دانشگاه سمنان، ایران
چکیده
تغییر اقلیم یشکی از چالش‌های اصلی و مهم در مدیریت منابع آب به‌ویژه در مناطق خشک و نیمه‌خشک محسوب می‌شود که می‌تواند اثرات چشمگیری بر فرآیندهای هیدرولوژیک حوضه‌ داشته باشد. در این پژوهش، به‌منظور ارزیابی تأثیر تغییر اقلیم بر پاسخ هیدرولوژیک حوضه گل‌رودبار در استان سمنان، از ترکیب مدل آماری ریزمقیاس‌نمایی SDSM و مدل هیدرولوژیک SWATاستفاده شده است. داده‌های اقلیمی آینده با استفاده از مدل CanESM5، تحت سناریوهای SSP1-2.6، SSP2-4.5 و SSP5-8.5 برای دوره ۲۰۲۵–۲۰۴۹ تهیه و پس از ریزمقیاس‌نمایی، به مدل SWAT وارد شد. براساس نتایج به دست آمده از عملکرد مدل، مقادیر ضریب نش-ساتکلیف و ضریب تعیین در دوره‌ واسنجی به‌ترتیب برابر با 66/0 و 66/0 و برای دوره صحت‌سنجی به ترتیب برابر 55/0 و 79/0 می‌باشد که نشان‌دهنده عملکرد مناسب مدل در شبیه‌سازی است. همچنین براساس نتایج حاصل، در سناریوی SSP5-8.5، بیشترین مقدار افزایش میانگین ماهانه رواناب نسبت به دوره تاریخی در ماه آگوست رخ داده که برابر با 30/51 درصد می‌باشد و در سناریوی SSP1-2.6، بیشترین کاهش رواناب (ماه ژانویه) برابر 05/64 - درصد است. نتایج حاصل بیانگر آسیب‌پذیری زیاد حوضه گل‌رودبار نسبت به تغییرات اقلیمی آتی و انتشار گازهای گلخانه‌ای است و لزوم بازنگری در راهبردهای مدیریت منابع آب منطقه را برجسته می‌سازد.

برجسته می‌سازد
کلیدواژه‌ها
موضوعات

1- Abbaszadeh, M., Bazrafshan, O., Mahdavi, R., Sardooi, E.R. and Jamshidi, S., 2023. Modeling future hydrological characteristics based on land use/land cover and climate changes using the SWAT model. Water Resources Management, 37(10), pp.4177-4194. https://doi.org/10.1007/s11269-023-03545-6
 
 2- Chen, S., Huang, J. and Huang, J.C., 2023. Improving daily streamflow simulations for data-scarce watersheds using the coupled SWAT-LSTM approach. Journal of Hydrology, 622, p.129734. https://doi.org/10.1016/j.jhydrol.2023.129734
 
3- Eingrüber, N. and Korres, W. 2022., Climate change simulation and trend analysis of extreme precipitation and floods in the mesoscale Rur catchment in western Germany until 2099 using Statistical Downscaling Model (SDSM) and the Soil & Water Assessment Tool (SWAT model). Science of The Total Environment838, p.155775. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2022.155775
 
4- Ekolu, J., Dieppois, B., Tramblay, Y., Villarini, G., Slater, L.J., Mahé, G., et al., 2024. Variability in flood frequency in sub-Saharan Africa: The role of large-scale climate modes of variability and their future impacts. Journal of Hydrology, 640, p.131679.  https://doi.org/10.1016/j.jhydrol.2024.131679
 
5- Fallah Kalaki, M., Shokri Kuchak, V. and Ramezani Etedali, H., 2021. Simulating the Effects of Climate Change on Runoff Using the CMIP5 and CMIP6 Climate Models by SWAT Hydrological Model (Case Study: Tashk-Bakhtegan Basin). Iran-Water Resources Research, 17(3), pp. 345-359. [ In Persian]  https://doi.org/20.1001.1.17352347.1400.17.3.20.5
 
6- Gong, L., Zhang, X., Pan, G., Zhao, J. and Zhao, Y., 2023. Hydrological responses to co-impacts of climate change and land use/cover change based on CMIP6 in the Ganjiang River, Poyang Lake basin. Anthropocene, 41, p.100368. https://doi.org/10.1016/j.ancene.2023.100368
 
7- HajiGhasemi, S., Zakeri Niri, M. and Najafi Jilani, A., 2021. Investigating of Climate Change Effects on the Surface Runoff with SWAT Model (Case study: Mazlaghan River), Iranian Journal of Irrigation & Drainage, 15(1), pp. 121-137.[ In Persian] http://doi.org/20.1001.1.20087942.1400.15.1.11.1
 
8- Heidary, H. , Mousavi, M. , esmaili, K. and Golkarian, A., 2020. The Impact of Climate Change on Watershed Runoff and Sedimentation Using SWAT and WEPP Models (Case Study: Dehbar Basin). Iranian Journal of Soil and Water Research51(4), pp. 1027-1040. [In Persian] https://doi.org/10.22059/ijswr.2020.287152.668293
 
9- Ho, C.H., Chen, J.L., Nobuyuki, Y., Lur, H.S. and Lu, H.J., 2016. Mitigating uncertainty and enhancing resilience to climate change in the fisheries sector in Taiwan: Policy implications for food security. Ocean & Coastal Management130, pp.355-372. https://doi.org/10.1016/j.ocecoaman.2016.06.020
 
10- Houshmand Kouchi, D., Esmaili, K., Faridhosseini, A., Sanaei Nejad, S. H. and khalili, D., 2019. Simulation of Climate Change Impacts Using Fifth Assessment Report Models under RCP Scenarios on Water Resources in the Upper Basin of Salman Farsi Dam, Iranian Journal of Irrigation & Drainage, 13(2), pp. 243-258.[ In Persian] https://doi.org/20.1001.1.20087942.1398.13.2.1.9
 
11- Hussainzada, W. and Lee, H.S., 2021. Hydrological modelling for water resource management in a semi-arid mountainous region using the soil and water assessment tool: A case study in northern Afghanistan. Hydrology8(1), p.16. https://doi.org/10.3390/hydrology8010016
 
12- Jalali, M. N., Sarai Tabrizi, M. and Babazadeh, H., 2020. Investigating the Effect of Climate Change on Water Flow and Water Balance of Latyan Dam Watershed Using SWAT Model, Journal of Ecohydrology, 7(1), pp. 17-28. [In Persian] https://doi.org/10.22059/IJE.2019.282444.1125
 
13- Khosravi, M., Zolfaghari, A.A., Kaboli, S.H., Raeesi, M., Abbaspour, K. and Ghafari, H., 2025. Enhanced identification of hydrologically sensitive areas via digital soil mapping and hydrological modeling in semi-arid regions. Earth Science Informatics18(3), p.285. https://doi.org/10.1007/s12145-025-01799-9
 
14- Ma, H., Zhong, L., Fu, Y., Cheng, M., Wang, X., Cheng, M. and Chang, Y., 2023. A study on hydrological responses of the Fuhe River Basin to combined effects of land use and climate change. Journal of Hydrology: Regional Studies48, p.101476. https://doi.org/10.1016/j.ejrh.2023.101476
 
15- Mohseni, U., Agnihotri, P.G., Pande, C.B. and Durin, B., 2023. Understanding the climate change and land use impact on streamflow in the present and future under CMIP6 climate scenarios for the Parvara Mula Basin, India. Water 15 (9), p.1753  https://doi.org/10.3390/w15091753
 
16- Naserabadi, F., Ghazavi, R. and Zakerinia, M., 2020. Climate change impacts on hydrological modelling of Talvar river watershed, Iranian Water Researches Journal, 14(2), pp. 37-49. [In Persian]
 
17- Neitsch, S. L., Arnold, J. G, Kiniry, J. R. and Williams, J. R., 2011. Soil and water assessment tool theoretical documentation version 2009. Texas Water Resources Institute Technical Report. No.406. https://swat.tamu.edu/media/99192/swat2009 theory.pdf
 
18- Nouri, L., Mahtabi, G., Hosseini, S.H. and Prasad, C.V.S.R., 2024. Hydrological responses to future climate change in semi-arid region of Iran (Golabar and Taham Basins, Zanjan Province). Results in Engineering, 21, p.101871. https://doi.org/10.1016/j.rineng.2024.101871
 
19- Saraf, V.R. and Regulwar, D.G., 2018. Impact of climate change on runoff generation in the Upper Godavari River Basin, India. Journal of Hazardous, Toxic, and Radioactive Waste, 22(4), p.04018021. https://doi.org/10.1061/(ASCE)HZ.21535515.0000416
 
20- Swart, N.C., Cole, J.N., Kharin, V.V., Lazare, M., Scinocca, J.F., Gillett, N.P., et al., 2019. The Canadian earth system model version 5 (CanESM5. 0.3). Geoscientific Model Development, 12(11), pp.4823-4873. https://doi.org/10.5194/gmd-12-4823-2019
 
21- Tayebzadeh Moghadam, N., Abbaspour, K.C., Malekmohammadi, B., Schirmer, M. and Yavari, A.R., 2021. Spatiotemporal modelling of water balance components in response to climate and landuse changes in a heterogeneous mountainous catchment. Water Resources Management, 35(3), pp.793-810. https://doi.org/10.1007/s11269-020-02735-w
 
22- Waheed, A., Jamal, M.H., Javed, M.F. and Muhammad, K.I., 2024. A CMIP6 multi-model based analysis of potential climate change effects on watershed runoff using SWAT model: A case study of kunhar river basin, Pakistan. Heliyon, 10(8). https://doi.org/10.1016/j.heliyon.2024.e28951
 
23- Woo, S., Kim, W., Chang, S.W. and Chung, I.M., 2025. Seasonal hydrologic responses to climate change based on a CMIP6 multi-model ensemble: A case study of An-Seong watershed in South Korea. Journal of Hydrology: Regional Studies, 60, p.102491. https://doi.org/10.1016/j.ejrh.2025.102491
 
24- Zarezade Mehrizi, S. O. , Khoorani, A. , Bazrafshan, J. and Bazrafshan, O., 2018. Assessment of future runoff trends under multiple climate change scenarios in the Gamasiab river basin. Journal of Ecohydrology, 5(3), pp. 777-789. [In Persian] https://doi.org/10.22059/IJE.2018.242453.732
 
25- Zuo, D., Xu, Z., Zhao, J., Abbaspour, K.C. and Yang, H., 2015. Response of runoff to climate change in the Wei River basin, China. Hydrological Sciences Journal, 60(3), pp.508-522. https://doi.org/10.1080/02626667.2014.943668
 

  • تاریخ دریافت 30 تیر 1404
  • تاریخ پذیرش 08 شهریور 1404
  • تاریخ انتشار 01 دی 1404