توصيفگر ها :
كمي سازي , تغيير اقليم , فعاليت هاي انساني , روش تقسيم بندي ابتكاري , شاخص رواناب استاندارد , غيرايستا
چكيده فارسي :
تغييرات اقليم و فعاليت هاي انساني دو محرك اصلي هستند كه بر چرخه هيدرولوژيكي و ايستايي سيستمهاي هيدرولوژيكي تاثير ميگذارند. خشكسالي هيدرولوژيكي ناشي از تغييرات منفي قابل توجه از شرايط طبيعي هيدرولوژيكي است كه تحت تاثير تغييرات اقليم و فعاليتهاي انساني ميباشد. روش‌هاي معمول مورد استفاده براي تعيين كميت تاثيرات تغييرات اقليمي و فعاليتهاي انساني بر فرض ثابت بودن آن استوار است، كه ديگر در محيط متغير فعلي معتبر نيست. محدوده مطالعاتي در اين تحقيق، حوضه پلاسجان مي باشد كه از زيرحوضه هاي حوضه آبريز زاينده رود با مساحت 1854 كيلومتر مربع در بالادست سد زاينده رود واقع شده است. استان اصفهان داراي آب وهواي خشك و نيمه خشك مي باشد و رواناب حوضه زاينده رود به مقدار بسيار زيادي كاهش يافته است و در اين كاهش ميزان رواناب ورودي، هم تغييرات اقليم و هم فعاليت هاي انساني دخيل هستند. بر طبق آخرين گزارشات، در 12 سال اخير ميزان بارش كاهشي 12 درصدي داشته است و اين در حالي است كه ميزان رواناب ورودي به سد به ميزان 25 درصد كاهش يافته است و اين به خودي خود نشان دهنده تاثيرات فعاليت هاي انساني بر كاهش رواناب ورودي مي باشد. محدوده بالادست سد زاينده رود اصلي ترين منبع آب سطحي حوضه است كه در چند دهه اخير رواناب ورودي به آن به شدت كاهش يافته است؛ بدين منظور ابتدا با استفاده از روش من - كندال روند سالانه داده هاي اقليمي بارش و تبخير - تعرق پتانسيل و داده هاي رواناب تحليل شد. روند موجود در داده هاي جريان در ايستگاه اسكندري معني دار بود و رواناب دوره اخير كاهش يافته بود. در اين تحقيق از روش تقسيم‌بندي ابتكاري براي شناسايي نقطه تغيير در سري‌هاي زماني رواناب با در نظر گرفتن غيرخطي بودن آن استفاده شد و تحليل روند بر روي داده¬هاي اقليمي و رواناب قبل و بعد از نقطه تغيير انجام شد. بازسازي سري هاي زماني رواناب در دوره طبيعي با استفاده از مدل هيدرولوژيكي abcd جهت شبيه سازي رواناب در دوره تحت تاثير انسان صورت پذيرفت. يك شاخص رواناب استاندارد غيرايستا (SRINS) با استفاده از مدل‌هاي جمعي تعميم يافته در مكان، مقياس و شكل (GAMLSS) ساخته شد. در نهايت، تاثيرات تغييرات اقليم و فعاليتهاي انساني بر كم¬آبي در مقياس‌هاي زماني مختلف اندازه‌گيري شد. نتايج نشان داد بعد از نقطه تغيير در سري زماني رواناب (پس از سال 1374 – نقطه تغيير) كاهش قابل توجهي در بارش و جريان رواناب در حوضه پلاسجان مشاهده مي شود، در حالي كه روند تبخير - تعرق پتانسيل بعد از نقطه تغيير با نرخ بالاتري افزايش مي يابد. روند بارش قبل از نقطه تغيير نرخ 37/4+ ميلي متر بر سال داشت، درحالي¬كه نرخ روند بعد از نقطه تغيير 16/0- ميلي¬متر بر سال را نشان مي دهد. همچنين نرخ روند رواناب قبل و بعد از نقطه تغيير به¬ترتيب 03/0- و 62/1- ميلي متر بر سال بود كه نشان دهنده كاهش محسوس رواناب در دوران تحت تاثير انسان مي¬باشد. تاثير تغييرات اقليم و فعاليت هاي انساني در مقياس زماني فصلي (سه ماهه) در فصول پائيز و زمستان تقريبا برابر بود، در حاليكه تاثير فعاليتهاي انساني در فصول تابستان و بهار به طور قابل‌توجهي بيشتر بود. تاثير فعاليت-هاي انساني بر كاهش رواناب در مقياس‌هاي زماني طولاني‌تر (6 و 12 ماهه) تا حدودي غالب بود. نتايج حاكي از سهم 25 تا 46 درصدي تغييرات اقليم و نيز سهم 54 تا 75 درصدي فعاليت هاي انساني در كاهش رواناب رودخانه پلاسجان بود. جهت تخفيف سهم فعاليت¬هاي انساني در كاهش رواناب سه راهكار ارائه شد، جايگزيني ساير كشت ها با گندم و جو، حفظ كشت هاي گندم و جو و جايگزيني ساير كشت ها با سيب زميني و افزايش راندمان آبياري بود. در هر سه راهكار نياز آبي كاهش محسوسي داشت.
چكيده انگليسي :
Climate variation and human activities are two prime drivers influencing the hydrological cycle and the stationarity of hydrologic systems. Hydrological drought is caused by significant negative variation from normal hydrologic conditions, influenced by climate variation and human activities. Traditional methods employed for quantifying the impacts of climate change and human activities are based on the assumption of stationarity, which is no longer valid under the current changing environment. The study area in this research is the Pelasjan basin, which is one of the sub-basins of the Zayandeh Rud catchment area, with an area of 1854 square kilometers, located upstream of the Zayandeh Rud Dam. Isfahan province has dry and semi-arid climates, and the runoff of the Zayandeh Rud basin has decreased to a great extent, and both climate changes and human activities are involved in this decrease in the amount of incoming runoff. According to the latest reports, in the last 12 years, the amount of rainfall has decreased by 12%, while the amount of runoff entering the dam has decreased by 25%, and this in itself shows the effects of human activities on the reduction of incoming runoff. The area upstream of the Zayandeh Rud Dam is the main source of surface water in the basin, and the runoff entering it has been greatly reduced in the last few decades; For this purpose, the annual trend of precipitation and potential evapotranspiration and runoff data were analyzed using the Man-Kendall method. The trend in the flow data at Eskandari station was significant and the runoff of the recent period had decreased. In this study, a heuristic segmentation method was used to identify the change point in streamflow time series by considering its non-linearity, and trend analysis was performed on hydro-meteorological variables before and after the change point. Reconstruction of the runoff time series in the natural period was done using the abcd hydrological model to simulate the runoff in the period under human influence. A non-stationary Standardized Runoff Index (SRINS) was constructed using Generalized Additive Models in Location, Scale, and Shape (GAMLSS). Finally, the influences of climate change and human activities on hydrological drought were quantified at various time scales. The results reveal change points in the streamflow time series after the 1995. Significant decreases in precipitation and streamflow were also observed after the change points in Pelasjan watersheds, whereas the trend of potential evapotranspiration increased at a higher rate after the change points. The precipitation trend before the change point had a rate of +4.37 mm/year, while the trend rate after the change point shows -0.16 mm/year. Also, the rate of runoff trend before and after the change point was -0.03 and -1.62 mm per year, respectively, which indicates a noticeable decrease in runoff during the era under human influence. The impact of climate changes and human activities on a seasonal time scale (three months) was almost equal in autumn and winter seasons, while the impact of human activities was significantly higher in summer and spring seasons. The impact of human activities on water shortage basin in longer time scales (6 and 12 months) was somewhat dominant. The results indicated that climate change includes 25-46% and human activities contain 54-75% in the reduction of Pelasjan river runoff. In order to reduce the share of human activities in reducing runoff, three solutions were presented, replacing other crops with wheat and barley, maintaining wheat and barley crops, replacing other crops with potatoes and increasing irrigation efficiency. In all three solutions, the water requirement was significantly reduced.
