تعداد نشریات | 27 |
تعداد شمارهها | 361 |
تعداد مقالات | 3,184 |
تعداد مشاهده مقاله | 4,687,337 |
تعداد دریافت فایل اصل مقاله | 3,201,474 |
تعیین سهم تغییر اقلیم و مداخلات مستقیم انسانی در تغییرات آبدهی رودخانه حبلهرود با استفاده از رویکردهای تجربی | ||
مدل سازی و مدیریت آب و خاک | ||
مقاله 20، دوره 3، شماره 1، 1402، صفحه 298-315 اصل مقاله (1.35 M) | ||
نوع مقاله: پژوهشی | ||
شناسه دیجیتال (DOI): 10.22098/mmws.2022.11852.1178 | ||
نویسندگان | ||
واحدبردی شیخ* 1؛ مهین نادری2؛ عبدالرضا بهره مند3؛ امیر سعدالدین4؛ مرتضی عابدی طورانی5؛ چوقی بایرام کمکی6؛ آلاله قائمی7 | ||
1دانشیار/ گروه آبخیزداری، دانشکده مرتع و آبخیزداری، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان، گرگان، ایران | ||
2دانشجوی دکتری/ دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان، گرگان، ایران | ||
3استاد/ گروه آبخیزداری، دانشکده مرتع و آبخیزداری، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان، گرگان، ایران | ||
4دانشیار/گروه آبخیزداری، دانشکده مرتع و آبخیزداری، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان، گرگان، ایران | ||
5رئیس گروه بهرهبرداری آبهای سطحی/ شرکت آب منطقه ای تهران، تهران، ایران | ||
6استادیار/ گروه آبخیزداری، دانشکده مرتع و آبخیزداری، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان، گرگان، ایران | ||
7رئیس گروه تحقیقات کاربردی/ شرکت آب منطقهای تهران، تهران، ایران | ||
چکیده | ||
تغییرات آب و هوا و فعالیتهای انسانی دو عامل اصلی در تغییر روند چرخه هیدرولوژی حوزههای آبخیز هستند که باعث تغییر در توزیع مکانی و زمانی دسترسی به آب میشوند. جریان رودخانه بهعنوان مهمترین مؤلفة چرخه هیدرولوژی، یکی از آسیبپذیرترین مؤلفههای آن بوده که تحت تأثیر این تغییرات قرار میگیرد. منطقه مورد مطالعه در پژوهش حاضر، بخش بالادست حوزه آبخیز حبلهرود تا ایستگاه آبسنجی بنکوه است که در محدوده سیاسی استان تهران واقع شده است. در این پژوهش از روشهای تجربی نسبت تغییر شیب مقدار تجمعی و منحنی جرم مضاعف بهمنظور تفکیک اثر تغییر اقلیم و مداخلات انسانی در کاهش آبدهی رودخانه حبلهرود در محل ایستگاههای هیدرومتری سیمیندشت و دلیچای (دوره آماری 1980 تا 2017) استفاده شد. برای روش نسبت تغییر شیب مقدار تجمعی، یکبار تغییر شیب مقدار تجمعی دبی نسبت به مقادیر تجمعی بارش و دما (حالت اول) و بار دیگر تغییر شیب مقدار تجمعی دبی نسبت به مقادیر تجمعی بارش و تبخیر-تعرق پتانسیل (حالت دوم) محاسبه شد تا سهم تغییر اقلیم و مداخلات انسانی مشخص شود. میزان اثر تغییر اقلیم در دبی ایستگاههای سیمیندشت و دلیچای، طبق حالت اول به ترتیب 15.53 و 37.08- درصد و طبق حالت دوم به ترتیب 0.55 و 39.72- درصد بهدست آمد. مقادیر منفی در ایستگاه دلیچای بدین معناست که تغییر اقلیم باعث افزایش آبدهی زیرحوزه آبخیز دلیچای شده است. نتایج روشهای مختلف منحنی جرم مضاعف بین متغیر دبی تجمعی و متغیرهای تجمعی بارش، دما و تبخیر-تعرق پتانسیل نیز نشان داد که اثر تغییر اقلیم در هر دو زیرحوزه آبخیز بهصورت افزایش آبدهی (29 درصد برای زیرحوزه آبخیز سیمیندشت و 92 درصد برای زیرحوزه آبخیز دلیچای) است و عامل اصلی کاهش آبدهی رودخانههای حوزه آبخیز حبلهرود (129 درصد برای زیرحوزه آبخیز سیمیندشت و 192 درصد برای زیرحوزه آبخیز دلیجای) مداخلات مستقیم انسانی است. تغییر اقلیم سهم بسیار کمی در کاهش آبدهی دو زیرحوزه آبخیز اصلی حوضه حبلهرود دارد و مداخلات انسانی عامل اصلی کاهش آبدهی رودخانههای حوزه آبخیز حبلهرود است. بنابراین لازم است تمرکز اصلی سیاستهای مدیریتی در جهت مدیریت مداخلات انسانی، ارتقای آگاهی عمومی، استفاده بهینه از منابع آب و جلوگیری از بهرهبرداری بیش از توان منابع آبی حوزه آبخیز باشد. | ||
کلیدواژهها | ||
آزمون پتیت؛ آزمون لانزانته؛ روش نسبت تغییر شیب مقدار تجمعی؛ روش منحنی جرم مضاعف؛ نقطه تغییر | ||
مراجع | ||
رضایی، م.، امیدیپور، ر.، رضایی، ا.، و نداف، م. (1401). مقایسه تاثیر تغییرات روند کاربری اراضی و بارش بر دبی سالانه (مطالعه موری: حوزه آبخیز کیار). مدیریت جامع حوزههای آبخیز، 2(2)، 62-74. حسنزاده، ر.، اسفندیاری دارآباد، ف.، و اصغری، س. (1400). ارزیابی تغییرات کاربری اراضی بر دبی رودخانه دره رود در دوره (1398-1369) با استفاده از مدل .HEC-HMS پژوهشهای ژئومورفولوژی کمی، 10(3)، 157-174. حیاتزاده، م.، و موسوی، و. (1397). مدلسازی اثر تغییر اقلیم و تغییر کاربری اراضی بر شرایط هیدرولوژیکی حوزه آبخیز. سیزدهمین همایش ملی علوم و مهندسی آبخیزداری و سومین همایش ملی صیانت از منابع طبیعی و محیط زیست با محوریت آبخیزداری و صیانت از منابع طبیعی و محیط زیست، دانشگاه محقق اردبیلی. حجازیزاده، ز.، اکبری، م.، ساسانپور، ف.، حسینی، ع.، و محمدی، ن. (1401). بررسی اثرات تغییر اقلیم بر بارشهای سیل آسا در استان تهران. مدلسازی و مدیریت آب و خاک، 2(2)، 87-105. شیخ، و.، بابایی، ا.، و موشاخیان، ی. (1388). بررسی روند تغییرات رژیم بارش حوضه آبریز گرگانرود. علوم و مهندسی آبخیزداری ایران، 3(8)، 38-29. شیخ، و.، سعدالدین، ا.، اونق، م.، نجفینژاد، ع.، زارع، آ.، سلمان ماهینی، ع.، عبداللهیان، ح.، بارانی، ح.، کامکار، ب.، بایرام کمکی، چ.، محمدیان بهبهانی، ع.، عابدی سروستانی، ا.، اسلامی، ا.، کرامت زاده، ع.، کامیاب، ح.، خسروی، غ.، اسدی نلیوان، ا.، الوندی، ا.، رحمانی، م.، صادقی، ف.، منتظری، م.، و حقدادی، م. (1396). تدوین برنامه مدیریت جامع حوزه آبخیز حبله رود. گزارش طرح تحقیقاتی، سازمان جنگلها، مراتع و آبخیزداری کشور، 259 صفحه. ضیایی، ن.، اونق، م.، عسگری، ح.، مساح بوانی، ع.، سلمان ماهینی، ع.، و حسینعلیزاده، م. (1396). مقایسه اثر سناریوهای تغییر اقلیم بر شدت خطر و ریسک بیابان زایی حوضه حبلهرود استان تهران. مهندسی اکوسیستم بیابان، 6(16)، 105-118. کریمی سنگچینی، ا.، اونق، م.، سعدالدین، ا.، طهماسبیپور، ن.، و رضایی، ح. (1397). بررسی عوامل موثر بر مشارکت مردمی و پیشبینی پذیرش مردمی سناریوهای مدیریت پوششگیاهی حوزه حبلهرود. مهندسی و مدیریت آبخیز، 10(3)، 280-293. کریمی سنگچینی، ا.، اونق، م.، سعدالدین، ا.، طهماسبیپور، ن.، و رضایی، ح. (1396). کاربرد مدل پویایی سیستم برای پیشبینی اثرات اجرای سناریوهای مدیریت پوشش گیاهی بر ساختار اکولوژیک سیمای منظر حوضه حبلهرود. مهندسی و مدیریت آبخیز، 9(1)، 70-58. مهندسین مشاور آب خاک تهران، (1392). پروژه مطالعات بهبود بهره برداری از آب های سطحی رودخانه حبلهرود و سرشاخههای آن در استان تهران. گزارش نهایی طرح تحقیقاتی، شرکت آب منطقهای تهران، 226 صفحه. نادری، م.، شیخ، و.، بهرهمند، ع.، کمکی، چ.، و قانقرمه، ع. (1401). تحلیل تغییرات رژیم جریان آب رودخانهای با استفاده از شاخصهای تغییرات هیدرولوژیکی (مطالعه موردی: حوزه آبخیز حبلهرود). مدلسازی و مدیریت آب و خاک، 3(3)، 1-19. نادری، م.، شیخ، و.، کمکی، چ.، بهرهمند، ع.، قانقرمه، ع.، و سیروسی، ح. (1401). آشکارسازی و پیشبینی تغییرات کاربری اراضی با استفاده از رویکرد مدلسازی در محیط سامانه اطلاعات جغرافیایی (مطالعه موردی: حوزه آبخیز حبلهرود). پژوهشهای حفاظت آب و خاک، 29(2)، 134-113. Ahmed, Y., Al-Faraj, F., Scholz, M., & Soliman, A. (2019). Assessment of upstream human intervention coupled with climate change impact for a transboundary river flow regime: Nile river basin. Water Resources Management, 33(7), 2485-2500. Alaoui, A., Willimann, E., Jasper, K., Felder, G., Herger, F., Magnusson, J., & Weingartner, R. (2014). Modelling the effects of land use and climate changes on hydrology in the Ursern Valley, Switzerland. Hydrological Processes, 28(10), 3602-3614. Baloch, M.A., Ames, D.P., & Tanik, A. (2015). Hydrologic impacts of climate and land-use change on Namnam stream in Koycegiz watershed, Turkey. International Journal of Environmental Science and Technology, 12(5), 1481-1494. Dey, P., & Mishra, A. (2017). Separating the impacts of climate change and human activities on streamflow: A review of methodologies and critical assumptions. Journal of Hydrology, 548, 278-290. Du, J., He, F., Zhang, Z., & Shi, P. (2011). Precipitation change and human impacts on hydrologic variables in Zhengshui river basin, China. Stochastic Environmental Research and Risk Assessment, 25(7), 1013-1025. Farinosi, F., Arias, M.E., Lee, E., Longo, M., Pereira, F.F., Livino, A., Moorcroft, P., & Briscoe, J. (2019). Future climate and land use change impacts on river flows in the Tapajós basin in the Brazilian Amazon. Earth's Future, 7(8), 993-1017. Gao, G., Fu, B., Wang, S., Liang, W., & Jiang, X. (2016). Determining the hydrological responses to climate variability and land use/cover change in the Loess Plateau with the Budyko framework. Science of the Total Environment, 557, 331-342. Gao, P., Mu, X.M., Wang, F., & Li, R. (2011). Changes in streamflow and sediment discharge and the response to human activities in the middle reaches of the Yellow river. Hydrology and Earth System Sciences, 15, 1–10. Hasanzadeh, R., Esfandiyari Darabad, F., & Asghari, S. (2021). Evaluating of land use changes on the discharge Darre Rood river in the period (1990-2019) using HEC_HMS model. Quantitative Geomorphological Research, 10(3), 157-174 (in Persian). Hayatzadeh, M., & Mousavi, V. (2018). Modeling the effect of climate change and land use change on the hydrological conditions of the watershed. The 13th National Conference on Watershed Management Science & Engineering of Iran and The 3rd National Conference on Conservation of Natural Resources and Environment, Ardabil, Iran, Pp. 1-8 (in Persian). Hernandez, M., Miller, S.N., Goodrich, D.C., Goff, B.F., Kepner, W.G., Edmonds, C.M., & Bruce Jones, K. (2000). Modeling runoff response to land cover and rainfall spatial variability in semi-arid watersheds. Monitoring Ecological Condition in the Western United States, 64, 285-298. Huang, M., Zhang, L., & Gallichand, J. (2003). Runoff responses to afforestation in a watershed of the Loess Plateau, China. Hydrological Processes, 17(13), 2599-2609. Huo, Z., Feng, S., Kang, S., Li, W., & Chen, S. (2008). Effect of climate changes and water‐related human activities on annual stream flows of the Shiyang river basin in arid north‐west China. Hydrological Processes, 22(16), 3155-3167. Hejazizadeh, Z., Akbari, M., Sasanpour, F., Hosseini, A., & Mohammadi, N. (2022). Investigating the effects of climate change on torrential rains in Tehran Province. Water and Soil Management and Modelling, 2(2), 87-105 (in Persian). Karimi Sangchini, E., Ownegh, M., Sadoddin, A., Tahmasebipuor, N., & Rezaee, H. (2017). A system dynamics model to predict the effects of vegetation-based management scenarios on structural landscape ecology in Hablehrud river basin. Watershed Engineering and Management, 9(1), 58-70 (in Persian). Karimi Sangchini, E., Ownegh, M., Sadoddin, A., Tahmasebipuor, N., & Rezaee, H. (2018). An investigation on affecting factors on community participation and predicting the community acceptance of the vegetation-based management scenarios for the Hablerud river basin. Watershed Engineering and Management, 10(3), 280-293 (in Persian). Kundzewicz, Z.W., Mata, L.J., Arnell, N.W., Döll, P., Jiménez, B., Miller, K., & Shiklomanov, I. (2008). The implications of projected climate change for freshwater resources and their management. Hydrological Sciences Journal, 53(1), 3-10. Lanzante, J.R. (1996). Resistant, robust and non‐parametric techniques for the analysis of climate data: Theory and examples, including applications to historical radiosonde station data. International Journal of Climatology: A Journal of the Royal Meteorological Society, 16(11), 1197-1226. Li, Z., Liu, W.Z., Zhang, X.C., & Zheng, F.L. (2009). Impacts of land use change and climate variability on hydrology in an agricultural catchment on the Loess Plateau of China. Journal of Hydrology, 377(1-2), 35-42. Liang, K., Liu, C., Liu, X., & Song, X. (2013). Impacts of climate variability and human activity on streamflow decrease in a sediment concentrated region in the Middle Yellow river. Stochastic Environmental Research and Risk Assessment, 27(7), 1741-1749. Liu, S., Leslie, L.M., Speer, M., Bunker, R., & Mo, X. (2004). The effects of bushfires on hydrological processes using a paired-catchment analysis. Meteorology and Atmospheric Physics, 86(1), 31-44. Liu, W., Shi, C., & Zhou, Y. (2021). Trends and attribution of runoff changes in the upper and middle reaches of the Yellow River in China. Journal of Hydro-Environment Research, 37, 57-66. Liu, X., Liu, W., & Xia, J. (2013). Comparison of the streamflow sensitivity to aridity index between the Danjiangkou reservoir basin and Miyun reservoir basin, China. Theoretical and Applied Climatology,111(3), 683-691. Naderi, M., Sheikh, V., Bahrehmand, A., Komaki, C.B., & Ghangermeh, A. (2022a). Analysis of river flow regime changes using the Indicators of hydrologic alteration (Case study: Hableroud watershed). Water and Soil Management and Modelling, 3(3), 1-19 (in Persian). Naderi, M., Sheikh, V., Komaki, C., Bahremand, A., Ghangermeh, A., Siroosi, H. (2022 b). Detection and prediction of land use changes using modeling approach within a gis environment (case study: Hablehroud watershed). Journal of Water and Soil Conservation, 29(2), 113-134 (in Persian). Pettitt, A.N. (1979). A non‐parametric approach to the change‐point problem. Journal of the Royal Statistical Society: Series C (Applied Statistics), 28(2), 126-135. Reddy, N., Patil, N.S., & Nataraja, M. (2021). Assessment of climate change impacts on precipitation and temperature in the Ghataprabha sub-basin using CMIP5 models. Journal of Metrology Society of India, 36(4), 803-812. Renner, M., Seppelt, R., & Bernhofer, C. (2012). Evaluation of water-energy balance frameworks to predict the sensitivity of streamflow to climate change. Hydrology and Earth System Sciences, 16(5), 1419-1433. Rezaei, M., Omidipour, R., Rezaei, A., & Nadaf, M. (2022). Comparison of the effects of land use change and precipitation on annual discharge (case study: Kiar watershed). Integrated Watershed Management, 2(2), 62-74 (in Persian). Saidi, H., Dresti, C., Manca, D., & Ciampittiello, M. (2018). Quantifying impacts of climate variability and human activities on the streamflow of an Alpine river. Environmental Earth Sciences, 77(19), 1-16. Sheikh, V.B, Babaei, A., & Mooshakhian, Y. (2009). Trend analysis of precipitation regime in the Gorganroud basin. Iranian Journal of Watershed Management Science and Engineering, 3(8), 29-38 (in Persian). Sheikh, V., Sadoddin, A., Ong, M., Najafinejad, A., Zare, A., Salman Mahini, A., Abdullahian, H., Barani, H., Kamkar, B., Bairam Komaki, CH., Mohammadian Behbahani, A., Abedi Sarostani, A., Eslami, A., Karamatzadeh, A., Kamyab, H., Khosravi, G., Asadi Nelivan, A., Alvandi, A., Rahmani, M., Sadeghi, F., Montazeri, M., & Haqdadi, M. (2017). Developing integrated watershed managemen plan for Hableroud river basin. Final Research Report, Iranian Forest, Rangeland, and Watershed Management Organization, 259 pages (in Persian). Sikka, A.K., Samra, J.S., Sharda, V.N., Samraj, P., & Lakshmanan, V. (2003). Low flow and high flow responses to converting natural grassland into bluegum (Eucalyptus globulus) in Nilgiris watersheds of South India. Journal of Hydrology, 270(1-2), 12-26. Sun, Y., Tian, F., Yang, L., & Hu, H. (2014). Exploring the spatial variability of contributions from climate variation and change in catchment properties to streamflow decrease in a mesoscale basin by three different methods. Journal of Hydrology, 508, 170-180. Tehran Soil and Water Engineering Consulting Corporation, (2013). A study on promoting efficiency of water use from surface water resources of the Hableroud river and its tributaries within the Tehran Province jurisdiction. Final Research Report, Regional Water Company of Tehran, 226 pages (in Persian). Tomer, M.D., & Schilling, K.E. (2009). A simple approach to distinguish land-use and climate-change effects on watershed hydrology. Journal of Hydrology, 376(1-2), 24-33. Wang, D., & Hejazi, M. (2011). Quantifying the relative contribution of the climate and direct human impacts on mean annual streamflow in the contiguous United States. Water Resources Research, 47(10). Wang, W., Shao, Q., Yang, T., Peng, S., Xing, W., Sun, F., & Luo, Y. (2013). Quantitative assessment of the impact of climate variability and human activities on runoff changes: a case study in four catchments of the Haihe river basin, China. Hydrological Processes, 27(8), 1158-1174. Wang, W.G., Shao, Q., Yang, T., Peng, S., Xing, W., Sun, F., & Luo, Y. (2012). Quantitative assessment of the impact of climate variability and human activities on runoff changes: a case study in four catchments of the Haihe river basin, China. Hydrological Processes, 25(7), 881–895. Xu, M., Wang, G., Wang, Z., Hu, H., Singh, D.K., & Tian, S. (2022). Temporal and spatial hydrological variations of the Yellow River in the past 60 years. Journal of Hydrology, 609, 127750. Yang, H., & Yang, D. (2011). Derivation of climate elasticity of runoff to assess the effects of climate change on annual runoff. Water Resources Research, 47(7). Zhang, J.Y., Wang, G.Q., Pagano, T.C., Jin, J.L., Liu, C.S., He, R.M., & Liu, Y.L. (2012). Using hydrologic simulation to explore the impacts of climate change on runoff in the Huaihe river basin of China. Journal of Hydrologic Engineering, 18(11), 1393-1399. Zhang, J., Gao, G., Fu, B., & Zhang, L. (2018). Explanation of climate and human impacts on sediment discharge change in Darwinian hydrology: Derivation of a differential equation. Journal of Hydrology, 559, 827-834. Zhang, L., Karthikeyan, R., Bai, Z., & Srinivasan, R. (2017). Analysis of streamflow responses to climate variability and land use change in the Loess Plateau region of China. Catena, 154, 1-11. Zhang, L., Zhao, F.F., & Brown, A.E. (2012). Predicting effects of plantation expansion on streamflow regime for catchments in Australia. Hydrology and Earth System Sciences, 16(7), 2109-2121. Zheng, H., Zhang, L., Zhu, R., Liu, C., Sato, Y., & Fukushima, Y. (2009). Responses of streamflow to climate and land surface change in the headwaters of the Yellow river basin. Water Resources Research, 45(7). Ziaee, N., Ownegh, M., Asgari, H.R., Massah Bavani, A. R., Salman Mahini, A.R., & Hosseinalizadeh, M. (2017). Comparison of climate change scenarios on the desertification hazard intensity and risk of Hablehroud basin, Tehran Province. Desert Ecosystem Engineering Journal, 6(16), 105-118 (in Persian). Zuo, D., Xu, Z., Wu, W., Zhao, J., & Zhao, F. (2014). Identification of streamflow response to climate change and human activities in the Wei river basin, China. Water Resources Management, 28(3), 833-851. | ||
آمار تعداد مشاهده مقاله: 451 تعداد دریافت فایل اصل مقاله: 399 |