سامانه سطوح آبگیر باران، جلد ۱۳، شماره ۲، صفحات ۸۳-۱۰۰
عنوان فارسی ارزیابی اثر تغییر اقلیم بر پتانسیل تولید رواناب در حوضه آبخیز شهری کاشمر
چکیده فارسی مقاله حوزه‌های آبخیز شهری در مناطق خشک و نیمه‌خشک، به دلیل آسیب‌پذیری ذاتی ناشی از کمبود بارش و فشارهای دوگانه تغییر اقلیم و توسعه انسانی، در خط مقدم چالش‌های مدیریت منابع آب قرار دارند. حوزه آبخیز شهری کاشمر، با متوسط بارش سالانه حدود ۲۰۵ میلی‌متر و ویژگی‌های فیزیوگرافیکی مستعد تولید رواناب سریع، نمونه‌ای بارز از این سیستم‌های حساس است که ارزیابی کمی پاسخ هیدرولویکی آن به سناریوهای اقلیمی آتی تا کنون انجام نشده است. هدف اصلی این پژوهش، پر کردن این خلأ تحقیقاتی از طریق کمی‌سازی اثرات بالقوه تغییر اقلیم بر پتانسیل تولید رواناب سطحی در این حوزه و شناسایی زیرحوزه‌های آبخیز با بیشترین آسیب‌پذیری است. در این راستا، ابتدا عملکرد چهار مدل گردش عمومی جو (GCMs) ارزیابی و مدل بهینه IPSL-CM5A-MR (R²=0.56) انتخاب شد. سپس داده‌های بارش این مدل تحت سناریوهای انتشار RCPs برای دوره آتی (۲۰۲۰-۲۱۰۰) استخراج و با روش BCSD ریزمقیاس شد. در مرحله بعد، حجم رواناب سطحی با استفاده از روش تجربی بارلو، که بر پایه طبقه‌-بندی ویژگی‌های فیزیکی حوزه و شدت بارش روزانه استوار است، برآورد شد. تحلیل روند تغییرات نیز با آزمون من-کندال انجام پذیرفت. نتایج نشان داد که بارش سالانه در اکثر سناریوها، به ویژه سناریوی بدبینانه RCP8.5، دارای روند کاهشی (هرچند از نظر آماری غیرمعنادار) است که در دوره دور (۲۰۷۰-۲۱۰۰) این کاهش به حدود ۴۱ میلی‌متر می‌رسد. این افت محسوس در ورودی سیستم، منجر به کاهش شدید پتانسیل تولید رواناب خواهد شد؛ به‌طوری‌که برآوردها برای سناریوی RCP8.5، کاهش حجم رواناب به میزان ۱۶/۷ درصد در دوره نزدیک (۲۰۲۰-۲۰۳۸) و تا ۲۹/۱ درصد در دوره دور (۲۰۷۰-۲۱۰۰) را پیش‌بینی می‌کند. تحلیل مکانی آسیب‌پذیری نیز مشخص کرد که زیرحوزه‌ آبخیز A با مساحتی بالغ بر ۶۵۸۸ هکتار و غلبه اراضی نوع E (با شیب تند)، آسیب‌پذیرترین بخش حوزه در برابر تغییرات آتی است. در یک جمع‌بندی نهایی، یافته‌ها حساسیت بالای منابع آب سطحی حوزه کاشمر به تغییرات اقلیمی را اثبات می‌کند. کاهش قابل توجه رواناب یک تهدید جدی برای امنیت آبی و کشاورزی منطقه محسوب می‌شود. با اذعان به عدم قطعیت‌های ذاتی مدل‌سازی، نتایج این پژوهش به‌عنوان اولین برآورد کمی برای این حوزه، بر ضرورت بازنگری فوری در رویکردهای مدیریت منابع آب و تدوین راهبردهای مؤثر سازگاری مبتنی بر شواهد علمی تأکید می‌ورزد.
کلیدواژه‌های فارسی مقاله مدل‌سازی اقلیمی، پایداری بوم‌سازگان، مدل گردش عمومی جو، روش بارلو، ریز مقیاس‌نمایی، سناریوهای انتشار
عنوان انگلیسی Evaluation of Climate Change Impact on Runoff Potential in Kashmar Urban Watershed
چکیده انگلیسی مقاله This research aims to investigate the impacts of climate change on the amount of runoff generation in the Kashmar urban watershed by employing a combination of Barlow methods. The findings indicate that climate change, resulting from increased greenhouse gas concentrations, has significantly influenced the precipitation patterns and runoff in this semi-arid region. Among the examined General Circulation Models (GCMs) – GFDL-ESM2G, IPSL-CM5A-MR, MIROC-ESM, and NorESM1-M – the evaluations suggest that the IPSL-CM5A-MR model, with a coefficient of determination (R²) of 0.72, demonstrated higher accuracy in simulating the historical precipitation of the region. The analysis of various climate change scenarios, particularly RCP8.5 (for the period 2070-2100), reveals a substantial decrease in annual precipitation by approximately 41.12 millimeters. The Barlow method, considering the physical characteristics of the watershed such as slope, land cover type, and rainfall nature, predicts that runoff will experience a significant reduction in high greenhouse gas emission scenarios. Specifically, under the RCP8.5 scenario, a decrease of 16.7% is projected for the period 2020-2038, and a further decrease of 29.1% for the period 2070-2100. The sub-basin analysis shows that sub-basin A, with an area of 6123 hectares and characterized by E-type land (steep slope and poor vegetation cover), exhibits the highest vulnerability and generated 3351 thousand cubic meters of runoff during the baseline period. The results of the Mann-Kendall test confirm a non-significant decrease in precipitation in most scenarios, except for RCP2.6. Furthermore, a significant linear relationship between annual precipitation and maximum 24-hour precipitation, with a coefficient of determination (R²) of 0.64, was utilized in estimating the amount of runoff. Collectively, these results underscore the critical need for a fundamental revision of water resource management approaches and the development of effective strategies for adapting to the consequences of climate change in arid and semi-arid regions like Kashmar.
کلیدواژه‌های انگلیسی مقاله Climate Modeling, Ecosystem Sustainability, General Circulation Model (GCM), Barlow Method, Downscaling, Emission Scenarios
نویسندگان مقاله کوثر همت جو |
Former M.Sc. Student, Department of Natural Resources, Faculty of Natural Resources and Environment, University of Birjand, Birjand, Iran.
دانش‌آموخته کارشناسی ارشد، گروه منابع طبیعی، دانشکده منابع طبیعی و محیط زیست، دانشگاه بیرجند، بیرجند، ایران. kosar.hematjo@gmail.com

هادی معماریان | Hadi Memarian
Associate Professor, Department of Watershed Management, Faculty of Natural Resources and Environment, University of Birjand, Birjand, Iran, Email: hadi_memarian@birjand.ac.ir
دانشیار و عضو گروه پژوهشی خشکسالی و تغییر اقلیم، دانشکده منابع طبیعی و محیط زیست، دانشگاه بیرجند، بیرجند، ایران. hadi_memarian@birjand.ac.ir

جواد چزگی |
Associate Professor, Department of Watershed Management, Faculty of Natural Resources and Environment, University of Birjand, Birjand, Iran, Email: chezgi@birjand.ac.ir
دانشیار، عضو گروه پژوهشی خشکسالی و تغییر اقلیم، دانشکده منابع طبیعی و محیط زیست، دانشگاه بیرجند، بیرجند، ایران. chezgi@birjand.ac.ir

جواد مومنی دمنه |
Former Ph.D. Student, Department of Natural Resources Engineering, Faculty of Agriculture & Natural Resources, University of Hormozgan, Bandar Abbas, Iran, Email: j.momenidamaneh.phd@hormozgan.ac.ir
دانش‌آموخته دکتری، گروه منابع طبیعی، دانشکده کشاورزی و منابع طبیعی، دانشگاه هرمزگان، بندرعباس، ایران. j.momenidamaneh.phd@hormozgan.ac.ir

نشانی اینترنتی http://jircsa.ir/browse.php?a_code=A-10-105-6&slc_lang=fa&sid=1
فایل مقاله فایلی برای مقاله ذخیره نشده است
کد مقاله (doi)
زبان مقاله منتشر شده fa
موضوعات مقاله منتشر شده تخصصی
نوع مقاله منتشر شده پژوهشی
برگشت به: صفحه اول پایگاه   |   نسخه مرتبط   |   نشریه مرتبط   |   فهرست نشریات