تحلیل روند تغییرات جریان در رودخانه‏های سراب کرخه: شواهدی از آثار تغییر اقلیم بر سیستم‏های منابع آب

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 استادیار دانشکدة منابع طبیعی دانشگاه کردستان

2 استاد دانشکدة منابع طبیعی دانشگاه تهران

3 استادیار مؤسسة علوم زمین و منابع طبیعی (BGR) ژئوسنتروم هانوفر، آلمان

4 دانشیار دانشکدة منابع طبیعی دانشگاه تهران

چکیده

با جدی‏ترشدن مسئلة تغییر اقلیم و آثار احتمالی آن بر سیستم‌های منابع آب، طراحی و اجرای برنامه‏های مدیریتی، با فرض شرایط هیدرولوژیکی ثابت، می‏تواند مدیریت و برنامه‏ریزی را با چالش جدی در پیش‏بینی دقیق نیازهای آتی روبه‌رو کند. بر این اساس، در مطالعة حاضر تلاش شده است روند تغییرات متغیرهای هیدرواقلیمی در ایستگاه‏هایی با آمار طولانی‌مدت در سراب کرخه، با استفاده از روش «من- کندال اصلاح‌شده برای اثر خودهمبستگی»، سری‏های روزانة دما، بارش و دبی بررسی شود. بیشتر متغیرهای دما روند افزایشی داشت و نتایج بررسیِ بارش نیز دارای تفاوت‏های مکانی بود. به طور کلی، روند کاهشی برای جریان در منطقه مشاهده شد و این تغییرات در جریان‏های پایه شدیدتر بود. روند کاهشی میانة دبی سالانه در ایستگاه‏ هولیلان در سطح ده درصد معنی‏دار شد. بارش سالانه، تعداد روزهای بارانی و تعداد روزهایِ با بارشِ بیش از 10 میلی‏متر همبستگیِ معنی‏دارِ بیشتری با متغیرهای جریان نشان دادند. بررسی روابط دبی ماهانه با متغیرهای بارش و دما در ایستگاه‏های مورد بررسی نشان‌دهندة تأخیرِ واکنش سیستم به ورودی‏هاست؛ این موضوع می‏تواند به تأخیرِ ذوب برف یا عبور جریان از مسیرهای آبی دیگر، مانند آب زیرزمینی، مربوط باشد. بخشی از تغییراتِ متغیرهای جریان، به‌ویژه در دبی‏های پایه، کاملاً با بارش توجیه نمی‏شود و می‏تواند از تغییرات دما یا عواملی مانند افزایش بهره‏برداری از آب زیرزمینی متأثر باشد.
 
 

کلیدواژه‌ها


 

 [1] Aguado, E., Cayan, D., Riddle, L. and Roose, M. (1992). Climatic fluctuations and the timing of West Coast streamflow, Journal of Climate, 5, 1468-1483.
[2] Alijani, B. (2002). Variations of 500 hPa flow patterns over Iran and surrounding areas and their relationship with the climate of Iran, Theoretical and Applied Climatology, 72, 41-54.
[3] Alijani, B., Ghohroudi, M. and Arabi, N. (2008). Developing a climate model for Iran using GIS, Theoretical and Applied Climatology, 92, 103-112.
[4] Aziz, O.I.A. and Burn, D.H. (2006). Trends and variability in the hydrological regime of the Mackenzie River Basin, Journal of Hydrology, 319(1-4), 282-294.
[5] Birsan, M.V., Molnar, P., Burlando, P. and Pfaundler, M. (2005). Streamflow trends in Switzerland, Journal of Hydrology, 314(1-4), 312-329.
[6] Burn, D.H. and Hag Elnur, M.A. (2002). Detection Of Hydrologic Trends and Variability, Journal of Hydrology, 255, 107 -122.
[7] Chen, H., Guo, Sh., Xu, Ch. and Singh, V.P. (2007). Historical temporal trends of hydro-climatic variables and runoff response to climate variability and their relevance in water resource management in the Hanjiang basin, Journal of Hydrology, 344, 171-184.
[8] Chen, Y.N., Takeuchi, K., Xu, C.C., Chen, Y.P. and Xu, Z.X. (2006). Regional climate change and its effects on river runoff in the Tarim Basin, China, Hydrological Processes, 20, 2207-2216.
[9] CPWF. (2003). Karkheh River Basin: Protecting dry land under environmental siege, Karkheh Basin Brochure, Challenge Program on Water and Food (CPWF), http://www.waterandfood.org/
[10] Dinpashoh, Y., Fakheri-Fard, A., Moghaddam, M., Jahanbakhsh, S. and Mirnia, M. (2004). Selection of variables for the purpose of regionalization of Iran’s precipitation climate using multivariate methods, Journal of Hydrology, 297, 109-123.
[11] Dixon, H., Lawler, D.M. and Shamseldin, A.Y. (2006). Streamflow trends in western Britain, Geophysical Research Letters, 33, L19406. doi:10.1029/2006GL027325.
[12] Fu, G.B., Barber, M.E. and Chen, S.L. (2007). The impacts of climate change on regional hydrological regimes in the Spokane River watershed, Journal of Hydrologic Engineering, 12, 452-461.
[13] Hamed, K.H. (2008). Trend detection in hydrologic data: The Mann–Kendall trend test under the scaling hypothesis, Journal of Hydrology, 349, 350-363.
[14] Hamed, K.H. and Rao, A.R. (1998). A modified Mann–Kendall trend test for autocorrelated data, Journal of Hydrology, 204, 182-196.
[15] Helsel, R.D. and Hirsch, R.M. (1992). Statistical Methods in Water Resources, Elsevier Science Publishing Inc., New York, N.Y. 510p.
[16] Hirsh, M.R., Slack, J.R. and Smith, R.A. (1982). Techniques of trend analysis for monthly water quality data, Water Resource Research, 18, 107-121.
[17] IPCC (Intergovernmental Panel on Climate Change). (2007). Summary for Policymakers, In: Parry, M.L., Canziani, O.F., Palutikof, J.P., van der Linden, P.J. and Hanson, C.E. (Eds.), Climate change 2007, Iimpacts, Adaptation, and Vulnerability, Contribution of Working Group II to the Fourth Assessment Report of the Interovernmental Panel on Climatic Change, Cambridge University Press, Cambridge, UK.
[18] Kahya, E. and Kalaycı, S. (2004). Trend analysis of streamflow in Turkey, Journal of Hydrology, 289, 128-144.
[19] Kumar, S., Merwade, V., Kam, J. and Thurner, K. (2009). Streamflow trends, In Indiana: Effects of long term persistence, precipitation and subsurface drains, Journal of Hydrology, 374, 171-183.
[20] Lettenmaier, D.P., Wood, E.F. and Wallis, J.R. (1994). Hydro-climatological trends in the continental United States, 1948-88, Journal of Climate, 7(4), 586-607.
[21] Lins, H.F. and Slack, J.R. (1999). Streamflow trends in the United States, Geophysical Research Letters, 26(2), 227-230.
[22] Lins, H.F. and Slack, J.R. (2005). Seasonal and regional characteristics of US streamflow trends in the United States from 1940 to 1999, Physical Geography, 26 (6), 489-501.
[23] Mangin, A. (1994). Karst Hydrogeology, In: Gilbert, J. et al. (eds.), Groundwater Ecology, Academic Press, San Diego, pp. 43-67.
[24] Milly, P.C.D., Dunne, K.A. and Vecchia, A.V. (2005). Global pattern of trends in streamflow and water availability in a changing climate, Nature, 438(7066), 347-350.
[25] Moayeri M., Siadat, H., Pazira, E., Abbasi, F., Kaveh F. and Oweis, T.Y. (2011). Assessment of Maize Water Productivity in Southern Parts of the Karkheh River Basin, Iran, World Applied Sciences Journal, 13(7), 1586-1594.
[26] Modarres, R. and Da Silva, V. (2007). Rainfall trends in arid and semi-arid regions of Iran, Journal of Arid Environments, 70, 344-355.
[27] National Research Council (NRC). (1991). Opportunities in the Hydrologic Sciences, Washington, DC: National Academy Press.
[28] Nazemosadat, M.J. and Cordery, I. (2000). On the relationships between ENSO and autumn rainfall in Iran, International Journal of Climatology, 20, 47-61.
[29] Novotny, E.V. and Stefan, H.G. (2007). Stream flow in Minnesota: indicator of climate change, Journal of Hydrology, 334(3-4), 319-333.
[30] Onoz, B. and Bayazit, M. (2003). The power of statistical tests for trend detection, Turkish Journal of Engineering and Environmental Sciences, 27(4), 247-251.
[31] Raeisi, E. (2002). Carbonate karst caves in Iran, In: Kranjc, A. (ed), Evolution of karst: from prekarst to cessation, Ljubljana-Postojna, 339-344.
[32] Sen, P.K. (1968). Estimates of the regression coefficients based on Kendall’s tau, Journal of the American Statistical Association, 63, 1379-1389.
[33] Thiel, H. (1950). A rank-invariant method of linear and polynomial analysis, Part 3, Nederlandse Akademie van Wettenschappen, Proceedings, 53, 1397-1412.
[34] Xu, Z., Liu, Z., Fu, G. and Chen, Y. (2010). Trends of major hydroclimatic variables in the Tarim River basin during the past 50 years, Journal of Arid Environments, 74 , 256-267.
[35] Yue, S. and Wang, C.Y. (2002a). Regional Streamflow trend detection with consideration of both temporal and spatial correlation, International Journal of Climatology, 22(8), 933-946.
[36] Yue, S. and Wang, C.Y. (2002b). Applicability of prewhitening to eliminate the influence of serial correlation on the Mann–Kendall test, Water Resource Research, 38(6), 1068.
[37] Zhang, X., Harvey, K.D., Hogg, W.D. and Yuzyk, T.R. (2001). Trends in Canadian streamflow, Water Resource Research, 37(4), 987-998.