الگوی روند و ایستایی سری های زمانی جریان سطحی در دامنه ی جنوبی البرز

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانش‌آموخته‌ دکترای گروه آبخیزداری، دانشکدۀ مرتع و آبخیزداری، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان، ایران

2 دانشیار گروه آبخیزداری، دانشکدۀ مرتع و آبخیزداری، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان، ایران

چکیده

تجزیه و تحلیل روند و ایستایی متغیرهای هیدرولوژیک، ابزارهایی مفید برای درک تغییرات اقلیمی هستند و می­توانند اطلاعات مفیدی را در مورد تغییرات محتمل در آینده فراهم نمایند. از آنجایی که ناایستایی سری­های زمانی می­تواند به دلایل مختلفی نظیر وجود روند در داده­ها رخ دهد، در تحقیق حاضر ابتدا آزمون­ ناپارامتری من-کندال همراه با روشی برای اصلاح تأثیر همبستگی سریالی بر روند (TFPW)، مورد استفاده قرار گرفتند؛ هم­چنین به جهت ارزیابی رابطه میان روند و ایستایی سری­های زمانی مورد بررسی، ایستایی سری­های زمانی توسط آزمون­های ایستایی بررسی گردید. یافته­های پژوهش حاضر نشان دادند که جریان سطحی در تمامی رودخانه­های اصلی مورد مطالعه در دامنه­های جنوبی البرز دارای روند کاهشی است. در ایستگاه­هایی که روند کاهشی معناداری از خود نشان دادند (لتیان و فیروزکوه)، استفاده از روش TFPW معناداری روند جریان سطحی را در ایستگاه­های مذکور از بین برد. نتایج آزمون­های ایستایی حاکی از ایستا بودن تمامی سری­ها پس از حذف همبستگی سریالی موجود در آن­ها است که این امر می­تواند متأثر از عدم وجود روند معنادار در این سری­ها باشد؛ با این حال ایستگاه فیروزکوه پس از اعمال روش TFPW ناایستایی معناداری در سطح اطمینان 95 درصد از خود نشان داد که این امر ممکن است ناشی از وجود جهش در سری داده­های این ایستگاه باشد. یافته­های پژوهش حاضر می­تواند به برنامه­ریزان و سیاست­گذاران در عرصه­های گوناگون مرتبط با برنامه­ریزی منابع آب کشور در انطباق با تغییرات اقلیمی در آینده یاری رساند.

کلیدواژه‌ها


 [1]   C. Field, V. Barros, D. Dokken, K. Mach, M. Mastrandrea, T. Bilir, M. Chatterjee, K. Ebi, Y. Estrada and R. Genova, "IPCC, 2014: Climate Change 2014: Impacts, Adaptation, and Vulnerability. Part A: Global and Sectoral Aspects. Contribution of Working Group II to the Fifth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change," Cambridge University Press, Cambridge, United Kingdom and New York, NY, USA, 2014.

[2]    J. Houghton, Y. Ding, D. Griggs, M. Noguer, P. van der Linden, X. Dai, K. Maskell and C. Johnson, "IPCC 2001: Climate Change 2001," The Climate change Contribution of Working Group I to the Third Assessment Report of the Intergovemmental Panel on Climate Change, vol. 159, 2001.

[3]    S. Solomon, D. Qin, M. Manning, Z. Chen, M. Marquis, K. Averyt, M. Tignor and H. Miller, "IPCC, 2007: summary for policymakers," Climate change, pp. 93-129, 2007.

[4]    V. Feizi, M. Maryam, M. Farajzadeh and G. Azizi, "Spatial and Temporal Trend Analysis of Temperature and Precipitation in Iran," ECOPERSIA, vol. 2, no. 4, pp. 727-742, 2014.

[5]    Y.-F. Sang, Z. Wang and C. Liu, "Comparison of the MK test and EMD method for trend identification in hydrological time series," Journal of Hydrology, vol. 510, pp. 293-298, 2014.

[6]    K. Adamowski, A. Prokoph and J. Adamowski, "Development of a new method of wavelet aided trend detection and estimation," Hydrological Processes, vol. 23, no. 18, p. 2686, 2009.

[7]    Q. Shao and M. Li, "A new trend analysis for seasonal time series with consideration of data dependence," Journal of hydrology, vol. 396, no. 1, pp. 104-112, 2011.

[8]    O. I. A. Aziz and D. H. Burn, "Trends and variability in the hydrological regime of the Mackenzie River Basin," Journal of hydrology, vol. 319, no. 1, pp. 282-294, 2006.

[9]    D. H. Burn and M. A. H. Elnur, "Detection of hydrologic trends and variability," Journal of hydrology, vol. 255, no. 1, pp. 107-122, 2002.

[10] D. H. Burn, J. M. Cunderlik and A. Pietroniro, "Hydrological trends and variability in the Liard River basin/Tendances hydrologiques et variabilité dans le basin de la rivière Liard," Hydrological Sciences Journal, vol. 49, no. 1, pp. 53-67, 2004.

[11] S. Yue, P. Pilon, B. Phinney and G. Cavadias, "The influence of autocorrelation on the ability to detect trend in hydrological series," Hydrological Processes, vol. 16, no. 9, pp. 1807-1829, 2002.

[12] K. Hamed, "Enhancing the effectiveness of prewhitening in trend analysis of hydrologic data," Journal of hydrology, vol. 368, no. 1, pp. 143-155, 2009.

[13] P. Hosseinzadeh Talaee, "Iranian rainfall series analysis by means of nonparametric tests," Theor Appl Climatol, vol. 116, p. 597–607, 2014.

[14] B. S. Some'e, . A. Ezani and H. Tabari, "Spatiotemporal trends and change point of precipitation in Iran," Atmospheric Research, vol. 113, pp. 1-12, 2012.

[15] M. Birsan, L. Zaharia, V. Chendes and E. Branescu, "Seasonal trends in Romanian streamflow," Hydrological Processes, vol. 28, no. 15, pp. 4496-4505, 2014.

[16] R. M. Hirsch, R. B. Alexander and . R. A. Smith, "Selection of methods for the detection and estimation of trends in water quality," Water resources research, vol. 27, no. 5, pp. 803-813, 1991.

[17] P. Gao, X.-M. Mu, F. Wang and R. Li, "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, vol. 15, no. 1, pp. 1-10, 2011.

[18] H. B. M. K. H. a. M. T. Eskandari, "Desertification of forest, range and desert in Tehran province, affected by climate change," Solid Earth, vol. 7, no. 3, pp. 905-915, 2016.

[19] H. B. Mann, "Nonparametric tests against trend," Econometrica: Journal of the Econometric Society, pp. 245-259, 1945.

[20] M. Kendall, Multivariate analysis, Charles Griffin, 1975.

[21] G. C. Blain, "The influence of nonlinear trends on the power of the trend-free pre-whitening approach," Acta Scientiarum. Agronomy, vol. 37, no. 1, pp. 21-28, 2015.

[22] W. V. G. P. a. V. J. Wang, "Trend and stationarity analysis for streamflow processes of rivers in western Europe in the 20th century," in IWA International Conference on Water Economics, Statistics, and Finance Rethymno, Greece, 2005.

[23] H. Chen, S. Guo, C.-y. Xu and V. P. Singh, "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, vol. 344, no. 3, pp. 171-184, 2007.

[24] Z. Xu, K. Takeuchi and H. Ishidaira, "Monotonic trend and step changes in Japanese precipitation," Journal of hydrology, vol. 279, no. 1, pp. 144-150, 2003.