Skip to main content
SUPERVISOR
Azadeh Ahmadi
آزاده احمدی (استاد راهنما)
 
STUDENT
Jamshid Jalali
جمشید جلالی

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده مهندسی عمران
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1395

TITLE

Quantifying the Impacts of Climate Change and Human activities on Runoff Reduction on upstream of the Zayanderood Dam Case Study
Climate change and Human activities are the two main factors in changing the hydrological cycle processes trend. Which as their own cause change in the spatial and temporal distribution of available water as well as river flows. Therefore, it is very important to determine the contribution of climate change and human activities to river flow changes to select policies and suitable strategies that are consistent with the management and planning of regional water resources. In this study, four approaches have been used to differentiate the effects of human activities and climate change on the Zayandehrud dam inflow fluctuations. For this purpose, firstly using the Man-Kendall method, analyzed the annual trend of climatic (precipitation and evapotrairation potential) and flow data. The inflow data trend at all stations was statistically significant with a decreasing value of the recent period runoff. The result shows a decreasing trend in three precipitation stations which are statistically significant and for potential evapotrairation data, except one station (Zayandehrud Dam), the significant and increasing trend. Pettit test was used to calculate the breakpoint runoff hydrological data, the test results for two stations of Eskandari and Mandarjan indicate 1996 as hydrological breakpoint and 2007 for QaleShahrokh Station. Since it is necessary to select a specific year for a breakpoint in the simulation, this calculation for evapotrairation data was also done. Given that the result was the vicinity of 1996 this year were chosen. Then, using three methods including climate elasticity, Multi regression and least squares support vector machine model (LS-SVM), the effects were determined. To validate the results, the hydrologic simulation method was used. in this regard, the basin was calibrated and validated in the normal period using the semi-distributed SWAT model. Finally, the contribution of climate change impacts and human activities to reducing runoff in the sub-basin was calculated. The results indicate a 16 to 48 percent share of climate change and a 51 to 84 percent share of human activities in reducing runoff to the Zayanderroud Dam. To diminution the contribution of human activities in changing runoff, three scenarios were defined including maintaining and replacing other cultures cultivation of wheat and barley with wheat and barley, the maintenance of wheat and barley crops and the replacement of other crops with potatoes and increased irrigation efficiency. In all three scenarios, the inflow of the Zayandehrud dam increased and the optimal scenario for all stations was first scenario. Keywords : separating the impacts, Climate Elasticity, Multi Regression, Hydrologic Simulation, LS-SVM Model, SWAT Model.
تغییرات اقلیمی و فعالیت‌های انسانی دو عامل اصلی تغییر روند فرآیندهای چرخه هیدرولوژیکی بوده که به‌نوبه خود باعث تغییر در توزیع مکانی و زمانی آب در دسترس و همچنین جریان خروجی رودخانه‌ها می­گردد. ازاین‌رو شناسایی سهم اثرات تغییرات اقلیمی و فعالیت‌های انسانی در تغییرات جریان رودخانه در سیاست‌ها و استراتژی‌های سازگاری برای مدیریت و برنامه‌ریزی منابع آب منطقه‌ای دارای اهمیت ویژه‌ای است. در این مطالعه از چهار رویکرد به‌منظور تفکیک اثرات فعالیت‌های انسانی و تغییرات اقلیمی در تغییرات رواناب ورودی به سد زاینده‌رود استفاده‌شده است. محدوده مطالعاتی حوضه زاینده‌رود با مساحت 26917 کیلومترمربع در بخش میانی فلات مرکزی ایران واقع شده و 63% وسعت حوضه آبریز گاوخونی را در برگرفته است، محدوده بالادست سد زاینده‌رود اصلی‌ترین منبع آب سطحی حوضه است که در چند دهه اخیر رواناب ورودی به آن به شدت کاهش یافته است.بدین منظور ابتدا با استفاده از روش من-کندال روند سالانه داده‌های اقلیمی (بارش و تبخیر-تعرق پتانسیل) و داده‌های جریان تحلیل شد. روند موجود در داده‌های جریان در تمام ایستگاه‌ها معنی‌دار بود و رواناب دوره اخیر کاهش‌یافته بود، در داده‌های بارش روند در سه ایستگاه معنی‌دار و کاهشی بود و برای داده‌های تبخیر-تعرق پتانسیل به‌جز یک ایستگاه (سد زاینده‌رود) روند، معنی‌دار و افزایشی بود. آزمون پتیت برای محاسبه نقطه شکست هیدرولوژیکی داده‌های رواناب مورد استفاده قرار گرفت، نتایج آزمون برای دو ایستگاه اسکندری و مندرجان، سال 1996 و برای ایستگاه قلعه‌شاهرخ، سال 2007 را به‌عنوان نقطه شکست هیدرولوژیکی حوضه نشان داد ولی برای شبیه‌سازی حوضه چون لازم بود که یک سال خاص به‌عنوان نقطه شکست انتخاب شود، پس لازم شد که نقطه شکست داده‌های تبخیر-تعرق نیز محاسبه شود و با توجه اینکه جواب‌های آزمون برای داده‌های تبخیر-تعرق، سال 1996 و یا نزدیک به آن بود، نهایتاً سال 1996 به‌عنوان نقطه شکست انتخاب هیدرولوژیکی داده‌های رواناب انتخاب شد. سپس با استفاده از سه روش‌ الاستیسیته اقلیمی، رگرسیون دومتغیره و روش مدل حداقل مربعات ماشین بردار پشتیبان (LS-SVM) اثرات تفکیک شد. جهت صحت سنجی نتایج حاصل از سه روش ذکرشده، روش شبیه‌سازی هیدرولوژیکی به‌کاربرده شد و در همین راستا حوضه آبریز با استفاده از مدل نیمه توزیعی SWAT مدل و برای دوره طبیعی، واسنجی و اعتبارسنجی شد ونهایتا سهم اثرات تغییر اقلیم و فعالیت‌های انسانی بر کاهش رواناب زیر حوضه محاسبه شد. نتایج حاکی از سهم 16 تا 48 درصدی تغییرات اقلیم و نیز سهم 52 تا 84 درصدی فعالیت‌های انسانی در کاهش رواناب ورودی به سد زاینده‌رود بود. جهت تخفیف سهم فعالیت‌های انسانی در کاهش رواناب، سه سناریو تعریف شد، سناریو اول حفظ کشت‌های گندم و جو و جایگزینی سایر کشت‌ها با گندم و جو، سناریو دوم حفظ کشت‌های گندم و جو و جایگزینی سایر کشت‌ها با سیب‌زمینی و سناریوی سوم مربوط به افزایش راندمان آبیاری بود، در هر سه سناریوی اعمالی، رواناب ورودی به سد زاینده‌رود افزایش یافت و بهینه‌ترین حالت اعمال سناریوی یک برای محدوده ایستگاه‌های اسکندری، قلعه‌شاهرخ و مندرجان بود. کلمات کلیدی: تفکیک اثرات، الاستیسیته اقلیمی، رگرسیون دومتغیره، شبیه‌سازی هیدرولوژیکی، مدل (LS-SVM)، مدل SWAT.

ارتقاء امنیت وب با وف بومی