Assessing the effects of climate change on runoff and sediment rate in some watersheds of Ardabil Province

Aghabeigi, Nayer (2018) Assessing the effects of climate change on runoff and sediment rate in some watersheds of Ardabil Province. Masters thesis, University of Mohaghegh Ardabili.

[img]
Preview
Text (ارزیابی تغییرپذیری رواناب و رسوب ناشی از تغییرات اقلیمی در برخی از حوزه‌های آبخیز استان اردبیل)
Nayer Aghabeigi.pdf

Download (522kB) | Preview

Abstract

In recent years, the identification of effective factors and the impact of climate change on regional variations in runoff have been widely considered by hydrologists. Climate change will have an impact on water resources, which will change the amount, time and type of precipitation, impact on water quality, increased drought, increased water demand, changes in the type of water resources management, as well as increased discharge, increased sediment transport and, consequently, risks causes flooding and changes in river morphology. The effects of climate change on runoff or directly using past clocks and runoff series are estimated using hydrologic models in many studies. The purpose of this study is to obtain rainfall and temperature, runoff and sediment values for the upcoming periods (2011-2030). For this purpose, rainfall data, evaporation, temperature and hydrometric data of Ardabil province water were prepared monthly for selected stations in Ardabil watersheds. For modeling of climate change, the LARS_WG model was used and the HadCM3 cluster model was investigated with different groups. Using existing data, the IHACRES model was calibrated and validated for watersheds of Ardabil province. Using the LARS_WG temperature and precipitation data, the results of the A1B scenario were selected and future runoff using the IHACRES hydrologic model for the years 2030-2011). Then, using the data of discharge and observation sediment, the curve was mapped. Using the obtained equations and predicted discharge for the IHACRES hydrologic model, the amount of sediment was calculated for the future and the amount of sediment was determined at selected time intervals. In the present study, the average annual precipitation for the period 2030-2011 in the three climate scenarios A1B, A2, B1 is 269.5, 272.26 and 2558.9 mm, respectively. The highest precipitation is B1 scenario with 395.3 mm which will be in 2019, respectively, with scenario A2 with 3,290 mm in 2019, and A1B scenario with 313.73 mm for 2029.And the lowest rainfall for the A2 scenario is 174.3 mm for 2030, respectively for the A1B scenario of 194.7 mm for 2016 and 19.55 mm for the B1 scenario for 2029, respectively. Surface runoff in some watersheds of Ardabil province has been calculated using the IHACRES model and the model output as well as surface runoff in different time periods are compared in the upcoming period and the results of the runoff trend model for future years are shown. Also, the results indicate a decrease in runoff rates over the base period, so that in selected areas the reduction would be 24.9 percent in the fire station and 68 percent decrease in runoff compared to the base period. Then, using the equilibrium curve equation, the amount of sediment was obtained for the upcoming period, the results indicate a decrease in sediment content in the coming years. As in most stations, with decreasing rainfall in the years 2029 and 2030, the amount of sediment is significantly reduced, but in some years, due to increasing rainfall, the amount of sediment increases.

Item Type: Thesis (Masters)
Persian Title: ارزیابی تغییرپذیری رواناب و رسوب ناشی از تغییرات اقلیمی در برخی از حوزه‌های آبخیز استان اردبیل
Persian Abstract: در سال‌های اخیر شناسایی عوامل مؤثر و تأثیر تغییر اقلیم بر تغییرات منطقه‌ای رواناب به‌طور گسترده‌ای مورد توجه هیدرولوژیست‌ها قرارگرفته است. تغییر اقلیم باعث تأثیر روی منابع آبی خواهد شد و باعث تغییر در مقدار، زمان و نوع بارش، تأثیر در کیفیت آب، افزایش خشکسالی، افزایش تقاضا برای آب، تغییر در نوع مدیریت منابع آب و هم‌چنین افزایش دبی، افزایش حمل رسوب و درنتیجه خطرات ناشی از سیلابی شدن و تغییر در مرفولوژی رودخانه را باعث می¬شود. اثرات تغییر اقلیم بر رواناب یا به طور مستقیم با استفاده از سری‌های زمانی گذشته اقلیم و رواناب برآورد می‌شود و یا با استفاده از مدل‌های هیدرولوژیک در مطالعات بسیاری مورد استفاده قرار گرفته است. هدف از پژوهش حاضر به‌دست آوردن مقادیر بارش و دما، رواناب و رسوب برای دوره‌های آتی (2030-2011) می‌باشد. بدین منظور در پژوهش حاضر داده‌های باران‌سنجی، تبخیرسنجی، دما و هیدرومتری آب منطقه‌ای استان اردبیل به‌صورت ماهانه برای ایستگاه‌های منتخب در حوزه‌های آبخیز استان اردبیل تهیه شدند برای مدل‌سازی تغییرات اقلیمی از مدل LARS_WG استفاده شد و مدل اقلیمی HadCM3 با سه‌سناریوی مختلف بررسی شد. با استفاده از داده‌های موجود، مدل IHACRES برای حوزه‌های آبخیز استان اردبیل واسنجی و اعتبارسنجی گردیده است و با استفاده از داده‌های دما و بارش مدل LARS_WG نتایج سناریوی A1B انتخاب گردید و میزان رواناب دوره آتی با استفاده از مدل هیدرولوژیکی IHACRES برای سال‌های (2030-2011) برآورد شد و سپس با استفاده از داد‌های دبی و رسوب مشاهداتی، منحنی سنجه‌رسوب ترسیم گردید و با استفاده از معادلات به‌دست آمده و دبی پیش‌بینی شده برای مدل هیدرولوژیکی IHACRES، میزان رسوب برای آینده محاسبه شد و میزان رسوب در مقطع‌های زمانی انتخابی مشخص شد. در پژوهش حاضر میانگین بارندگی سالیانه برای دوره 2030-2011 در سه سناریوی اقلیمی A1B, A2, B1 به ترتیب 5/269 ،2/274 و 9/258 میلی‌متر خواهد بود و بیش‌ترین میزان بارش مربوط به سناریوی B1 با 3/395 میلی‌متر می‌باشد که مربوط به سال 2019 خواهد بود و به ترتیب َسناریوی A2 با 2/390 میلی‌متر مربوط به سال 2019 و سناریوی A1B با 7/331 میلی‌متر برای سال 2029 خواهد بود و کم‌ترین میزان بارش برای سناریوی A2 با 3/174 میلی‌متر برای سال 2030 می‌باشد و به ترتیب برای سناریوی A1B به میزان 7/194 میلی‌متر برای سال 2016 و 5/196 میلی‌متر برای سناریوی B1 برای سال 2029 می‌باشد. رواناب سطحی برخی حوزه‌های آبخیز استان اردبیل با استفاده از مدل IHACRES محاسبه شده و خروجی مدل و هم‌چنین رواناب سطحی در مقطع‌های زمانی مختلف در دوره آتی‌ مورد مقایسه قرار گرفته و نتایج حاصل از مدل روند کاهشی رواناب برای سال‌های آتی را نشان می‌دهد. هم‌چنین نتایج نشان‌دهنده کاهش میزان رواناب دوره‌های آتی نسبت به دوره مبنا می‌باشد به‌طوری‌که در حوزه‌های منتخب به ترتیب کاهش 9/24 درصدی در حوزه آتشگاه و کاهش 68 درصدی رواناب نسبت به دوره پایه خواهد بود. سپس با استفاده از معادله منحنی سنجه‌رسوب میزان رسوب برای دوره آتی بدست آمد، نتایج نشان‌دهنده کاهش میزان رسوب در سال‌های آتی می‌باشد. به‌صورتی که در اکثر ایستگاه‌ها با کاهش بارندگی در سال‌های 2029 و 2030 میزان رسوب به میزان چشمگیری کاهش می‌یابد ولی در برخی از سال‌ها با توجه به افزایش میزان بارندگی میزان رسوب افزایش می‌یابد.
Supervisor:
SupervisorE-mail
Esmali Ouri, AbazarUNSPECIFIED
Advisor:
AdvisorE-mail
Mostafazadeh, RaoofUNSPECIFIED
Golshan, MohammadUNSPECIFIED
Subjects: Faculty of Agricultural Sciences & Natural Resources > Department of Natural Resources
Divisions > Faculty of Agricultural Sciences & Natural Resources > Department of Natural Resources
Divisions: Subjects > Faculty of Agricultural Sciences & Natural Resources > Department of Natural Resources
Faculty of Agricultural Sciences & Natural Resources > Department of Natural Resources
Date Deposited: 30 Sep 2018 07:13
Last Modified: 30 Sep 2018 07:13
URI: http://repository.uma.ac.ir/id/eprint/136

Actions (login required)

View Item View Item