بررسی اثرات تغییر اقلیم بر منابع آب(آبهای سطحی)حوزه آبخیز زاینده رود

مدیریت منابع آب از جمله موارد مهم و کلیدی در برنامه ریزی و توسعه پایدار یک منطقه می باشد و بر بسیاری از زمینه های سیاستگذاری مانند انرژی، سلامتی، امنیت غذایی و حفاظت طبیعی تاثیر گذار است. از طرفی یافته های علمی دانشمندان، نشاندهنده افزایش دمای کره زمین و روند افزایشی آن در طی قرن کنونی می باشد. افزایش دما و تغییر اقلیم موجب تاثیر بر اکوسیستمهای زمینی و چرخه آب می شود و می تواند بر سیستمهای تامین آب در یک منطقه تاثیر گذار باشد.حوزه آبخیز زاینده رود که مهمترین حوضه آبخیز در نواحی خشک مرکزی ایران است، تاثیر زیادی بر توسعه اقتصادی و اجتمایی منطقه دارد و تامین آب در این منطقه از جمله چالشهای اساسی در برنامه ریزیهای توسعه در سطوح ملی و منطقه ای می باشد. رشد جمعیت، توسعه شهر نشینی و تغییر کاربری اراضی همراه با تاثیرات محتمل تغییر اقلیم، موجب افزایش تنش بر مدیریت منابع آب منطقه خواهد شد. بنابراین لازم است تحقیقات مناسبی در خصوص شناخت و انجام اقدامات لازم برای کاهش اثرات منفی انجام گیرد.هدف از انجام این تحقیق بررسی اثرات محتمل تغییر اقلیم بر آبهای سطحی حوضه آبخیز زاینده رود(4 زیرحوضه آبخیز) طی قرن کنونی می باشد. برای انجام این تحقیق از 5 مدل گردش عمومی ipcm4، hadcm3، ncccsm، echam5 و cgma با سه سناریوی انتشار a2، a1b و b1 استفاده شد. با توجه به مقیاس بزرگ مدلهای گردش عمومی، از روش ریزنمایی توابع انتقال استفاده شد و ریزنمایی آماری برای دو متغیر دما و بارش انجام گرفت. به این منظور از روشهای خطی شامل رگرسیون چندگانه، رگرسیون چندگانه با تحلیل مولفه های اصلی برای ریزنمایی دمای ماهانه و 6 روش غیرخطی شبکه عصبی مصنوعی شامل پرسپترون چند لایه، شبکه های عصبی ساختاری، شبکه های عصبی مبتنی بر آنالیز مولفه های اصلی، شبکه های خودسازمانده کوهنن، شبکه های بنیادی شعاعی و شبکه های نروفازی برای ریزنمایی دما و بارش ماهانه استفاده شدند. مدلساز ی هیدرولوژیکی از روش های مبتنی بر داده یعنی شبکه های عصبی مصنوعی در 4 زیرحوضه انجام گرفت. روشهای مورد استفاده شامل پرسپترون چند لایه، شبکه های عصبی مبتنی بر آنالیز مولفه های اصلی، شبکه های جوردن المان، شبکه های زمان تاخیری، شبکه های چرخشی یا برگشتی و شبکه های نروفازی بودند. نتایج نشان داد که با استفاده از 7 مولفه اصلی می توان بیشتر از 90 درصد واریانس را دربین متغیرهای تخمینگر تبیین کرد. نتایج حاصل از ریزنمایی آماری نشان داد که ریزنمایی دما در مقیاس ماهانه دارای خطای کمتری در قیاس با ریزنمایی بارش می باشد. همچنین استفاده از سیستم استنتاج فازی در مرحله مدلسازی(نروفازی) و بکارگیری الگوریتم ژنتیکی در کالیبره کردن وزنهای مدلهای شبکه عصبی، تاثیر چندانی در کاهش خطای مدلسازی نداشتند. میزان تغییرات پیش بینی شده دما با استفاده از میانگین سناریوها حاکی از این است که بیشترین افزایش دما در فصل تابستان و کمترین آن مربوط به فصل پاییز خواهد بود. میزان افزایش دما طی دوره اول زمانی(2010 تا2039) نسبت به دوره پایه (1971 تا 2000) 83/0 درجه سانتیگراد،در دوره دوم(2040 تا2069) 81/1 درجه سانتیگراد ودر دوره سوم زمانی(2070 تا 2099)3درجه سانتیگراد پیش بینی می گردد. تغییرات بارش در حوضه آبخیز زاینده رود مبین این است که فصل بهار بیشترین میزان کاهش را خواهد داشت. بطور کلی می توان گفت میزان بارش سالانه در دوره های زمانی اول تا سوم به ترتیب کاهشی برابر با 88/7، 34/23 و24/37 میلیمتر خواهند داشت.بررسی تغییرات دبی در دوره های آتی نسبت به دوره پایه در ایستگاه قلعه شاهرخ بیانگر این است ماههای فصل بهار دارای بیشترین میزان کاهش دبی خواهند بود. میزان کاهش دبی در دوره های زمانی اول تا سوم به ترتیب 1/10،6/22 و 8/30 درصد پیش بینی می شود. در ایستگاه اسکندری در فصل تابستان میزان دبی کاهش بیشتری نسبت به دیگرفصول سال خواهد داشت ومیزان کاهش جریان سالانه در سه دوره زمانی نسبت به دوره پایه به ترتیب 8/3، 7/24 و6/38 درصد پیش بینی می گردد. در ایستگاه مندرجان فصل بهار دارای بیشترین میزان کاهش دبی خواهد بود. بررسی پیش بینی ها در سه دوره زمانی در این ایستگاه حاکی از کاهش دبی به میزان 3/10، 4/30 و 6/43 درصد خواهد بود. در ایستگاه تنگ اسفرجان نیز فصل بهار دارای حداکثر کاهش در میزان دبی و فصل پاییز دارای کمترین میزان کاهش خواهند بود. نتایج بدست آمده بیانگر این است که دبی سالانه در این ایستگاه در طی 3 دوره زمانی به ترتیب کاهشی برابر 19، 7/26 و 7/30 درصد خواهد داشت. نتایج بدست آمده بیانگر این است که ضمن افزایش محتمل دما در حوضه آبخیز زاینده رود، میزان بارندگی نیز کاهش یافته و موجب تاثیر منفی بر منابع آبهای سطحی شده است. بطوریکه در دوره زمانی سوم، میزان جریان بیشتر از 30 درصد کاهش می یابد. بنابراین لازم است تمهیدات مناسبی بر کاهش این اثرات منفی محتمل بر جریانهای سطحی منطقه صورت گیرد.