مدل سازی هیدرولوژیکی اثرات تغییرات کاربری اراضی و اقلیم بر مولفه های منابع آب حوزه آبخیز جوانمردی با استفاده از مدل swat

در این پژوهش از مدل swat جهت پیش بینی اثرات تغییر اقلیم و کاربری اراضی بر رواناب و منابع آب آبی و آب سبز (جریان و ذخیره آب سبز) در بخشی از حوزه آبخیز لردگان استفاده شد. جهت بررسی اثر تغییر کاربری اراضی بر رواناب و منابع آب، از سه نقشه کاربری اراضی شامل نقشه کاربری اراضی گذشته (1988)، نقشه کاربری اراضی حال حاضر (2010) و نقشه قابلیت اراضی استفاده شد. رواناب ماهانه شبیه سازی شده توسط مدل swat ساخته شده با استفاده از نقشه کاربری اراضی حال حاضر (مدل اول) توسط الگوریتم sufi-2 مورد واسنجی و اعتبارسنجی قرار گرفت. سپس پارامترهای بهینه شده در مرحله واسنجی، توسط نرم افزار swat-cup به مدل های اجرا شده با استفاده از نقشه قابلیت اراضی (مدل دوم) و نقشه کاربری اراضی گذشته (مدل سوم) وارد و پارامترهای مورد نظر شبیه سازی شدند. جهت بررسی تغییر اقلیم در آینده نزدیک (2039- 2011)، آینده میانی (2069- 2040) و آینده دور (2099- 2070) از داده های ریزمقیاس شده cru حاصل از خروجی مدل hadcm3 تحت سناریوی انتشار a2 و نیز غلظت پیش بینی شده گاز دی اکسید کربن تحت سناریوی انتشار a2 استفاده شد. سپس درصد تغییرات بارندگی و متوسط درجه حرارت ماهانه محاسبه و به مدل های بهینه شده ی اول و دوم وارد گردید. مدل swat دقت قابل قبولی در هر دو مرحله واسنجی و اعتبارسنجی داشت. در مرحله واسنجی مقادیر ضریب تبیین و نش- ساتکلیف 83/0 بدست آمد و مقادیر r-factor و p-factor به دست آمده نیز به ترتیب 06/1 و 49/0 بود. در مرحله اعتبارسنجی نیز مقادیر ضریب تبیین و نش- ساتکلیف به ترتیب 75/0 و 74/0 بدست آمد. مقدار این ضرایب برای مدل دوم 74/0 و 73/0و برای مدل سوم نیز 71/0 و 71/0 بود. درصد تغییرات بارش در آینده در ماه های مختلف سال از 5/38- تا 287 درصد به دست آمد به گونه ای که بیشترین مقدار کاهش بارندگی در ماه ژوئن و در آینده دور و بیشترین افزایش بارندگی نیز در فصل گرم سال در ماه سپتامبر و در آینده میانی خواهد بود. میزان متوسط درجه حرارت ماهانه نیز در هرسه دوره در تمامی ماه های سال، بجز در ماه فوریه در دوره آینده نزدیک، افزایش داشت. این افزایش از 65/0 در ماه آوریل در دوره آینده نزدیک تا 2/6 درصد در ماه آگوست (اوت) در دوره آینده دور بود. تغییر کاربری اراضی تفاوت معنی داری را در جریان پایه رواناب و میزان بیشینه جریان ایجاد کرد به گونه ای که در دوره پایه (2011-1996) کمترین جریان پایه و بیشترین بیشینه جریان مربوط به مدل اول (ساخته شده با استفاده از نقشه کاربری اراضی حال حاضر) بود. اما تأثیر تغییر اقلیم تأثیرات بیشتری نسبت به تغییر کاربری اراضی داشت به گونه ای که در هر دو مدل (ساخته شده با استفاده از نقشه کاربری اراضی حال حاضر و نقشه قابلیت اراضی) و برای هر سه دوره، مقدار تغییرات در بیشینه جریان و جریان پایه بیشتر از دوره پایه بود و همچنین روند جریان تغییر کرد. به طور کلی این تغییرات در مدل اول بیشتر از مدل دوم بود. مقادیر منابع آب آبی و سبز در دوره پایه متأثر از تغییر کاربری اراضی و نحوه توزیع بارندگی در منطقه مورد مطالعه بود به شکلی که در بخش مرکزی و شمالی حوزه که کمترین سهم ریزش های آسمانی را داشتند کمترین مقادیر آب آبی و آب سبز (جریان و ذخیره آب سبز) بدست آمد و بخش جنوبی حوزه نیز با بیشترین سهم ریزش-های آسمانی بیشترین مقادیر منابع آب را داشت. در دوره های آتی نیز مقادیر این مولفه ها متأثر از تغییر اقلیم و تغییر کاربری اراضی بود. با نزدیک شدن به دوره های آینده میانی و دور، درصد تغییرات تمامی مولفه های منابع آب در مدل اول منفی بود و مقادیر منابع آب حوزه تغییرات شدیدی داشت و وضعیت بحرانی تری را نشان داد. اما در مدل دوم وضعیت بهتر بود و تغییرات مقادیر مولفه های منابع آب حوزه از روند کاهشی تا افزایشی متغیر بود. به طور کلی آثار منفی ناشی از تغییر اقلیم بر منابع آب حوزه در دوره های آتی در مدل ساخته شده با استفاده از نقشه کاربری اراضی حال حاضر نسبت به مدل ساخته شده با استفاده از نقشه قابلیت اراضی، شدیدتر بود.