Modeling the hydrological behavior of basin affected by rainfall regime changes in the future (Case Study: Hoseenabad and Talango Basins, Kerman)

Document Type : Original Article

Authors

1 MSc Degrees of Watershed Management, Faculty of Agriculture and Natural Resources, Ardakan University, Ardakan, Iran

2 Assistant Professor, Faculty of Agriculture and Natural Resources, Ardakan University, Ardakan, Iran

3 Natural Dept., Ardakan University, Ardakan, Iran

4 PhD in Watershed Management, General Directorate of Natural Resources and Watershed Management, Yazd, Iran

Abstract

The impact of climate change on hydrology and water cycle in nature is very serious and a little knowledge of these effects to deal with its consequences. In order to model the two watersheds of Telangu and Hosseinabad in Kerman province,. Also, by using the LARS-WG model, variables were predicted for the period from 2021 to 2060. In the other part of this study, to run from the SWAT model, sensitivity analysis was performed using the global sensitivity analysis method using 29 parameters. The results showed that in general, the temperature has increased in the next period compared to the previous period in the whole month, in all three stations this increase was less in the warm months of the year than in the cold months. Precipitation has generally increased and the highest monthly precipitation increase for all three cases is April, March and March, respectively Sutcliffe (ENS) is greater than 0.65. The results of evaluating the effect of climate change on the discharge of the basin show that in general the discharge of the Telango Bam watershed has been much lower than the Hosseinabad Rain watershed in the current period and in the future. In the next 60 years, the discharge of the Telango Bam watershed will increase compared to the current period, the discharges of January, May and July will increase and will decrease in the other months except September, which is unchanged. The general results of the present research indicate that in the near future in dry ecosystems similar to the study area, following the change in the rainfall regime resulting from global warming, the hydrological behavior of the basins will change, especially in the winter and spring seasons, and the occurrence of extreme rainfall and flood events in These seasons are more likely than before.

Keywords


  1. احمدی، مهدی؛ معتمدوزیری، بهارک؛ احمدی، حسن؛ معینی، ابوالفضل؛ زهتابیان، غلامرضا. (1399). ارزیابی اثر تغییر اقلیم بر رواناب آبخیز کن در دوره آینده. پژوهش‌های آبخیزداری، شماره 33 (2)، صص 66-81.
  2. بابایی، ام السلمه؛ قاسمی، الهه؛ فتاحی، ابراهیم. (۱۳۹۳). بررسی اثر تغییر اقلیم بر روند نمایه‌های حدی بارش ایران‌زمین. تحلیل فضایی مخاطرات محیطی، شماره ۱ (۳)، صص ۸۵-۱۰۳
  3. بابائیان، ایمان؛ مدیریان، راحله؛ کریمیان، مریم، (1387). ارزیابی تغییرات اقلیمی ایران در دوره 2100-2071 با استفاده از مدل اقلیمی PRECIS. سومین اجلاس مدیریت منابع آب، تبریز.
  4. باغبانان، پرستو؛ احمدآبادی، علی؛ کریمی، آیت. (1400). بررسی تأثیر تغییر اقلیم بر تغییرات هیدرولوژی حوضه آبریز حبله رود. پژوهش‌های تغییرات آب و هوایی، 2شماره (5)،صص 27-40.
  5. جهاد دانشگاهی استان کرمان. (1395). مطالعات مرحله دوم آمایش استان کرمان و بازنگری مطالعات مرحله اول. کارفرما: سازمان مدیریت و برنامه‌ریزی استان کرمان.
  6. حاجی قاسمی، شهاب؛ ذاکری نیری، محمود؛ نجفی جیلانی، عطاالله. (1400.( بررسی تأثیر تغییرات اقلیمی بر رواناب سطحی با مدل SWAT(مورد مطالعه: رودخانه مزلقان). نشریه آبیاری و زهکشی ایران، شماره 15 (1)،صص 121-137.
  7. حیدری تاشه کبود، شادیه؛ حسینی، سید اسعد. (1398). ارائه برنامه راهبردی بهره‌وری مصرف آب در کشور به‌منظور سازگاری با تغییر اقلیم. نیوار، 43 (106-107)،صص 12-24.
  8. حمیدیان‌پور، محسن، فلاح قالهری، غلامعباس، علیمرادی, محمدرضا. (1400). ارزیابی کارایی مدل SDSM در بررسی پیامدهای تغییر اقلیم برای پهنه‌های اقلیمی مختلف ایران.  پژوهش‌های تغییرات آب و هوایی14-1، (5) 2.
  9. سلیمانی‌پور، مهسا؛ صراف، امیرپویا. (1399). ارزیابی اثرات تغییر اقلیم بر منابع آب حوضه آبریز لار با استفاده از مدلSWAT و مقایسه نتایج آن با شبکه‌های بیزین و مدل‌های هوشمند هیبریدی. جغرافیای طبیعی، شماره 13 (50)،صص 61-79.
  10. عابدی، زینب. (1393.( ارزیابی اثر تغییر اقلیم آینده بر دبی رواناب ماهانه حوضه آبخیز هروی با کاربرد مدل SWAT پایان‌نامه کارشناسی‌ارشد، دانشکده منابع طبیعی، دانشگاه ارومیه.
  11. نادری، مهین؛ ایلدرمی، علیرضا؛ نـوری، حـمید؛ آقابیگی امین، سـهیلا؛ زینی وند، حسین. (1397). بررسی تأثیر تغییر کاربری اراضی و اقلیم بر رواناب حوضه آبخیز با استفاده از مدل SWAT (مطالعه موردی: حوضه گرین). هیدرو­ژئو­مور­فولوژی، شماره 5 (16)، صص 61-79.
  12. Abbasian, M., Moghim, S., and Abrishamchi, A. (2019). Performance of the general circulation models in simulating temperature and precipitation over Iran. Theoretical and Applied Climatology, 135 (3), 1465-1483.
  13. Arnold, J.G., Srinivasan, R., Muttiah, R.S., & Williams, J.R. (1998). Large area hydrologic modeling and assessment part I: model development 1. JAWRA Journal of the American Water Resources Association, 34 (1), 73-89.
  14. Bhatta, B., Shrestha, S., Shrestha, P. K., & Talchabhadel, R. (2019). Evaluation and application of a SWAT model to assess the climate change impact on the hydrology of the Himalayan River Basin. Catena, 181, 104082
  15. Bouraoui, F., Benabdallah, S., Jrad, A., & Bidoglio, G. (2005). Application of the SWAT model on the Medjerda river basin (Tunisia). Physics and Chemistry of the Earth, Parts A/B/C, 30 (8-10), 497-507.
  16. Callaghan, D. P., and Hughes, M. G. (2022). Assessing flood hazard changes using climate model forcing, Nat. Hazards Earth Syst. Sci., 22, 2459–2472.
  17. Ghorbanian, A., Kakooei, M., Amani, M., Mahdavi, S., Mohammadzadeh, A., & Hasanlou, M. (2020). Improved land cover map of Iran using Sentinel imagery within Google Earth Engine and a novel automatic workflow for land cover classification using migrated training samples. ISPRS Journal of Photogrammetry and Remote Sensing, 167, 276-288.
  18. Guzha, A. C., & Hardy, T. B. (2010). Application of the distributed hydrological model, TOPNET, to the Big Darby Creek Watershed, Ohio, USA. Water resources management, 24 (5), 979-1003.
  19. IPCC (2007): Climate change the physical science basis. In Agu fall meeting abstracts (Vol. (2007), pp. U43D-01).
  20. IPCC, (2001). Climate change 2001: impacts, adaptation and vulnerability, Contribution of Working Group II to the Third Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change, edited by JJ McCarthy, OF Canziani, NA Leary, DJ Dokken and KS White (eds). Cambridge University Press, Cambridge, UK, and New York, USA, 2001. No. of pages: 1032. Price:£ 34.95, ISBN 0‐521‐01500‐6 (paperback), ISBN 0‐521‐80768‐9 (hardback).
  21. Jayakrishnan, R. S. R. S., Srinivasan, R., Santhi, C., & Arnold, J. G. (2005). Advances in the application of the SWAT model for water resources management. Hydrological Processes: An International Journal, 19 (3), 749-762
  22. ‌Li, C., & Fang, H. (2021). Assessment of climate change impacts on the streamflow for the Mun River in the Mekong Basin, Southeast Asia: Using SWAT model. CATENA, 201, 105199
  23. Musau, J., Sang, J., Gathenya, J., Luedeling, E., & Home, P. (2016). SWAT model parameter calibration and uncertainty analysis using the HydroPSO R package in Nzoia Basin, Kenya
  24. Saraf, V.R., & Regulwar, D.G. (2018). Impact of climate change on runoff generation in the Upper Godavari River Basin, India. Journal of Hazardous, Toxic, and Radioactive Waste, 22(4), 04018021.
  25. Wheater, H.S., Peach, D., & Binley, A. (2007). Characterising groundwater-dominated lowland catchments: the UK Lowland Catchment Research Programme (LOCAR). Hydrology and Earth System Sciences, 11 (1), 108-124.