عنوان

تعیین‌ سهم‌ اثرات‌ عوامل‌ انسا‌نی‌ و اقلیمی‌ بر نا‌ایستا‌یی‌ها‌ی هیدرولوژیکی‌ با‌ کا‌ربرد مدل‌ها‌ی آما‌ری و بیلان‌ آب‌

نام نخستين پديدآور

قا‌سمی‌ ، حمید

عنوان اصلي

تعیین‌ سهم‌ اثرات‌ عوامل‌ انسا‌نی‌ و اقلیمی‌ بر نا‌ایستا‌یی‌ها‌ی هیدرولوژیکی‌ با‌ کا‌ربرد مدل‌ها‌ی آما‌ری و بیلان‌ آب‌

محل نشرو پخش و غیره

تهران‌

متن يادداشت

نجمه‌ مهجوری مجد

جزئيات پايان نامه و نوع درجه آن

کا‌رشنا‌سی‌ ارشد

کسي که مدرک را اعطا کرده

صنعتی‌ خواجه‌ نصیرالدین‌ طوسی‌

زمان اعطا مدرک

۱۳۹۸

نظم درجات

مدیریت‌ منا‌بع‌ آب‌

متن يادداشت

تغییر اقلیم‌ و فعا‌لیت‌ها‌ی انسا‌نی‌ دو عا‌مل‌ مهم‌ مٶثر بر تغییرات‌ ویژگی‌ها‌ی آما‌ری روانا‌ب‌ هستند. در نظر نگرفتن‌ این‌ تغییرات‌ در شبیه‌سا‌زی دبی‌ روانا‌ب‌، که‌ در مدیریت‌ منا‌بع‌ آب‌ سطحی‌ مورد نیا‌ز است‌، می‌تواند منجر به‌ اشتبا‌ها‌ت‌ فا‌حش‌ در نتا‌یج‌ شبیه‌سا‌زی گردد. بنا‌براین‌، تفکیک‌ و برآورد سهم‌ اثرات‌ تغییر اقلیم‌ و فعا‌لیت‌ها‌ی انسا‌ن‌ بر این‌ تغییرات‌ از دیدگا‌ه‌ مدیریتی‌ حا‌ئز اهمیت‌ است‌. به‌ این‌ منظور، نیا‌ز به‌ تعیین‌ نقطه‌ شکست‌ در سری زما‌نی‌ روانا‌ب‌ می‌با‌شد. نقطه‌ی شکست‌ در سری زما‌نی‌ نقطه‌ای است‌ که‌ در آن‌ ویژگیصها‌ی آما‌ری سری زما‌نی‌ (میا‌نگین‌ یا‌ واریا‌نس‌ یا‌ هر دو) به‌ طور نا‌گها‌نی‌ تغییر می‌کند. معمولا ، تغییرات‌ نا‌گها‌نی‌ در سری زما‌نی‌ در اثر فعا‌لیت‌ها‌ی انسا‌نی‌ و تغییرات‌ تدریجی‌ در اثر تغییر اقلیم‌ رخ‌ می‌دهد. در این‌ پا‌یا‌ن‌نا‌مه‌، در برآورد سهم‌ اثرات‌ تغییر اقلیم‌ و فعا‌لیت‌ها‌ی انسا‌ن‌ بر کا‌هش‌ روانا‌ب‌، دوره‌ مورد مطا‌لعه‌ به‌ دوره‌ی مرجع‌ (قبل‌ از نقطه‌ شکست‌) و دوره‌ی اخیر (بعد از نقطه‌ شکست‌) تقسیم‌ می‌شود. سهم‌ اثرات‌ تغییر اقلیم‌ و فعا‌لیت‌ها‌ی انسا‌ن‌ بر کا‌هش‌ روانا‌ب‌ با‌ استفا‌ده‌ از سه‌ رویکرد اصلی‌ کشسا‌نی‌ اقلیمی‌، رگرسیونی‌ و تثبیت‌ تغییر برآورد می‌شود. روش‌ها‌ی مبتنی‌ بر رگرسیون‌ ما‌نند روش‌ اسپیلاین‌ رگرسیونی‌ چند-متغیره‌، رگرسیون‌ با‌ استفا‌ده‌ از نسبت‌ تغییرات‌ شیب‌ مقا‌دیر تجمعی‌ و رگرسیون‌ سا‌ده‌ خطی‌ و روشصها‌ی مبتنی‌ بر رویکرد کشسا‌نی‌ اقلیمی‌ ما‌نند روشصها‌ی پا‌رامتریک‌ و غیر پا‌رامتریک‌ بر اسا‌س‌ معا‌دلات‌ مختلف‌ به‌ منظور برآورد سهم‌ اثرات‌ عوامل‌ اقلیمی‌ و انسا‌نی‌ بر روانا‌ب‌ به‌ کا‌ر می‌روند. همچنین‌، این‌ نتا‌یج‌ با‌ استفا‌ده‌ از تصا‌ویر ما‌هواره‌ای لندست‌ 4، 5، 7 و 8 به‌ دست‌ آمده‌ از تغییرات‌ اراضی‌ کشا‌ورزی مورد تحلیل‌ و ارزیا‌بی‌ قرار می‌گیرند. عملکرد و کا‌رایی‌ رویکردها‌ی ارائه‌ شده‌ در حوضه‌ آبریز با‌لادست‌ سد زاینده‌رود، که‌ دچا‌ر تغییرات‌ شدید نا‌شی‌ از عا‌مل‌ها‌ی انسا‌نی‌ گونا‌گون‌ است‌ و به‌ همین‌ دلیل‌، پیچیدگی‌ها‌ی مربوط به‌ برآورد سهم‌ این‌ اثرات‌ در کا‌هش‌ روانا‌ب‌ در این‌ حوضه‌ زیا‌د است‌، مورد ارزیا‌بی‌ قرار می‌گیرد. افزایش‌ بی‌رویه‌ برداشت‌ آب‌ برای کشا‌ورزی که‌ منجر به‌ کا‌هش‌ روانا‌ب‌ میصشود و انتقا‌ل‌ آب‌ از حوضهصها‌ی دیگر که‌ منجر به‌ افزایش‌ روانا‌ب‌ در حوضه‌ مورد مطا‌لعه‌ میصشود، بر این‌ پیچیدگیصها‌ افزوده‌ است‌. در این‌ پا‌یا‌ن‌نا‌مه‌، اثر انتقا‌ل‌ آب‌ و همچنین‌ برداشت‌ آب‌ برای کشا‌ورزی به‌ عنوان‌ عوامل‌ انسا‌نی‌ تغییر جریا‌ن‌ در نظر گرفته‌ می‌شوند و سهم‌ اثرات‌ عوامل‌ اقلیمی‌ و انسا‌نی‌ برکا‌هش‌ روانا‌ب‌ در حا‌لت‌ "با‌" و "بدون‌" در نظر گرفتن‌ انتقا‌ل‌ آب‌ برآورد می‌شود. نتا‌یج‌ رویکرد رگرسیونی‌ اسپیلاین‌ چندمتغیره‌ و تک‌متغیره‌ نسبت‌ به‌ رگرسیون‌ معمولی‌ به‌ واقعیت‌ نزدیک‌تر می‌با‌شد. در رویکرد کشسا‌نی‌ اقلیمی‌، در روش‌ حسا‌سیت‌ هیدرولوژیکی‌، سهم‌ اثرات‌ عوامل‌ انسا‌نی‌، دست‌ با‌لاتر محا‌سبه‌ می‌شود. علت‌ این‌ امر می‌تواند عدم‌ تعیین‌ دقیق‌ پا‌رامتر معا‌دله‌ با‌شد، که‌ لازم‌ است‌، با‌ توجه‌ به‌ ویژگی‌ها‌ی منطقه‌ مورد مطا‌لعه‌ شنا‌سا‌یی‌ شده‌ با‌شد. همچنین‌ در رویکرد کشسا‌نی‌ اقلیمی‌، معا‌دلات‌ poked lO ،okyduB و ekip-cruT سهم‌ اثرات‌ تغییرات‌ انسا‌ن‌سا‌خت‌ بر کا‌هش‌ روانا‌ب‌ را نزدیک‌تر به‌ واقعیت‌ محا‌سبه‌ می‌کنند، در حا‌لی‌ که‌، معا‌دله‌ rebierhcS سهم‌ اثرات‌ تغییرات‌ انسا‌ن‌سا‌خت‌ را دست‌ با‌لاتر تخمین‌ می‌زند.

متن يادداشت

Climate change and human activities are two important factors influencing the statistical properties of runoff. Ignoring these factors in runoff simulation can lead to significant mistakes in the results. Thus, estimating the contribution of climate change and human activities to these changes is important for water resources management. To do this, it is necessary to determine the breakpoint)s( in runoff time series. The breakpoint in the time series is the point at which the statistical properties of the time series )e.g. mean or variance or both( change abruptly. Abrupt changes in runoff time series are usually caused by human activities and gradual changes are usually attributed to climate change. The study period is divided into reference period )before breakpoint( and recent period )after breakpoint(. In this thesis, the contribution of climate change and human activities to runoff reduction is estimated using three main approaches of climate elasticity, regression and fixing-changing. In methods based on regression approaches, multivariate adaptive regression spline, regression using cumulative slope change ratio and simple linear regression are used. In climate elasticity approaches parametric and non-parametric methods based on different equations are used to separate and estimate the contribution of climate change and human activities on runoff. In the fixing-changing approach, the Jazim water balance model is calibrated and evaluated. To improve the performance of the Jazim model in simulating runoff in arid and semi-arid regions, this model is combined with the snow module of two water balance models developed by Rao and Al Wagdany )1995( and McCabe and Markstrom )2007(, )Farsi and Mahjouri, 2019(. The performance of the mentioned approaches is evaluated by applying them to the Zayanderud catchment, upstream of the Zayanderud reservoir. This basin is severely affected by various types of human activities which increase the complexity of estimating the contribution of these effects to runoff reduction. The two water balance models of Jazim-Rao & Al Wagdany and Jazim-McCabe & Markstrom are calibrated and validated for the period of 1976-1984, when the impact of human factors is negligible. The main parameters of water balance models are calculated using the genetic algorithm. In this thesis, the time series of agricultural lands are determined using satellite images obtained from Landsat 4, 5, 7 and 8. This time series is used to evaluate the results of the mentioned approaches. Five potential breakpoints in the runoff time series at the selected hydrometric station )Ghale Shahrokh Station( are identified as 1994-1995, 1996-1997, 2000-2001, 2002-2003 and 2005-2006. The contribution of climate change to runoff reduction is estimated using runoff simulation by applying the two mentioned models based on the reference period of 1976-1984. In the study area, increasing water withdrawal for agricultural reasons, which results in increase in river flow, along with interbasin water transfer, which reduces river flow, contribute to the complexity of the problem. The proposed approaches are applied considering two different states )i.e. considering and without considering interbasin water transfer(. Contribution of human activities to runoff reduction regardless of water transfer in the study area considering the years of 1994-1995, 1996-1997, 2000-2001, 2002-2003 and 2005-2006, as potential breakpoints are estimated. These values based on the results of Jazim & Rao and Al-Wagdany model are 145%, 123%, 137%, 110% and 90%, respectively. Also, corresponding values using the Jazim & McCabe and Markstrom model are 104%, 105%, 116%, 102% and 95%, respectively. In the multivariate adaptive regression spline analysis, the contribution of human activities on runoff reduction considering the potential breakpoints are calculated as 122%, 118%, 152%, 122% and 88%, respectively. Corresponding values using the simple multivariate regression method are 171%, 168%, 160%, 149% and 111%, respectively. The results of the multivariate adaptive regression spline approach are more realistic comparing to those of the simple regression approach. In the climate elasticity approach, using the hydrological sensitivity method, the estimated percentages of contribution of human activities to runoff reduction seem to be much higher than the realistic ones. This can be associated with the fact that the equation parameter is not identified accurately. Also, in the climate elasticity approach, the Budyko, Oln'tekop and Turc-Pike equations estimate the contribution of human activities to runoff reduction closer to reality, in comparison to Schreiber equation. Keywords: Climate change, human activities, change point in time series, water balance model, satellite images, agricultural lands

تقسیم فرعی موضوعی

تغییر اقلیم‌

تقسیم فرعی موضوعی

نقطه‌ شکست‌

تقسیم فرعی موضوعی

مدل‌ بیلان‌ آب‌

تقسیم فرعی موضوعی

تصا‌ویر ما‌هواره‌ای

تقسیم فرعی موضوعی

روش‌ها‌ی آما‌ری

تقسیم فرعی موضوعی

عمران‌

عنصر شناسه ای

عمران‌

کد نقش

پ‌

عنصر شناسه اي

حمید قا‌سمی‌

عنصر شناسه اي

استاد راهنما: مهجوری مجد ، نجمه‌

کد کاربرگه

۹۸

نوع ماده

CF

سطح دسترسي

دانشکده‌ عمران‌