تفکیک سهم تغییر اقلیم و فعالیت‌های انسانی بر تغییرات دبی رودخانه با استفاده از رویکرد تحلیل حساسیت هیدرولوژیکی مبتنی بر فرضیه بودیکو مطالعه موردی: شوره‌زار دشت قزوین

مقدمهتغییرات اقلیمی و فعالیت‌های انسانی ازجمله عوامل تاثیرگذار بر جریان رودخانه هستند. مشخص کردن سهم تغییرات اقلیمی و فعالیت‏‌های انسانی می‌تواند به مدیریت پایدار منابع آبی کمک کند. تغییرات اقلیمی با تغییرات دما و بارش همراه است که منجر به تغییرات توزیع مکانی و زمانی و الگو بارش می‏‌شود. فعالیت‏‌های انسانی نیز به‌صورت مستقیم و غیرمستقیم بر منابع آب تاثیر می‏‌گذارد. استفاده معقول از منابع آب ازجمله رواناب‏‌ها امری ضروری است. هدف از این پژوهش، تعیین سهم تغییرات اقلیمی و فعالیت‌های‏ انسانی در تغییرات رواناب‏ واقع در شوره‏زار دشت قزوین است. مواد و روش‌‌ها دشت قزوین با مساحتی حدود 450000 هکتار در محدوده‏ طول جغرافیایی 49 درجه و 25 دقیقه تا 50 درجه و 35 دقیقه شرقی و عرض جغرافیایی 35 درجه 25 دقیقه تا 36 درجه و 25 دقیقه شمالی، قرار دارد. در این پژوهش ارزیابی روند در مقادیر سالانه بارش، رواناب، دمای هوا و تبخیر و تعرق پتانسیل در دوره زمانی 98-1369 به‌وسیله آزمون من- کندال (mann-kendall) انجام شد. در ادامه، به‏‌منظور تعیین نقطه تغییر مقدار رواناب از آزمون پتیت و روش منحنی تجمعی دوگانه بارش-رواناب استفاده شد. درنهایت، با استفاده از روش تحلیل حساسیت هیدرولوژیک مبتنی بر فرضیه بودیکو- ژانگ سهم اثرات فعالیت‌های انسانی و تغییراقلیم بر تغییرات رواناب مشخص شد. نتایج و بحثنتایج تحلیل آزمون من-کندال نشان داد که رواناب در سطح معنی‌داری 0.01 روند کاهشی دارد؛ درحالی‌که دمای متوسط سالانه و تبخیر و تعرق پتانسیل در سطح معنی‌داری 0.01 روند افزایشی را نشان می‌دهد. با وجود کاهش بارش متوسط سالانه در سطح حوضه، روند آماری معنی‌دار بارش مشاهده نشد. همچنین، نتایج براساس آزمون پتیت و  منحنی تجمعی دوگانه بارش-رواناب نشان داد که نقطه تغییر در سری رواناب سالانه، سال 1375 است. درنهایت، با استفاده از روش تحلیل حساسیت هیدرولوژیک مبتنی بر فرضیه بودیکو- ژانگ مشخص شد که  درصد تاثیر تغییر اقلیم و فعالیت‏‌های انسانی به‏ترتیب برابر 0.21- میلی‌متر معادل 61.2- درصد و 0.08 میلی‌متر معادل 61.2 درصد است. نتیجه‌‌گیریارزیابی روند در منطقه مورد مطالعه نشان داد که مقادیر رواناب روند کاهشی و دمای متوسط سالانه و تبخیر تعرق پتانسیل روند افزایشی دارند. با بررسی مقادیر آبدهی در سطح شوره‌زار سال 1375، به‌عنوان نقطه تغییر سری زمانی آبدهی متوسط سالانه به‌دست آمد. بر اساس نتایج به‌دست آمده با استفاده از روش بودیکو-ژانگ، اثر تغییر اقلیم بر تغییرات رواناب به‌صورت کاهنده است. همچنین فعالیت‌های انسانی موجب افزایش آبدهی در سطح شوره‌زار شده است.

separation of the effects of climate change and human activities on the changes in river flow using the hydrological sensitivity analysis approach based on budyko’s hypothesis, case study: qazvin plain salt marsh

introductionclimatic changes and human activities are among the key factors influencing river flow. determining the contributions of climate change and human activities is essential for the sustainable management of water resources. climate change is associated with variations in temperature and precipitation, leading to changes in the spatial and temporal distribution patterns of rainfall. human activities, both directly and indirectly, affect water resources. the rational use of water resources, including runoff, is therefore critical. this study aims to quantify the contributions of climate change and human activities to runoff variations in the qazvin plain salt marsh. materials and methodsthe qazvin plain, covering approximately 450,000 hectares, is located between longitudes 49°25′ to 50°35′ e and latitudes 35°25′ to 36°25′ n in iran. in this research, the mann-kendall test was applied to analyze the trends in annual precipitation, runoff, air temperature, and potential evapotranspiration during the period 1990–2020. the pettitt test and the double mass curve method for precipitation-runoff analysis were used to identify the change point in runoff values. finally, hydrological sensitivity analysis based on the budyko-zhang hypothesis was employed to determine the respective contributions of human activities and climate change to runoff variations. results and discussionthe results of the mann-kendall test revealed a significant decreasing trend in runoff at a 0.01 significance level. conversely, the average annual temperature and potential evapotranspiration exhibited significant increasing trends at the same significance level. despite a reduction in average annual precipitation at the basin level, no statistically significant trend was observed for rainfall. the results of the pettitt test and the cumulative precipitation-runoff curve identified 1996 (1375 in the persian calendar) as the change point in the annual runoff series. using hydrological sensitivity analysis based on the budyko-zhang hypothesis, the contributions of climate change and human activities to runoff variations were quantified as -0.21 mm (-161.2%) and 0.08 mm (61.2%), respectively. conclusionstrend analysis in the study area demonstrated a decreasing trend in runoff and an increasing trend in average annual temperature and potential evapotranspiration. runoff values in shorezar identified 1996 as the change point in the time series. according to the budyko-zhang method, climate change has contributed to a decrease in runoff, while human activities have increased the water level in the salt marsh.