تحلیل روند و نقاط تغییر در سری‌های زمانی دبی جریان حوزه آبخیز گرگانرود

تحلیل روند دبی جریان اطلاعات عملی برای مدیریت بهتر منابع آب در آستانه تغییر اقلیم فراهم می‌کند. بنابراین در این پژوهش تغییرات آورد حوزه آبخیز گرگانرود طی سه دهه اخیر مورد بررسی قرار گرفته است. از روش من- کندال برای آشکارسازی روند و روش‌های پتیت، نرمال استاندارد و بویشند برای شناسایی نقاط تغییر ناگهانی در سری‌های زمانی دبی در هشت ایستگاه آق‌قلا، گالیکش، گنبد، حاجی‌قوشان، نوده، رامیان، سدگرگان (وشمگیر) و تمر استفاده شده است. آزمون من- کندال وجود روند معنی‌دار (سطح 5 درصد) منفی (کاهش جریان) را در مقیاس روزانه و سالانه در همه ایستگاه‌ها نشان داد. در مقیاس ماهانه شدیدترین روند منفی در ایستگاه‌های آق‌قلا، گالیکش، گنبد، حاجی‌قوشان و رامیان مربوط به ماه تیر بود ولی در دو ایستگاه نوده و تمر به‌ترتیب مربوط به ماه‌های مرداد و بهمن بود. در مقیاس فصلی در همه ایستگاه‌ها روند کاهشی مشاهده شد ولی این روند در برخی فصل‌ها معنی‌دار نبود. از طرفی نتایج حاصل از تحلیل نقاط تغییر در دبی نشان داد که نقاط تغییر در داده‌های مورد استفاده در این مطالعه بیشتر از نوع کاهشی و در مواردی نیز افزایشی و در برخی از ایستگاه‌ها اصلا نقاط تغییری شناسایی نشده است. بنابراین تعداد تغییرات کاهشی در ایستگاه‌های هیدرومتری مورد مطالعه، به‌طور معنی‌دار بیشتر از تغییرات افزایشی بوده و بیشتر در بازه زمانی سال‌های 1997-1993 و 2007-2005 به‌ترتیب در سه و چهار ایستگاه نیز قابل مشاهده است. درصورتی که بیشترین تغییرات افزایشی در بین ایستگاه‌ها مربوط به ایستگاه آق‌قلا در سال 2017 با مقدار دبی 234 مترمکعب برثانیه است. بررسی جریان دهه‌های گذشته حوزه آبخیز گرگانرود تغییرات شدید جریان را چه به‌صورت تدریجی و چه ناگهانی نشان می‌دهد که این تغییرات بیشتر در جهت کاهش دبی رودخانه است. روند نزولی به‌دست آمده در مقادیر دبی در مقیاس‌های زمانی مختلف برای تمام ایستگاه‌های هیدرومتری حوزه آبخیز گرگانرود که در آینده به‌دلیل تغییرات جهانی اقلیم شدیدتر نیز خواهد شد از یک سو و افزایش نیاز آبی منطقه برای مصارف مختلف در آینده به‌دلیل رشد جمعیت و همچنین گسترش صنایع می‌تواند به‌عنوان هشدار جدی برای سیاستگزاران، برنامه‌ریزان و مدیران محلی قلمداد شود تا با برنامه‌ریزی‌های صحیح از بروز احتمالی بحران آب در منطقه در آینده جلوگیری کنند.

trend analysis and change points in stream flow of gorganrood watershed

trend analysis of stream flow provides practical information for better management of water resources on the eve of climate change. therefore, the present study investigated river flow variations during three decades as well as projections of future discharge in the gorganrood watershed. the man-kendall method has been used to detect the trend and methods of pettitt, snht, and buishand to identify points of a sudden change in discharge time series in 8 stations of aq qala, galikesh, gonbad, haji ghoshan, nodeh, ramyan, sadgorgan, and tamar. the mann-kendall trend test showed the existence of a significant negative trend (flow reduction) on a daily and annual scale in all stations. monthly, the strongest negative trend in aq qala, galikesh, gonbad, haji ghoshan, and ramyan stations was related to july, but in nodeh and tamar stations, it was related to august and february, respectively. a decreasing trend was observed in all stations on a seasonal scale, but this trend was not significant in some seasons. the results of the analysis of change points in discharge showed that the change points in the data used in this study are more of a decreasing and in some cases incremental type and some stations, no change points have been identified at all. therefore, the number of decreasing changes in the studied hydrometric stations is significantly higher than the incremental changes and is more visible from 1993 to 1997 and 2005-2007 in three and four stations, respectively. also, the most incremental changes among the stations are related to the aq qala station in 2017 with a flow rate of 234 cubic meters per second. investigation of the flow of the basin in the past decades showed significant monotonic and abrupt changes which are mostly toward decreasing the basin’s discharge. the downward trend in discharge values at different time scales for all hydrometric stations of the gorganrood watershed, which will be more severe in the future due to global climate change, and increasing the region’s water needs for various future use due to population growth and the expansion of industries can also be considered as a serious warning for policymakers, planners, and local managers to prevent a possible water crisis in the region in the future with proper planning.