Evaluation of the Impacts of Climate andLand Use Changes on Hydrological Responses of EskandariBasin in the Future Decade

Document Type : Research Article

Authors

• Masoumeh Bahri ¹
• Mohammad Taqi Dastorani ²

¹ Yazd University

² Ferdowsi University of Mashhad

10.22067/geo.v6i2.56262

Abstract

1. Introduction
Climate change is a change in the statistical distribution of weather patterns which can last for an extended period of time. Climate change may refer to a change in average weather conditions, or in the time variation of weather around longer term average conditions. Changes in temperature and precipitation patterns under climate changes have serious impacts on the natural disaster, especially in arid regions. Flood is one of the most important disasters on which climate change has effect. The primary effects of flood include loss of life, damage to buildings and other structures including bridges, sewerage systems, roadways, and canals. Floods can also frequently damage power transmission and sometimes power generations. Damage to roads and transport infrastructure may make it difficult to mobilize aid to those affected or to provide emergency health treatments. Flood waters typically inundate farm land, making the land unworkable and preventing crops from being planted or harvested, which can lead to shortages of food both for humans and farm animals. In addition to climate change, the land use changes, as an ancillary factor have impact on floods. Thus, evaluation of the impacts of climate change and land use change on flood situation in the coming decades will open a new way to deal with this phenomenon.
The first comprehensive review of climate change and its effects on flooding and runoff was reported by the Intergovernmental Panel on Climate Change.

2. Study Area
Study area is Eskandari basin that is located in west of Isfahan province. Latitude and longitude are 33 °11´to 32° 42´ N and 50° 40´ to 50° 02´. This area is crucial because it is the water resource of Isfahan city.Zayandehroodriver flows in this catchment.It starts in Zard-Kuhsubrange of Zagros Mountains in Chaharmahal and Bakhtiariprovince. It flows 400 kilometres (249 mi) eastward before ending in the Gavkhouni swamp, a seasonal salt lake,southeast of Isfahan city.The water ofZayandehrood gives life to the people of central Iran mainly in Isfahan.


3. Material and Methods
This research has three phases;the climatic phase, land use phase and hydrologic phase.In the first phase, to study the effects of climate change in the2020s in Eskandari basin, daily temperature (minimum and maximum) and sunshine along with daily precipitation (1965-2008) were downscaled with LARS-WG. LARS-WG is a model simulating time-series of daily weather at a single siteunder both current and future climate conditions. These data are in the form of daily time-series for a suite of climate variables, namely, precipitation (mm), maximum and minimum temperature (°C) and solar radiation (MJm-2day-1).It utilizes semi-empirical distributions for the lengths of wet and dry day series, daily precipitation and daily solar radiation. The semi-empirical distribution Emp= { a0, ai; hi, i=1,.…,10} is a histogram with ten intervals, [ai-1, ai), where ai-1

Keywords

• Downscaling
• Flood
• HadCM3
• HEC-HMS
• LARS-WG

---

References

آبابایی، بهنام؛ میرزایی، فرهاد و تیمور سهرابی؛ 1390. ارزیابی عملکرد LARS-WG در 12 ایستگاه هواشناسی ساحلی ایران. پژوهش آب ایران، سال پنجم، شماره نهم، صص. 222-217.

بابائیان، ایمان و زهرا نجفی نیک؛ 1385. معرفی و ارزیابی مدل LARS-WG برای مدلسازی پارامترهای هواشناسی استان خراسان، دوره آماری 2003-1961. مجله نیوار، شماره 62، صص. 65-49.

تلوری، عبدالرسول؛ 1375. کتاب مدل‌های هیدرولوژی به زبان ساده، تهران: انتشارات موسسه تحقیقات جنگل ها و مراتع.

حجازی زاده، زهرا؛ فتاحی، ابراهیم؛ مساح بوانی، علیرضا و محمدحسین ناصرزاده؛ 1391. ارزیابی اثرات تغییر‌اقلیم بر هیدروگراف سیلاب در دوره‌های آتی، مطالعه موردی: حوضه آبریز بختیاری. فصلنامه جغرافیا، سال دهم، شماره 34، صص. 24-5.

حیدری، عبدالمجید؛ 1390. بررسی تاثیر تغییر‌اقلیم بر دبی و رسوب حوزه آبخیز سد طرق مشهد. پایان نامه کارشناسی ارشد رشته مهندسی آبخیزداری، دانشگاه یزد. استاد راهنما: محمدتقی دستورانی.

ذهبیون، باقر؛ 1381. اثرات تغییر‌اقلیم بر روی منابع آب. نشریه شماره 49: وزارت نیرو-کمیته ملی سدهای بزرگ ایران.

رحمانی، ناصح؛ شاهدی، کاکا؛ سلیمانی، کریم و میریعقوب زاده، میرحسین؛ 1395. ارزیابی تاثیر تغییر کاربری اراضی بر ویژگی‌های هیدرولوژیک حوزه آبخیز کسیلیان. مدیریت حوزه آبخیز، سال هفتم، شماره 13.

عساکره، حسین؛ 1386. تغییر اقلیم، زنجان، انتشارات دانشگاه زنجان.

غریب دوست، مسعود؛ قربانی، محمدعلی و فروزنده شهرتی، ایمان؛ 1395. برآورد میزان تاثیر تغییر اقلیم بر بارش-رواناب حوزه آبخیز صوفی چای. مهندسی منابع آب ایران، سال نهم، شماره 29. صص.45-28.

مالمیر، مهسا؛ محمدرضاپور، ام النبی؛ شریف آذری، سلمان و قندهاری، قاسم؛ 1395. بررسی اثرات تغییر اقلیم بر رواناب حوضه قره سو با استفاده از ریزمقیاس نمایی آماری داده های مدل HADCM3 و شبکه عصبی پویا. پژوهش‌های حفاظت آب و خاک، سال بیست و سوم، شماره 3، صص. 326-317.

قربانی، خلیل؛ سهرابیان، الهه؛ سالاری جزی، میثم و عبدالحسینی، محمد؛ 1395. حفاظت منابع آب و خاک، سال پنجم، شماره 4.

مساح بوانی، علیرضا. و سعید مرید؛ 1384. اثرات تغییر‌اقلیم بر جریان رودخانه زاینده رود. علوم و فنون کشاورزی و منابع طبیعی، سال نهم، شماره چهارم، صص. 27-17.

مطالعات مهندسی رودخانه پلاسجان؛ 1385. جلد دوم. سازمان جهاد سازندگی استان اصفهان، مدیریت آبخیزداری-شرکت مهندسین مشاور پارساب.

مهسافر، حمید؛ مکنون، رضا و بهرام ثقفیان؛ 1389. اثرات تغییر اقلیم بر بیلان آبی دریاچه ارومیه. تحقیقات منابع آب ایران، سال هفتم، شماره یک، صص. 58-47.

Aggarwal, S., Gary, V., Gupta, B., Nikman, R., & Thakur, P. (2012). Climate and landuse change scenarios to study impact on hydrological regime. International Archives of the Photogrammetry, Remote Sencing and Spatial Information Sciences,8, 58-72.

Azim Adnan, N. (2010). Quantifiying the impact of climate change and land use change on the hydrological response of a Monsoonal catchment(Unpublished doctoral dissertation). University of South Ampton, England.

Du, J., Qian, L., Rui, H., Zuo, T., Zheng, D.,…., Xu, Y. (2012). Assessing the effect of urbanization on annual runoff and flood events using an integrated hydrological modeling system for Qinhuai river basin,China. Journal of Hydrology, 464-465, 127-139.

Mango, L., Melesse, A., McClain, M., Gann, D., & Setegn, S. (2011). Landuse and climate change impacts on hydroligy of upper Mara river basin, KenyaResult of modeling study to suport better ressource management. Hydrology and Earth System Sciences, 15, 2245-2258.

Meenu, R., Rehana, S., & Mujumdar, P. (2012). Assessment of hydrology impact of climate change in Tanga-Bhadra river basin, India with HEC-HMS and SDSM. Hydrological Process, 12, 1572-1589.

Miller, S. N., Kepner, W. G., Mehaffey, M. H.,Hernandez, M., Miller, R. C., …&Miller, W. P.(2002).Integrating landscape assessmentandhydrologicmodeling for land cover changeanalysis.Journal of the American WaterResources Association, 38(4),915-929.

Muhammad, A., Jamal Khan, S., & Aslan, I. (2011). Simulation of the impact of land use changes on surface runoff Lai Nullah basin in Islamabad Pakistan. Landscape and Urban Planing, 102, 271-279.

Ying, C., Youpeng, X., & Yixing, Y. (2009). Impact of land use change scenarios on storm-runoff generation in Xitiaoxi basin,China. Quaternary International, 208, 121-128.