مدیریت جامع حوزه های آبخیز

مدیریت جامع حوزه های آبخیز

تحلیل آماری تغییرات بلندمدت بارش، دبی و کاربری اراضی (مطالعه موردی: حوزه آبخیز تجن، شمال ایران)

نوع مقاله : فنی و ترویجی

نویسندگان
1 فارغ‌التحصیل کارشناسی گروه جغرافیای طبیعی، دانشکده جغرافیا، دانشگاه تهران، تهران، ایران
2 دانشیار گروه جغرافیای طبیعی، دانشکده جغرافیا، دانشگاه تهران، تهران، ایران
چکیده
رواناب تولیدشده حوضه آبریز تجن در استان مازندران، به دلیل فعالیت­های شدید انسان­ساخت (تغییرات کاربری و ساخت سد) در سطح حوضه زهکشی آن، روند نزولی را نشان می­دهد و این موضوع می­تواند در بلندمدت بقای اکوسیستم دریای خزر و پایداری منابع آب حوضه را دچار مخاطره نماید. لذا بررسی روند تغییرات زمانی دبی حوضه می‌تواند کمک شایانی به مدیران در راستای برنامه‌ریزی جهت حفظ تعادل اکولوژیک و خدمات اکوسیستمی حوضه آبریز نماید. به‌عنوان هدف اصلی انجام این پژوهش، روند تغییرات ماهانه 4 ایستگاه هیدرومتری و 6 ایستگاه باران‌سنجی در سطح حوضه آبریز تجن طی دوره 50 ساله 1399-1350 موردبررسی قرار گرفته است. به‌منظور آشکارسازی روند تغییرات متغیرها، از آزمون ناپارامتریک من-کندال، شاخص شیب سِن و شاخص مقادیر تجمعی استانداردشده استفاده شد و نتایج حاکی از بروز اغتشاشات در روند دبی زیرحوضه­ها و عدم پیروی آن از بارش است. به­طوری­که طی دوره 30 ساله 1377-1348 داده‌های بارش ایستگاه­های موردمطالعه با شیب متوسط 463/0- میلی‌متر در سال دارای روند کاهشی بودند و در مقابل دبی خروجی با شیب متوسط 02/1 مترمکعب بر ثانیه در سال، روند افزایشی داشته است. متقابلاً طی دوره زمانی بین سال‌های 1399-1377 به‌رغم وجود روند مثبت داده‌های بارش با شیب متوسط 343/0 میلی‌متر در سال، دبی با شیب متوسط 249/2- مترمکعب بر ثانیه در سال روند کاهشی را نشان می­دهد. با بررسی وضعیت تغییرات کاربری اراضی در مقاطع زمانی 1363 و 1400، نتایج حاکی از کاهش 16 و 11 درصدی اراضی مرتع و جنگل و افزایش 110 و 670 درصدی اراضی کشت آبی و نواحی شهری در سال 1400 نسبت به سال 1363 است. یافته‌های این تحقیق نشان داد که روند تغییرات زمانی دبی زیرحوضه­ها از بارش تبعیت نمی­کند و عامل اصلی کاهش خدمات اکوسیستمی حوزه آبریز تجن در قالب تولید رواناب، تأثیر فعالیت­های انسانی در قالب تغییرات کاربری و ساخت سد در حوضه آبریز موردمطالعه است.
کلیدواژه‌ها

موضوعات


 Abera, F.F., Asfaw, D.H. & Nigussie, A. (2017). Trend and Variability of Rainfall & Stream Flow Series at Tekze River. J. Scientific and Engineering Research, 8(11), 665-680
Adib Taleghani, D. & Khoshmanesh, B. (2020). Assessment of Precipitation, Evapotranspiration and Discharge Changes of Kan River Basin, with Regard to Climate Change. J Environment & Interdisciplinary Development. 66, 1-18. (In Persian).
Ahmadi, M. & Dadashi, A.A. (2016). Assessment of the tracks of spatio-temporal precipitation, Iran. J Natural Geographic Research. 48(3), 265-284. (In Persian).
AhmadiSani, N., Solaimani, K., Razaghnia, L., Mostafazadeh, R. & Zandi, J. (2018). Assessing the efficiency of Arc-CN Runoff tool in runoff estimation and its comparison in 1996 and 2011 years in Haraz Watershed, Mazandaran Province. J Hydrogeomorphology. 16, 139-158. (In Persian).
Alavi-Panah, S.K. (2012). Application of remote sensing in earth sciences (soil sciences). Tehran University Publications. Tehran. The fourth splash. 478 pages. (In Persian)
Ansari, M., Noori, Gh. & Fotohi, S. (2017). Investigation of Temperature Precipitation and Flow Trend Using Nonparametric Mankendall (Case Study: Kaju River in Sistan and Baluchestan). Journal of Watershed Management Research. 14, 152-158 (In Persian)
Chen, Y., Niu, J. & Sun, Y. (2020). Study on streamflow response to land use change over the upper reaches of Zhanghe Reservoir in the Yangtze River basin. J Geoscience Letters.7, 2-12.
Da Silva, R.M., Santos, C.A.G., Moreira, M., Corte-Real, J., Silva, V.C.L. & Medeiros, I.C. (2015). Rainfall and river flow trends using Mann–Kendall and Sen’s slope estimator statistical tests in the Cobres River basin. Natural Hazards.  77, pages1205–1221.
Dastourani, M. & Yazdanpanah gharaei, F. (2020). Investigation of precipitation and discharge trends in Aras basin. J Rainwater Catchment System. 8(3), 25-34 (In Persian).
Farajzadeh, M. & Fallah, M. (2008). Assessing the Effects of Land use and Land Cover Change on the Flood Regime of Tajan Basin Using Remote Sensing Technique. J Physical Geography Research Quarterly. 64, 89-104 (In Persian)
Gabrecht, J. & Fernandez, G.P. (1994). Visualization of trends and fluctuations in climatic records. J. Water Resour Bull, 30(2), pp 297-306
Gautam, M. & Acharya, K. (2012). Streamflow Trends in Nepal: Impact of Potential Climate Change in Nepalese Rivers. Hydrological Sciences, 57: 344-357
Geravand, F., Hosseini, S.M., Maghsoudi, M. & Yamani, M. (2022). Characterization of Karst Springs from Zagros Mountain in southwestern Iran. Environ Earth Sci, 81, 529. https://doi.org/10.1007/s12665-022-10645-w
Gilbert, R.O. (1987) Statistical Methods for Environmental Pollution Monitoring. Wiley, New York
Gocic, M. & Trajkovic, S. (2013). Analysis of changes in meteorological variables using Mann-Kendall and Sen's slope estimator statistical tests in Serbia. J. Global and Planetary Change, 100, 172-182 https://doi.org/10.1016/j.gloplacha.2012.10.014.
Hasan zadeh, R., Esfandyari, F., Asghari Saraskanrood, S. & Miri, Z. (2022). Evaluation of the results of land use changes on the discharge of Darre Rood river in a period of 30 years using the SWAT model. J Hydrogeomorphology. 9(3), 51-69 (In Persian).
Hirsch, R.M., Helsel, D.R., Cohn, T.A. & Gilroy, E.J. (1993) Statistical Analysis of Hydrologic Data. In: D. R. Maidment, Ed., Handbook of hydrology, McGraw-Hill Book Co., New York.
Jain, S.K., Nayak, P.C. & Chandniha, D.K. (2017). Trends in Rainfall and Peak Flows for some River in India, J. Current Science, 12(5), 1712-1726
Kendall, M.G. (1975) Rank correlation methods. Griffin Publications, London.
Khatami, S.S., Bouzarjomehri, Kh., Zarrin, A. & Falsolayman. M. (2022). Analysis of Water Resources Management Studies in Iran and the World. J Geography and Environmental Hazards. 11(2), 251-271 (In Persian)
Khavarian, H., Aghaie, M. & Mostafazadeh, R. (2020). Predicting the effects of land use changes on the monthly flow using hydrological model and Remote Sensing in the Kouzetopraghi watershed, Ardabil. J Hydrogeomorphology, 6(24), 19-39. (In Persian).
Koulaian, A., Khoshravesh, M., Mohammadi golafshani, N. & Mirzaee, M. (2016). Analysis of streamflow trend in Mazandaran Rivers using nonparametric Mann-Kendal test. J Watershed Engineering and Management. 9(3), 232-245 (In Persian)
Loni, R., and Sharifzadeh, M. (2022). A review of Water, Energy, and Food Nexus in Iran: Necessity, Challenges and Suggested Solutions. J Sustainability, Development & Environment. 3(3), 29-49 (In Persian)
Majidi, A.A., Radfar, M., Mirabbasi Najafabadi, R., and Marofi, S. (2019). Trend Analysis of Streamflow across the Hamadan Province. J Iranian Water Research. 12(3), 27-38 (In Persian).
Mann, H.B. (1945). Non-Parametric Test against Trend. Econometrica, 13, 245-259.
http://dx.doi.org/10.2307/1907187
Maroufi. S. & Tabari, H. (2018). Revealing the trend of Maroon river flow changes using parametric and non-parametric methods. J Geographical Research Quarterly. 26(2), 125-146 (In Persian)
Mohammadi, T., Sheikh, V. & Zare Garizi, A. (2022). Trend Analysis and Change Points in Stream Flow of Gorganrood Watershed. J Water and Soil Science. 26(4), 177-201
Mojerloo F., Fazloula R. & Emadi A.R. (2018). Application of the IHACRES Model to Assess the Effects of Climate Change on the Discharge of Tajan Watershed. Journal of Irrigation and Drainage. 13(1), 129-141 (In Persian)
Qodsi, M. (2016). Ecogeomorphological changes of Nekarod and its comparison with Tajan River. Doctoral thesis in the Physical Geography- geomorphology, Faculty of Geography, University of Tehran. 104 p (In Persian)
Rainfall and river flow trends using Mann–Kendall and Sen’s slope estimator statistical tests in the Cobres River basin. Nat Hazards. 77, 1205–1221.
Rajaei, F., Esmaili Sari, A., Salmanmahiny, A., Delavar, M. & Massah Bavani, A. R. (2020). Assessment of Land Changes in Tajan River Watershed with Emphasis on Landscape Metrics. J. Env. Sci. Tech. 22(1), 354-365 (In Persian).
Reiahi, M., Solimani, K., Mosavi, S.R., & Banihashemi, M. (2017). Investigation Effect of Land Use Change on the River Discharge Using HEC-HMS Model (Case study: watershed Neka Leaksha). J Iranian Water Research. 11(1), 33-43 (In Persian).
Sahoo, B.B. & Jha, R. (2020). Assessment of low flow trends and change point detection in Mahanadi River basin, India. Sustain. Water Resour. Manag. 6, 81.
Sen, P. K. (1968). Estimates of the Regression Coefficient Based on Kendall's Tau. J. American Statistical Association, 63(324), 1379-1389
Serrano, A., Mateos V.L. & Garcia, J.A. (1999). Trend Analysis of Monthly Precipitation over the Iberian Peninsula for the Period 1921-1995. J. Physics and Chemistry of the Earth (B), 24(1-2), 85-90
Sheidaeian, M., Ziatabar Ahmadi, M. & Fazloula, R. (2015). Study on Climate Change Effect on Net Irrigation Requirement and Yield for Rice Crop (Case Study: Tajan Plain). J Water and Soil. 28(6), 1284-1297 (In Persian)
Tabari, H., Taye M.T. & Willems, P. (2015). Statistical assessment of precipitation trends in the upper Blue Nile River basin. Stochastic Environ Res Risk Assess, 29, 1751–1761
Zubiri, M. & Majd, A.R. (2013). Familiarity with remote sensing technology and its application in natural resources, satellite information, aerial photographs, space. Tehran University Publications. 317 pages. (In Persian)

  • تاریخ دریافت 02 خرداد 1402
  • تاریخ بازنگری 25 خرداد 1402
  • تاریخ پذیرش 25 تیر 1402