پیش‌بینی آب‌گرفتگی محل خط انتقال گاز به زابل در محدوده‌ تالاب هامون با استفاده از مدل‌های تغییر اقلیم و هیدرولوژی

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشیار گروه زمین‌شناسی، دانشکده علوم، دانشگاه سیستان و بلوچستان، زاهدان، ایران

2 دانشجوی دکتری هیدروژئولوژی، گروه آب‌شناسی و زمین‌شناسی زیست‌محیطی، دانشکده علوم زمین، دانشگاه صنعتی شاهرود، ایران

3 دانشیار، گروه جغرافیای طبیعی، دانشکده جغرافیا و برنامه‌ریزی محیطی، دانشگاه سیستان و بلوچستان، زاهدان، ایران

چکیده

تالاب هامون به‌عنوان بزرگ‌ترین دریاچه آب شیرین ایران است. این تالاب در جنوب‌شرقی ایران و در مجاورت شهرستان زابل قرار دارد. به‌دلیل افزایش بارندگی‌ها در افغانستان و شرق ایران در سال‌های اخیر، احتمال آب‌گرفتگی محل خط لوله انتقال گاز به زابل در بخشی از تالاب هیرمند وجود دارد. مقادیر بارش و دبی آب رودخانه‌های سیستان و هیرمند نشان می‎دهد، بیشترین سیلاب رودخانه‌ها و آب‌گرفتگی تالاب، در بازه زمانی بهمن تا اردیبهشت رخ می‌دهد. بررسی سیلاب هیدروگراف واقعی ماهانه رودخانه هیرمند نشان می‌دهد پیک این سیلاب، دوره بازگشت حدود 130 ساله دارد. لذا این پژوهش به تعیین میزان احتمال آب‌گرفتگی در محدوده خط لوله، برآورد و پیش‌بینی سطح آب تالاب هامون بعد سیلاب‌های با دوره بازگشت مختلف با استفاده از مدل‌سازهای تغییر اقلیم و هیدرولوژی می‌پردازد. بر این اساس مبتنی بر 5 مدل و دو سناریو خوش‌بینانه و بدبینانه، مقادیر بارش و دما منطقه محاسبه شدند. نتایج پیش‌نمایی مدل‌های تغییر اقلیم در آینده نشان می‌دهد احتمال افزایش دما و کاهش بارش در منطقه سیستان وجود دارد. شبیه‌سازی سناریوی سیلاب‌های با دوره بازگشت مختلف در جهت شبیه‌سازی تغییرات سطح آب در تالاب هامون در حالت جریان ناپایدار، با استفاده از نرم‌افزار هک-راس انجام گردید و بیشینه عمق آب در هر نقطه مکانی در تالاب هامون محاسبه شد. شبیه‌سازی نشان داده است آب‌گرفتگی خط لوله گاز در محل‌های واقع در 20، 30، 68، 80 و 104 کیلومتری از دوراهی دشتک و به­خصوص در محل آبراهه‌ (مسیل) شیله رخ خواهد داد و عمق آب بین 5/1 تا 5 متر متغیر خواهد.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Forecasting the flooding in the site of the Zabol gas transmission line, in the Hamoun Wetland, using climate change and hydrological models

نویسندگان [English]

  • Reza Jahanshahi 1
  • Sepideh Mali 2
  • Mohsen Hamidianpour 3
1 Associate Professore in Hydrogeology, Department of Geology, University of Sistan and Baluchestan, Zahedan, Iran
2 Ph.D Student of Hydrogeolgy, Shahrood University of Technology, Shahrood, Iran
3 Associate Professor in Climatology, Department of Physical Geography, University of Sistan and Baluchestan, Zahedan, Iran
چکیده [English]

Hamoun wetland includes Hamoun Pozak, Saberi and Helmand as the largest freshwater lake in Iran and one of the most important wetlands of international importance. This wetland is located in the southeast of Iran in Sistan and Baluchestan province. Due to the increase in rainfall in Afghanistan and eastern Iran in 2018-2020, there is a possibility of flooding of the gas transmission pipeline from Dashtak Launcher Station to Zabol city in a part of Helmand wetland. Based on the Projection of the General Circulation models (GCMs), in the future there is a possibility of increasing temperature and decreasing rainfall in Sistan erea. Therefore, based on 5 models and two scenarios, RCP4.5 and RCP8.5, first the precipitation and temperature values in the period (2020-2040) were calculated and then the hydrological variables were predicted. In order to simulate water level changes in Hamoun Wetland, various scenario of the floods with different return periods in unstable flow mode was performed using HEC-RAS software and flood zoning was calculated as the maximum water depth at any point in Hamoun Wetland. Examination of rainfall and water discharge of Sistan and Helmand rivers showed that most river floods and flooding of wetlands occur annually in the period from February to May. The actual monthly hydrograph flood of the Helmand River (October 2002 to October 2012) showed that the peak of this flood has a return period of about 130 years. Simulation showed that the flooding of the gas pipeline will occur in places located at 20, 30, 68, 80 and 104 km of Dashtak crossroads and especially in the location of Shila waterway and the water depth varies between 1.5 to 5 meters. Therefore, in the above-mentioned places, the necessary measures should be taken to prevent the gas pipe from floating.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Floods
  • HEC-RAS model
  • Hydrograph
  • Simulation
آشفته، پ. س.، بزرگ حداد، ا.، 1393. ارزیابی تقابلات بین نوسانات طبیعی اقلیم و فعالیت‌های بشری بر رواناب. نشریه تحقیقات آب‌وخاک ایران، 1(45): 112-103.
پارس ویستا، 1375. مطالعات زیست‌محیطی استان سیستان و بلوچستان، کتاب اول: بررسی و بهره‌برداری از دریاچه هامون مرحله دوم. طرح پژوهشی اداره کل حفاظت محیط‌زیست استان سیستان و بلوچستان.
پورکرمانی، م.، زمردیان، م. ج.، 1367. بحثی پیرامون ژئومورفولوژی استان سیستان و بلوچستان، ویژه‌نامه آب‌وخاک زابل. فصلنامه تحقیقات جغرافیایی، 10: 81-100.
پورمحمدی، س.، دستورانی، م.ت.، مساح بوانی، ع.، گودرزی، م.، جعفری، ه.، رحیمیان، م.ح.، 1395. بررسی اثرات تغییر اقلیم بر رواناب رودخانه و ارائه راهکارهای سازگاری با اثرات آن (مطالعه موردی: حوضه آبریز تویسرکان همدان). نشریه علمی-پژوهشی علوم و مهندسی آبخیزداری ایران، 11(37): 1-12.
تجریشی، م.، ابریشم‌چی، ا.، تفرج نوروز، ع.، طاهری، ح.، 1379. شبیه‌سازی تغییرات تراز آب دریاچه هامون. مجموعه مقالات مجله دانشکده مهندسی، دانشگاه صنعتی شریف، 29-19.
تهران سحاب، 1371. بهره‌برداری بهینه از آب هیرمند، جلد دوم، هیدرولوژی رودخانه سیستان. طرح پژوهشی سازمان آب منطقه‌ای استان سیستان و بلوچستان.
ثانی خانی، ه.، دین‌پژوه، ی.، پور یوسف، س.، زمانزاد قویدل، س.، صولتی، ب.، 1392. بررسی اثرات تغییر اقلیم بر رواناب حوضه‌های آبریز (مطالعه موردی: حوضه آبریز آجی­چای در استان آذربایجان). نشریه آب‌وخاک، 27(6): 1234-1225.
حمیدیان پور، م.، باعقیده، م.، عباس نیا، م.، 1395. ارزیابی تغییرات دما و بارش جنوب‌شرق ایران با استفاده از ریزمقیاس ‌نمایی خروجی مدل‌های مختلف گردش عمومی جو در دوره 2011-2099. پژوهش‌های جغرافیای طبیعی، 48(1): 107-123.
خزاعی فیض‌آباد، ا.، پودینه، م.، حمیدیان پور، م.، 1398. بررسی اثر تغییر اقلیم بر رواناب رودخانه کارواندر. جغرافیا، 17(63):40- 59.
خسروی، م.، 1387. تأثیرات محیطی اندرکنش نوسان‌های رودخانه هیرمند با بادهای 120 روزه سیستان. فصلنامه تحقیقات جغرافیایی، 62: 48-19.
خسروی، م.، 1389.، تحلیل زمانی-مکانی پایدار دریاچه‌های هامون، تحقیقات منابع آب ایران، 6(3): 68-79.
دلاور، مجید.، بابایی، ا.، فتاحی، ا.، 1393. بررسی اثرات تغییر اقلیم بر نوسانات تراز آب دریاچه ارومیه. نشریه پژوهش‌های اقلیم‌شناسی، 5(19): 65-53.
زندی فر، س.، فیجانی، ا.، نعیمی، م.، خسروشاهی، م.، 1398. تغییرات زمانی و مکانی شاخص خشک‌سالی آب زیرزمینی، مطالعه موردی: حوزه آبریز زهره-جراحی. مجله هیدروژئولوژی، 4(2): 108-130.
سازمان حفاظت محیط‌زیست، 1394. مطالعه احیاء بخش‌هایی از تالاب بین‌المللی هامون (گودی‌های طبیعی)، معاونت محیط‌زیست طبیعی، پژوهشکده تالاب بین‌المللی هامون.
سردارشهرکی، ع.، 1395. تخصیص بهینه منابع آب حوضه هیرمند با کاربرد تئوری بازی و ارزیابی سناریوهای مدیریتی. رساله دکتری اقتصاد کشاورزی-اقتصاد منابع طبیعی، دانشگاه سیستان و بلوچستان.
سیف، ع.، پور خسروانی، م.، 1389. تحلیل قلمروهای ژئومورفیک حوزه هامون با استفاده از تکنیک GIS. مجله کاربرد سنجش‌ازدور و سیستم اطلاعات جغرافیایی در برنامه‌ریزی فصلنامه، 1(2): 73-84.
محمدپور، م.، زینال زاده، ک.، رضاوردی نژاد، و.، حصاری، ب.، 1399. بررسی نوسانات آب زیرزمینی تحت­تأثیر تغییر اقلیم و بهبود روش آبیاری (مطالعه موردی: دشت اهر). مجله هیدروژئولوژی، 2(2): 112-99.
مساح بوانی، ع.، مرید، س.، 1384. اثرات تغییر اقلیم بر جریان رودخانه زاینده‌رود اصفهان. نشریه علوم و فنون کشاورزی و منابع طبیعی، 9(4): 17-28.
وزارت نیرو، 1390. گزارش برنامه‌ریزی منابع آب رودخانه و مخازن چاه نیمه‌های سیستان، جلد دوم، شرکت سهامی آب منطقه‌ای استان سیستان و بلوچستان، زابل.
Burger, A., 2005. Calibration of a precipitation runoff model for the Hirmand River in Afghanistan and Iran using remote sensing data. Delft University of technology. Faculty of Civil Engineering and Geosciences. Department of Water Management, M.S Thesis
Coe, M.T., Birkett, C.M., 2004. Calculation of river discharge and prediction of lake height from satellite radar altimetry: Example for the Lake Chad basin. Water Resour. Res. 40(10): W10205.
Delclaux, F., Le Coz, M., Coe, M., Favreau, G., Ngounou Gatcha, B., 2008. Confronting models with observations for evaluating hydrological change in the Lake Chad basin, Africa. In: XIIIth World Water Congress. In proceedings of the 13th World Water Congress, Montpellier, France, 1–4 September.
Lemoalle, J., Bader, J.-C., Leblanc, M., Sedick, A., 2012. Recent changes in Lake Chad: Observations, simulations and management options (1973–2011). Glob. Planet. Change, 80: 247–254.
Li, Y., Zhang, Q., Cai, Y., Tan, Z., Wu, H., Liu, X., Yao, J., 2019. Hydrodynamic investigation of surface hydrological connectivity and its effects on the water quality of seasonal lakes: Insights from a complex floodplain setting (Poyang Lake, China). Science of the Total Environment, 660: 245-259
Persaud, E., Levison, J., Mac Ritchie, S., Berg, S. J., Erler, A. R., Parker, B., Sudicky, E., 2020. Integrated modelling to assess climate change impacts on groundwater and surface water in the Great Lakes Basin using diverse climate forcing. Journal of Hydrology, 584: 124682
Policelli, F., Hubbard, A., Jung, H.C., Zaitchik, B., Ichoku, C., 2019. A predictive model for Lake Chad total surface water area using remotely sensed and modeled hydrological and meteorological parameters and multivariate regression analysis. Journal of Hydrology, 568: 1071-1080
Safeeq, M., Fares, A. 2012. Hydrologic response of a Hawaiian watershed to future climate change scenarios. Hydrological processes, 26(18): 2745-2764.
Semenov, M.A., Brooks, R.J., Barrow, E.M., Richardson, C.W., 1998. Comparison of the WGEN and LARS-WG stochastic weather generators in divers climates. Climate Research, 10: 95-107.
Semenov, M.A. 2008. Ability of a stochastic weather generator to reproduce extreme weather events, Climate Research, 35:203-212
UNEP., 2005. History of Environmental Change in the Sistan Basin, UNEP Post-Conflict Branch Geneva, United Nations Environment Program Report.
Yazdandoost, F., Bozorgy, B., Beek, E., 2006. Integrated Water Resources Management for the Sistan Closed Inland Delta, Iran. 15th Congress of APD-IAHR, Madras, India CMIP5 Models and Grid Resolution. 2018.
Zhu, W., Yan, J., Jia, S., 2017. Monitoring Recent Fluctuations of the Southern Pool of Lake Chad Using Multiple Remote Sensing Data: Implications for Water Balance Analysis. Remote Sens, 9: 1032.