بررسی اثر تغییر اقلیم بر تغییرات مکانی تغذیه سفره های آب زیرزمینی
پایان نامه دکتری
موضوع:
بررسی اثر تغییر اقلیم بر تغییرات مکانی تغذیه سفرههای آب زیرزمینی
با فرمت قابل ویرایش word
تعداد صفحات: 240 صفحه
تکه های از متن به عنوان نمونه :
چکیده
در مناطق خشک و نیمهخشک میزان زیادی از آب مورد نیاز بخشهای مختلف از طریق منابع آب زیرزمینی تامین میشود. در چند دهه اخیر بهرهبرداری بیرویه باعث کاهش کمیت وکیفیت این منابع شده است. با گرم شدن تدریجی کره زمین و وقوع پدیده تغییر اقلیم بر شدت این معضل افزوده خواهدشد. بنا براین پیشبینی اثر تغییر اقلیم بر میزان تغذیه آبهای زیرزمینی نقش بسیار مهمی درمدیریت این منابع در آینده خواهد داشت. در این تحقیق از دو مدل جهانی گردش عمومی جو، CGCM1 و HadCM3 تحت سناریوی A2 و B2 به منظور بررسی اثر تغییر اقلیم بر میزان تغذیه آبهای زیرزمینی آبخوان کرمان در دهههای 2020، 2050 و2080 نسبت به دهه پایه 1970 استفاده شد. به منظور ریز مقیاس نمایی از مدل SDSM استفاده شد. نتایج حاصل از ریز مقیاس نمایی در دوره پایه نشان داد، دادههای حاصل از سناریوی A2 مطابقت بیشتری با دادههای مشاهدهای دارند. تحت این سناریو در منطقه مورد مطالعه متوسط درجه حرارت سالانه در دهههای آتی نسبت به دوره پایه به ترتیب 5/1، 8/2 و 5/4 درجه سانتیگراد افزایش و بارش سالانه 1/8-، 1/15- و 18- درصد کاهش مییابد. به منظور شبیه سازی میزان تغذیه در دوره پایه و دورههای آتی از مدل HELP استفاده شد. همچنین جهت بررسی تغییرات مکانی تغذیه از سیستم اطلاعات جغرافیایی و روش زمین آماری کریجینگ بهره گرفته شد. نتایج حاصل از این تحقیق نشان داد، میزان تغذیه در دوره پایه و دهههای آتی به ترتیب برابربا 86/1، 68/1، 58/1 و56/1 میلیمتر در سال است. درصد تغییرات تغذیه در دورههای آتی مذکور نسبت به دوره پایه به ترتیب 6/9-، 1/15- و 6/15- درصد میباشد. تغییرات مکانی تغذیه در آبخوان مذکور در دوره پایه و دورههای آتی بهترتیب از ( 12-0) و (5/8-0) میلیمتر در سال، معادل( 5/8 - 0) و (4/7-0) درصد کل بارش سالانه متغیراست. میزان تغذیه در این آبخوان از سمت جنوب و جنوب غربی به سمت شمال و شمال شرقی کاهش مییابد.
واژههای کلیدی:
دشت کرمان، تغذیه آبهای زیرزمینی، تغییراقلیم، ریزمقیاسنمایی، مدلهای گردش عمومی، مدل HELP، مدل .SDSM
فهرست مطالب
عنوان صفحه
فصل اول – کلیات و مقدمات
1-1- مقدمه.................................................................................................................................................. 1
1-2- تغییر اقلیم.......................................................................................................................................... 3
1-2-1- تعریف تغییر اقلیم.......................................................................................................................... 3
1-2-2- عوامل موٌثر در تغییر اقلیم.............................................................................................................. 3
1-2-3- سناریوهای تغییر اقلیم................................................................................................................... 4
1-3- هئیت بین دول تغییر اقلیم .............................................................................................................. 5
1-4- روشهای پیش بینی متغیرهای اقلیمی.............................................................................................. 7
1-4-1- پیش بینی مصنوعی متغیرها......................................................................................................... 7
1-4-2- بررسی روند تغییرات متغیرها در زمان گذشته و توسعه آن برای آینده ...................................... 8
1-4-3- مدلهای سه بعدی گردش عمومی جو AOGCM ................................................................... 9
1-5- محدودیت استفاده از خروجی مدلهای گردش عمومی جو............................................................... 10
1-6- روشهای کوچک مقیاس نمودن ....................................................................................................... 12
1-6-1- مدلهای دینامیکی ...................................................................................................................... 13
1-6-2- مدلهای هواشناسی ..................................................................................................................... 14
1-6-3- مدلهای آماری ............................................................................................................................ 14
1-6-4- مدلهاِی تابع انتقالی...................................................................................................................... 14
1-7- مزیتها و معایب مدلهای ریز مقیاسنمایی، دینامیکی و آماری ..................................................... 15
1-8- بزرگ مقیاسنمایی............................................................................................................................. 15
1-9- تغذیه و عوامل موثر در آن.................................................................................................................. 17
1-9-1- تغذیه.............................................................................................................................................. 18
1-9-2- انواع تغذیه.................................................................................................................................... 18
1-9-3- فرآیند تغذیه.................................................................................................................................. 19
1-9-3-1- نفوذ............................................................................................................................................ 19
1-9-3-2- سطح صفر جریان...................................................................................................................... 19
1-9-3-3- عمق ناحیه ریشه....................................................................................................................... 20
1-9-3-4- نفوذ خالص، زهکشی یا نفوذ عمقی..................................................................................... 20
1-9-3-5- ناحیه غیر اشباع....................................................................................................................... 20
1-9-4- عوامل موثر بر میزان تغذیه ....................................................................................................... 21
فهرست مطالب
عنوان صفحه
1-9-4-1- عوامل اقلیمی .......................................................................................................................... 21
1-9-4-2 - زمین شناسی و خاک............................................................................................................ 22
1-9-4-3- توپو گرافی ............................................................................................................................... 22
1-9-4-4- هیدرولوژی................................................................................................................................ 22
1-9-4-5- پوشش گیاهی و کاربری اراضی.............................................................................................. 23
1-9-5- روشهای تخمین میزان تغذیه .................................................................................................. 24
1-9-5-1- مدلهای بیلان آب در ناحیه غیر اشباع................................................................................ 25
1-9-5-1- 1- مدلهای حل معادله بیلان در ناحیه ریشه..................................................................... 25
1-9-5-1- 2- مدلهای حل معادله بیلان بر اساس معادله ریچارد...................................................... 26
1-9-5-2- مدلهای حوزه آبخیز............................................................................................................... 27
1-9-5-3- مدلهای آبهای زیرزمینی...................................................................................................... 27
1-9-5-4- اندازه گیری مستقیم................................................................................................................ 28
1-9-5-5- استفاده از ردیاب های شیمیایی............................................................................................ 28
1-9-5-6- استفاده از ردیاب گرمایی ..................................................................................................... 28
فصل دوم - سابقه تحقیق
2- سابقه تحقیق بطور مختصر................................................................................................................... 30
2- 1- تحقیقات انجام شده در خصوص ریز مقیاسنمایی مدلهای جهانی به
منظور شبیه سازی متغیرهای اقلیمی در خارج از کشور......................................................................... 30
2- 2- تحقیقات انجام شده در خصوص ریز مقیاسنمایی مدلهای جهانی به
منظور شبیه سازی متغیرهای اقلیمی در داخل کشور............................................................................ 33
2-3- تحقیقات انجام شده در خصوص اثر سناریوهای تغییر اقلیم روی منابع
آب خصوصا آبهای زیرزمینی در خارج از کشور...................................................................................... 35
2-4- تحقیقات انجام شده در خصوص اثر سناریوهای تغییر اقلیم روی منابع
آب خصوصا آبهای زیرزمینی در داخل کشور......................................................................................... 39
2-2- جمع بندی ....................................................................................................................................... 40
فصل سوم – مواد و روشها
فهرست مطالب
عنوان صفحه
3-1- موقعیت جغرافیایی و سیاسی منطقه.............................................................................................. 42
3-2- ویژگیهای طبیعی دشت کرمان........................................................................................................ 42
3-3- موقعیت آبخوان کرمان ..................................................................................................................... 43
3-4- کاربری اراضی در آبخوان کرمان ..................................................................................................... 44
3--5- بررسی متغیرهای اقلیمی دشت کرمان ....................................................................................... 44
3-6- وضعِیت منابع آبِی محدوده مطالعاتِی............................................................................................. 47
3-2- روش تحقیق ..................................................................................................................................... 47
3-2-1- داده مورد استفاده در این تحقیق ............................................................................................. 47
3-2-1-1- دادههای هوا شناسی و هیدرولوژی ...................................................................................... 47
3-2-1-2- داده های خاکشناسی ............................................................................................................ 47
3-2-2- مدلهای مورد استفاده در این رساله......................................................................................... 48
3-2-2-1- مدل گردش عمومی جو - اقیانوس CGCM1.......................................................................................................... 48
3-2-2-2- مدل گردش عمومی جو – اقیانوس HadCM3................................................................... 49
3-2-2-3- مدل SDSM............................................................................................................................ 49
3-2-3- مدل HHELP.............................................................................................................................. 51
3-2-3- انتخاب دوره پایه و دورههای آتی............................................................................................... 52
3-2-4- دادههای هواشناسی در دوره پایه (1990- 1961) ................................................................. 53
3-2-5- دادههای متغیرها پیشبینیکننده ( مدلهای جهانی و NCEP)............................................ 53
3- 2-6- ریزمقیاسنمایی خروجی مدلهای جهانی با استفاده ازمدل ریزمقیاسنمایی..................... 54
3-2-7- ریز مقیاسنمایی دما، بارش و تشعشعات خورشیدی ............................................................ 57
3-2-7-1- منوی تنظیمات........................................................................................................................ 58
3-2-7-2-کنترل کیفیت دادهها................................................................................................................ 59
3-2-7-3- تبدیل داده .............................................................................................................................. 60
-2-3-7-4- انتخاب متغیرها...................................................................................................................... 60
3-2-7-5- مرحلهی کالیبراسیون وارزیابی مدل...................................................................................... 61
3-2-8- بهینه سازی تعداد دفعات شبیه سازی ...................................................................................... 62
3-2-9- شبیه سازی- متغیرهای اقلیمی در دورههای آینده................................................................... 63
3-2-10- مقایسه گرافیکی داده ها........................................................................................................... 63
فهرست مطالب
عنوان صفحه
3-2-11- آنالیز مقادیر حداکثر.................................................................................................................. 63
3-2-11-1- توزیع تجربی.......................................................................................................................... 64
3-2-11-2- مقادیر حداکثر تعمیم یافته.................................................................................................. 64
3-2-11-3- توزیع گمبل........................................................................................................................... 65
3-2-11-4- تابع نمایی توسعه یافته(Streched Exponential)....................................................... 66
3-2-12- بزرگمقیاسنمایی..................................................................................................................... 66
3-2-13- روش ارزیابی مدل...................................................................................................................... 67
3-2-14- معیار ارزیابی روش ................................................................................................................... 67
3-2-15- معادلات کریجنگ و عکس فاصله ........................................................................................... 67
3-2-16- تخمِین مِیزان تغذِیه با استفاده از مدل HELP.................................................................... 71
3-2-17- دادههای موردنیاز مدل HELP ............................................................................................... 69
3-2-18- بررسی پارامترهای نگهداشت رطوبت خاک در مدل HElP.................................................. 71
3-2-19- ضریب هدایت هیدرولیکی خاک غیراشباع ............................................................................ 72
3-2-20- ضریب هیدرولیکی در منطقه دارای پوشش گیاهی .............................................................. 74
3-2-21- محاسبه ضریب تبخیر................................................................................................................ 74
33-2-22- ویژگی رطوبتی و هدایت هیدرولیکی برخی خاکها مورد استفاده در مدل HELP....... 75
3-2-23- تعیین شاخص سطح برگ و حداکثر عمق تبخیروتعرق........................................................ 75
3-2-24- نحوه اندازه گیری داده های خاک شناسی مورد نیاز مدل در این تحقیق ........................ 76
3-2-24-1- تعیین بافت خاک.................................................................................................................. 77
3-2-24-2- اندازه گیری رطوبت ظرفیت مزرعه و نقطه پژمردگی......................................................... 80
3-2-24-3- اندازه گیری جرم مخصوص ظاهری..................................................................................... 81
3-2-24-4- تخلخل خاک......................................................................................................................... 83
3-2-24-5- اندازه گیری ضریب نفوذ پذیری خاک(k).......................................................................... 83
3-2-25- حل معادلات در مدل HELP.................................................................................................. 85
3-2-25-1- پیشبینی یخزدگی خاک..................................................................................................... 87
3-2-25-2- ذوب و انباشت برف.............................................................................................................. 88
3-2-25-3- گیرش گیاهی......................................................................................................................... 90
3-2-25-4- محاسبه تبخیروتعرق پتانسیل.............................................................................................. 91
فهرست مطالب
عنوان صفحه
3-2-25-5- تبخیر از سطح....................................................................................................................... 93
3-2-25-6- نفوذ ....................................................................................................................................... 96
3-2-25-7- تبخیر از آب درون خاک....................................................................................................... 97
3-2-25-8- تعرق از طریق گیاه ............................................................................................................... 99
3-2-25-9- تبخیر و تعرق ....................................................................................................................... 99
3-2-25-10- رشد گیاه :........................................................................................................................... 100
3-2-25-11- حرکت آب در لایههای زیرین خاک ................................................................................ 104
3-2-25-12- حرکت عمودی آب ............................................................................................................ 106
3-2-325-13- میزان زهکشی از لایه های خطی خاک( با نفوذ پذیری کم)..................................... 108
3-2-25-14- جریانهای زیر سطحی ....................................................................................................... 109
3-2-25-15- دلایل انتخاب مدلHELP دراین تحقیق...................................................................... 109
فصل چهارم – نتایج
4-1- شبیه سازی متغیرهای اقلیمی......................................................................................................... 111
4-1-1- شاخصهای دمایی....................................................................................................................... 111
4-1-1-1- انتخاب متغیرهای مستقل جهت پیشبینی شاخصهای دمایی ....................................... 111
4-1-1-2- کالیبره کردن مدل SDSM ................................................................................................... 112
4-1-1-3- بهینه سازی تعداد دفعات شبیه سازی.................................................................................. 113
4-1-1-4- ارزیابی مدل برای شاخص های دمایی.................................................................................. 113
4-1-1-5- بررسی مقایر حدی شاخص های درجه حرات .................................................................... 124
4-1-1-6- شبیه سازی شاخص های دمایی در دوره ارزیابی ................................................................ 128
4-1-1-7- شبیه سازی شاخصهای دمایی در دوره پایه با استفاده از دادههای بازسازی شده.......... 129
4-1-1-8- شبیه سازی شاخص های دمایی در دورة پایة...................................................................... 129
4-1-1-9- شبیه سازی شاخص های دمایی در دورههای آتی ............................................................. 135
4-1-1-10- انتخاب مناسبترین مدل و سناریو به منظور شبیه سازی درجه حرارت ....................... 139
4-1-2- شبیه سازی بارش ........................................................................................................................ 141
4-1-2-1- انتخاب متغیر های پیشبینیکننده مناسب ......................................................................... 143
4-1-2-2- کالیبره کردن مدل SDSM ................................................................................................... 144
فهرست مطالب
عنوان صفحه
4-1-2-3- بررسی معیارهای توانایی مدل در شبیهسازی در دوره ارزیابی .......................................... 147
4-1-2-3- 1- معیارهای گرافیکی............................................................................................................. 147
4-1-2-3- 2- ویژگیهای آماری دادهها دوره ارزیابی............................................................................ 148
4-1-2-4- شبیه سازی بارش در دوره پایه (1990-1961)................................................................... 150
4-1-2-5- شبیه سازی بارش در دوره های آتی .................................................................................... 151
4-1-2-6- انتخاب مدل و سناریو مناسب ............................................................................................... 153
4-1-3- شبیه سازی تشعشات خورشیدی .............................................................................................. 153
4-1-3-1- انتخاب متغیرهای پیشبینی کننده مناسب.......................................................................... 156
4-1-3-2- کالیبره کردن مدل SDSM ................................................................................................... 158
4-1-3-3- بررسی معیارهای ارزیابی مدل در دوره ارزیابی ................................................................... 159
4-1-3-3- 1- معیارهای گرافیکی............................................................................................................. 159
4-1-3-3-2- ویژگیهای آماری دوره ارزیابی.......................................................................................... 161
4-1-3-4- شبیه سازی تشعشات در دوره پایه و دورههای آتی............................................................. 162
4-1-3-5- انتخاب سناریوی مناسب برای شبیه سازی تشعشات خورشیدی ...................................... 164
4-2 - بررسی ویژگیهای هیدرولوژیکی دشت و آبخوان کرمان ............................................................ 166
4-2-1- بررسی روند تغییرات سطح آب زیرزمینی دشت کرمان .......................................................... 167
4-2-1-2- بررسی تغییرات مکانی عمق سطح ایستابی آبخوان کرمان ................................................ 171
4-2-2 - بررسی وضعیت عمق سنگ بستر در دشت کرمان ................................................................. 175
4-3- بررسی میزان تغذیه در دشت کرمان.............................................................................................. 177
4-3- 1- بررسی ویژگی پروفیلها و لایههای خاک................................................................................. 179
4-3-2- بررسی رابطه بین ضریب هیدرولیکی و بافت خاک ................................................................. 180
4-3-3- محاسبه میزان تغذیه در هریک از پروفیلها ............................................................................. 180
4-3-4- بررسی میزان تغذیه تحت سناریوهای مختلف عمق تبخیر وتعرق و شاخص سطح برگ..... 185
4-3-5- بررسی تغییرات مکانی تغذیه ..................................................................................................... 188
4-3-6- محاسبه میانگین وزنی تغذیه ..................................................................................................... 194
فصل پنجم – بحث، نتیجه گیری و پیشنهادات
فهرست مطالب
عنوان صفحه
5- بحث و نتیجه گیری............................................................................................................................... 199
5-1- ریزمقیاسنمایی و شبیه سازی شاخصهای دمایی ...................................................................... 200
5-2- ریزمقیاسنمایی و شبیه سازی بارش ............................................................................................. 2002
5-3- ریزمقیاسنمایی و شبیه سازی تشعشات خورشیدی..................................................................... 204
5-4- بررسی روند تغییرات سطح آب زیر زمینی .................................................................................... 204
5-5- بررسی میزان تغذیه در دشت کرمان در شرایط فعلی و آتی ...................................................... 205
5-6- نتیخه گیری نهایی............................................................................................................................. 210
5-6- پیشنهادات ........................................................................................................................................ 210
فهرست منابع مورد استفاده ...................................................................................................................... 212
فهرست شکلها
عنوان صفحه
شکل (1-1) غلظت گاز دیکسیدکربن تحت سه سناریوی عمومی (A2, A1B و B1)
همراه با تغییرات متوسط درجه حرارت کره زمین نسبت به دوره (1999-1980) ........................... 6
شکل(1-2) وضعیت چهار خانواده سناریو SRES و ارتباط آنها با منابع مختلف بصورت شماتیک... 7
شکل(1-3) نمای شماتیک ازیک مدل سه بعدی گردش عمومی جو................................................... 10
شکل (1-4) نحوه ریز و بزرگ مقیاس نمایی از مدلهای جهانی به مقیاس
حوزه آبخیز و بالعکس.................................................................................................................................. 13
شکل (1-5) مقطع عمودی نفوذ از سطح زمین، زهکشی در منطقه غیر اشباع و تغذیه................... 21
شکل (3-1) موقعیت منطقه مورد مطالعه در ایران،کرمان،حوزه آبخیز کرمان – باغین....................... 45
شکل (3-2) موقعیت دشت کرمان در حوزه آبخیز کرمان همرا با زیر حوزهها و مساحت آنها........................46
شکل (3-3) نقشه کاربری اراضی آبخوان کرمان...................................................................................... .46
شکل (3-4)مراحل مختلف گردش کار در این تحقیق........................................................................... 50
شکل (3-5) تغییرات درجه حرارت کره زمین تحت مدل CGCM1 از سال 1990 تا2100 ........ 51
شکل (3-6) موقِعِیت ایستگاهای سیستم مشاهدهای اقلِیم جهانی در ایران........................................ 54
شکل (3-7) مراحل ریز و بزرگ مقیاس نمایی یک مدل جهانی بصورت شماتیک............................ 56
شکل (3-8) فرآیند ریز مقیاس نمایی در مدل SDSM......................................................................... 58
شکل (3-9) منوی اصلی مدل SDSM..................................................................................................... 59
شکل (3-10) گزارش کیفیت دادههای بارش ایستگاه کرمان................................................................. 59
شکل (3-11) بخش مربوط به تبدیل دادهها در مدل SDSM............................................................. 60
شکل (3-12) پنجره مربوط به کالیبره نمودن مدل SDSM................................................................... 63
شکل (3-13) پنجره مربوط به شبیه سازی متغیرهای اقلیمی در شرایط فعلی و آتی....................... 64
شکل (3-14) پنجره مربوط به مقایسه نتایج............................................................................................ 64
شکل (3-15) وضعیت لایه ها در مدل HELP..................................................................................... 71
شکل (3-16) ارتباط بین پارامترهای نگهداشت و بافت خاک............................................................... 72
شکل(3-17) پراکنش جغرافیایی حداکثر شاخص سطح برگ................................................................ 78
شکل (3-18) پراکنش جغرافیایی حداکثر وحداقل عمق تبخیر وتعرق................................................. 79
شکل (3-19) موقعیت پروفیلهای خاک احداثی در آبخوان کرمان...................................................... 79
شکل (3-20) دستگاه هیدرومتری و مثلث بافت خاک........................................................................... 80
فهرست شکلها
عنوان صفحه
شکل (3-21) دستگاه صفحات فشاری اندازهگیری FC وPWP............................................................. 82
شکل (3-22) اجزاء مختلف دستگاه اندازه گیری ضریب نفوذپذیری خاک........................................... 86
شکل (3-23) صفحه اصلی مدل HELP.................................................................................................. 110
شکل (4-1) ضریب همبستگی بین متغیر های مستقل( داده های بازسازی شده)
مدل HadCM3 و (الف)متوسط دمای روزانه، (ب) متوسط حد اکثر دما و (ج)متوسط
حداقل دما در ایستگاه کرمان.................................................................................................................... 114
شکل (4-2) ماتریس همبستگی و ضریب همبستگی جزیی بین متغیر های مستقل
دادههای بازسازی شده مدل HadCM3 و (الف) متوسط دمای روزانه، (ب) متوسط
حد اکثر دما و (ج)متوسط حداقل دما در ایستگاه کرمان....................................................................... 115
شکل (4-3) نمودار پراکندگی دمای مشاهدهای در ارتفاع 2متری سطح زمین مدل HadCM3
و (الف) متوسط دمای روزانه، (ب) متوسط حد اکثر دما و (ج) متوسط حداقل دما در
ایستگاه کرمان.............................................................................................................................................. 116
شکل (4-4) ساختار مدل (الف) حداکثر دما، (ب) حداقل دما در مدل HadM3 و (ج) متوسط
دما روزانه در مدل CGCM..................................................................................................................... 118
شکل (4-5) مقادیر متوسط دمای روزانه شبیه سازی شده در مقابل مقادیرمشاهدهای
دردوره ارزیابی (1990-1976) ، (الف ) مدلHadCM3 و (ب) مدل CGCM................................. 119
شکل (4-6) نمودار فراوانی دمای متوسط روزانه داده های مشاهدهای و شبیه سازی
در دوره ارزیابی، (1990-1976)، (الف) مدل HadCM3 و (ب) مدل CGCM................................. 120
شکل (4-7) سری زمانی دادههای مشاهدهای و شبیه سازی شده دوره (1990-1980)
دمای متوسط روزانه ، (الف) مدل HadCM3 و (ب) مدل CGCM.................................................... 121
شکل (4-8) نمودار پراکنش باقی ماندهها در مقابل دادههای مشاهدهای دمای متوسط
روزانه دوره ارزیابی، (1990-1976)، (الف) مدل HadCM3 و (ب) مدل CGCM........................... 122
شکل(4-9) هیستوگرام فراوانی باقی ماندهها، متوسط درجه حرارت روزانه در دوره
ارزیابی، (1990-1976)، (الف) مدل HadCM3 و(ب) مدل CGCM................................................. 123
شکل (4-10) (الف) نمودار پراکش باقی ماندهها، (ب) فراونی دادهها مشاهدهای و
شبیه سازی (ج) نمودارپراکنش دادهها مشاهدهای در مقابل دادههای شبیهسازی شده،
حداکثر درجه حرارت، در دوره ارزیابی(1990-1976).......................................................................... 124
فهرست شکلها
عنوان صفحه
شکل (4-11) نتایج حاصل از برازش متوسط درجه حرارت روزانهی داده های مشاهدهای و
شبیه سازی به روش حداکثر تعمیم یافته در دوره ارزیابی، (1990-1976)،
(الف) مدل HadCM3 و(ب) مدل CGCM............................................................................................ 125
شکل (4-12) نتایج حاصل از برازش متوسط درجه حرارت روزانهی داده های مشاهدهای
وشبیه سازی روش تابع نمایی توسعه یافته ، در دوره ارزیابی، (1990-1976)،
(الف) مدل HadCM3 و (ب) مدل CGCM........................................................................................... 126
شکل (4-13) نتایج حاصل از برازش متوسط درجه حرارت روزانهی دادههای مشاهدهای
و شبیهسازی توزیع گمبل در دوره ارزیابی، (1990-1976)، (الف) مدل HadCM3
و (ب) مدل CGCM................................................................................................................................... 127
شکل (4-14) نتایج حاصل از برازش متوسط درجه حرارت روزانه ، دادههای مشاهدهای و
شبیه سازی توزیع تجربی ، در دوره ارزیابی، (1990-1976)، (الف) مدل HadCM3
و (ب) مدل CGCM................................................................................................................................... 128
شکل (4-15) دادههای شبیهسازی و مشاهدهای متوسط درجه حرارت ماهانه در
دوره ارزیابی(1990-1976)، (الف) مدل HadCM3 و (ب) مدل CGCM...................................... 130
شکل (4-16) دادههای شبیه سازی و مشاهدهای حداکثر درجه حرارت ماهانه در دوره
ارزیابی (1990-1976)، (الف) مدل HadCM3 و (ب) مدل CGCM............................................. 131
شکل (4-17) دادههای شبیه سازی و مشاهدهای حداقل درجه حرارت ماهانه در دوره
ارزیابی(1990-1976)، (الف) مدل HadCM3 و (ب) مدل CGCM............................................... 132
شکل (4-18) متوسط درجه حرارت مشاهدهای و شبیه سازی شده با استفاده از دادههای
مشاهدهای و مدلها در دوره پایه (1990-1961) در ایستگاه کرمان.................................................. 135
شکل(4-19) متوسط درجه حرارت مشاهدهای در دوره پایه و شبیهسازی
( الف) دهه2020، (ب) دهه2050، (د) دهه2080، (ر) حداکثرمطلق درجه حرارت در دوره
پایه و دهه 2080 و (ز) حداقل مطلق درجه حرارت در دوه پایه و دهه 2080 به تفکیک مدل....... 140
شکل (4-20) متوسط درجه حرارت ماهانه سناریو A2 مدل HadCM3 و دادههای
مشاهدهای در دوره پایه............................................................................................................................. 141
شکل (4-21) واریانس متوسط درجه حرارت سناریو A2 مدل HadCM3 و دادههای
مشاهدهای در دوره پایه.............................................................................................................................. 142
فهرست شکلها
عنوان صفحه
شکل (4-22) متوسط حداقل درجه حرارت ماهانه سناریو A2 مدل HadCM3
و دادههای مشاهدهای در دوره پایه.......................................................................................................... 143
شکل (4-23) اختلاف مطلق متوسط درجه حرارت دورههای آتی با دادههای مشاهدهای
تحت سناریو A2 مدل HadCM3 در ایستگاه کرمان............................................................................. 143
شکل (4-24) ضریب تعیین بین متغیرهای اتمسفری و بارش روزانه در
ایستگاه کرمان (مدل HadCM3 )............................................................................................................ 145
شکل (4-25) ماتریس همبستگی بین متغیرهای اتمسفری و بارش در ایستگاه کرمان ................... 145
شکل (4-26) نمودار پراکنش متغیر وابسته در مقابل متغیر مستقل (بارش) در ایستگاه کرمان........ 146
شکل (4-27) ضریب تعیین بین متغیر های اتمسفر و بارش روزانه در ایستگاه
کرمان مدل CGCM................................................................................................................................... 146
شکل (4-28) نمودار پراکنش متغیر وابسته(بارش) در مقابل باقی ماندهها در ایستگاه کرمان........... 147
شکل (4-29) پراکنش دادههای مشاهدهای(بارش) درمقابل دادههای شبیه سازی در
دوره ارزیابی در ایستگاه کرمان................................................................................................................... 147
شکل (4-30) فراوانی دادههای مشاهدهای و شبیهسازی (بارش) در دوره ارزیابی ............................. 148
شکل (4-31) سری زمانی دادههای مشاهدهای وشبیه سازی شده بارش........................................... 148
شکل (4-32) ( الف ) میانگین، (ب) واریانس و (ج) حداکثرمقدار بارش 5 روز
متوالی دادههای مشاهدهای و شبیه سازی در دوره ارزیابی در ایستگاه کرمان..................................... 149
شکل (4-33) متوسط بارش روزانه مشاهدهای و شبیه سازی به تفکیک ماه
در دوره پایه، (الف)NCEP، (ب)سناریو A2 و (ج) سناریوی B2 در ایستگاه کرمان........................... 154
شکل (4-34) واریانس بارش روزانه مشاهدهای و شبیه سازی به تفکیک ماه در
دوره پایه، (الف) NCEP (ب)سناریو A2 (ج) سناریوی B2 در ایستگاه کرمان................................... 155
شکل (4-35) بارش ماهانه مشاهدهای در دوره پایه، و شبیه سازی شده تحت سناریو
A2(الف) دهه 2020، (ب) دهه 2050 و (ج) دهه 2080............................................................... 157
شکل (4-36) درصد تغییرات بارش در دهههای 2020، 2050 و2080 نسبت به
دادههای مشاهدهای دوره پایه (تحت سناریوی A2 مدل HadCM3) در ایستگا کرمان.................... 158
شکل (4-37) ضریب تعیین، خطای استاندارد و ضریب واتسون، هفت متغیر مستقل
مورد استفاده ساختار مدل SDSM به منظور شبیه سازی تشعشات خورشیدی ............................... 158
فهرست شکلها
عنوان صفحه
شکل (4-38) نمودار پراکنش متغیر وابسته (تشعشات خورشید) در مقابل باقی ماندهها .................. 159
شکل (4-39) توزیع فراوانی باقی ماندههای تشعشات خورشید.......................................................... 159
شکل (4-40) پراکنش دادههای مشاهدهای درمقابل دادههای شبیه سازی
(تشعشات خورشیدی)................................................................................................................................. 160
شکل (4-41) فراوانی دادههای مشاهدهای و شبیه سازی تشعشات خورشیدی در دوره ارزیابی .... 160
شکل (4-42) سری زمانی دادههای مشاهدهای و شبیه سازی شده تشعشات..................................... 160
شکل (4-43) متوسط تشعشات خورشیدی دادههای مشاهدهای و شبیه سازی................................ 161
شکل (4-44) واریانس تشعشات خورشیدی دادههای مشاهدهای و شبیه سازی.............................. 161
شکل (4-45) مجموع ماهانه تشعشات خورشیدی دادههای مشاهدهای و شبیه سازی ................ 162
شکل (4-46) مقدارحداکثر روزانه تشعشات خورشیدی دادههای مشاهدهای و شبیه سازی.............. 162
شکل (4-47) متوسط تشعشات روزانه در دوره پایه (1990-1961) و دورههای آتی........................ 166
شکل (4-48) درصد تغییرات تشعشات خورشیدی در دورههای30 ساله آتی نسبت به دوره پایه.... 166
شکل (4-49) شاخصهای آماری چاههای مشاهدهای در محدوده مطالعاتی کرمان- باغین.............. 169
شکل (4-50) پراکنش چاههای مشاهدهای در محدوده مطالعاتی کرمان- باغین................................ 170
شکل (4-51) ویژگیهای توزیع آماری چاههای مشاهدهای در محدوده مطالعاتی کرمان- باغین..... 170
شکل (4-52) نمودار واریوگرام برازش داده شده به دادهها چاههاه مشاهدهای کرمان- باغین.......... 171
شکل (4-53) نمودار واریوگرام سه بعدی برازش شده چاههاه مشاهدهای کرمان- باغین.................. 171
شکل (4-54) نمودار تغییرات عمق سطح ایستابی دشت کرمان......................................................... 172
شکل (4-55) نمودار تغییرات عمق سطح ایستابی آبخوان کرمان....................................................... 173
شکل (4-56) نقشه عمق سطح ایستابی دشت کرمان- باغین............................................................... 174
شکل (4-57) نقشه عمق سطح ایستابی آبخوان کرمان در مهرماه 1381......................................... 174
شکل (4-58) نقشه عمق سطح ایستابی آبخوان کرمان درشهریور 1389........................................... 175
شکل (4-59) (الف) پراکنش سونداژهای ژئوالکتریک و (ب) نقشه خطوط هم عمق، سنگ کف دشت کرمان 176
شکل (4-60) موقعیت مقاطع زمین شناسی بر روی نقشه زمین شناسی دشت کرمان...................... 176
شکل (4-61 ) ( الف) راستای مقاطع طولی و عرضی( ب) مقطع شرقی- غربی (SC.3)رقوم
ارتفاعی سنگ بستر، (ج) مقطع شمالی- جنوبی (Sc- C)، رقوم ارتفاعی سنگ بستر......................... 178
فهرست شکلها
عنوان صفحه
شکل (4-62) موقعیت پروفیلها در مثلث بافت....................................................................................... 181
شکل (4-63) موقعیت پروفیل ها در مثلث بافت خاک سمت راست (لایه 150-100 سانتیمتر )
سمت چپ میانگین کل لایه ها................................................................................................................ 181
شکل (4-64) میزان تغدیه در هریک از پروفیل ها به تفکیک دوره در آبخوان کرمان ........................ 186
شکل (4-65) نمونهای از خروجی نتایج حاصل از مدل HELP........................................................... 188
شکل (4-66) پراکنش نقاط میزان تغذیه درمحدوده آبخوان کرمان، (الف) دوره پایه،
(ب) دهه، 2020، ( ج) دهه،2050 و ( د ) دهه 2080......................................................................... 190
شکل (4-67) مدل واریوگرام برازش شده بر میزان تغذیه درمحدوده آبخوان کرمان،
(الف) دوره پایه، (ب) دهه، 2020، ( ج) دهه،2050 و ( د ) دهه 2080............................................. 191
شکل (4-68) نقشه سه بعدی میزان تغذیه در درمحدوده آبخوان کرمان، (الف) دوره پایه،
(ب) دهه، 2020......................................................................................................................................... 192
شکل (4-69) نقشه سه بعدی میزان تغذیه درمحدوده آبخوان کرمان (الف) دهه 2050،
(ب) دهه، 2080......................................................................................................................................... 193
شکل (4-70) نقشه سه بعدی میزان انحراف معیار تغذیه درمحدوده آبخوان کرمان
(الف) دهه 2050، (ب) دهه، 2080......................................................................................................... 194
شکل (4-71) فراوانی هریک از کلاسهای درصد تغییرات تغذیه ........................................................ 196
شکل (4-72) توزیع مکانی تغذیه در آبخوان کرمان، (الف) دوره پایه، (ب) دهه،
2020، (ج) دهه 2050 و (د) دهه 2080................................................................................................ 197
شکل (4-73) توزیع مکانی درصد تغییرات تغدیه در دورههای آتی نسبت به دوره پایه،.................... 198
فهرست جدولها
عنوان صفحه
جدول(1-1) برخی از ویژگیهای سناریوها رایج موجود درمرکز توزیع دادههای DDC و
مقایسه آنها با سناریوهای IS92 (IPPC,TGC-IA,.2007)................................................................ 8
جدول(1-2) مشخصات مدل های AOGCM موجود در DDC مربوط به پایگاه
اطلاع رسانیIPCC.................................................................................................................................... 11
جدول(1-3) مراکز توسعه دهنده مدلهای جهانی مورد استفاده در شبیه سازی متغیرهای
اقلیمی در آینده (IPCC- DDC., 2005).............................................................................................. 12
جدول (1-4) مزیتها و معایب دو گروه عمده روشهای ریزمقیاسنمایی........................................... 16
جدول (3-1) مساحت هر یک از واحدهای ژئومرفولوژی حوزه آبخیز دشت کرمان.............................. 43
جدول (3-2) متغیر شبیه سازی شده توسط مدلهای جهانی و مرکز NCEP.................................... 54
جدول (3-3) ویژگیهای رطوبتی خاکها با تراکم کم........................................................................... 76
جدول (3-4) ویژگیهای رطوبتی خاکها با تراکم متوسط و بالا.......................................................... 77
جدول (3-5) تشریح علائم بکار گرفته شده در جداول ویژگیهای خاک به تفکیک سازمان............. 78
جدول (4-1) متغیرهای مستقل مورد استفاده جهت کالیبره نمودن مدل........................................... 113
جدول(4-4) دادههای مشاهدهای، شبیه سازی شده و میانگین خطای مطلق در
دوره ارزیابی مدل (1990-1976) به تفکیک مدلهای جهانی.............................................................. 133
جدول (4-5) خطای مطلق (متوسط حداکثر، حداقل و روزانه درجه حرارت) در
دوره پایه در ایستگاه کرمان....................................................................................................................... 134
جدول(4-6) شاخصهای دمایی مشاهدهای و شیبه سازی با استفاده ازمدلهای
CGCM و Hadcm3 تحت سناریوهای و در دورة پایه (1990-1961) ............................. 137
جدول(4-7) مقدار شاخصهای دمایی سالانة دورة پایه و آتی به تفکیک سناریو............................... 139
جدول (4-8) خطای مطلق و انحراف معیار متوسط درجه حرارت دو سناریو A2 و B2
مدل HadCM3 دردوره پایه(1990-1961).......................................................................................... 142
جدول (4-9) مقدار بارش(مشاهدهای وشبیه ساز) و خطای مطلق به تفکیک پایگاه دادهها
در دوره پایه در ایستگاه کرمان................................................................................................................. 151
جدول (4-10) واریانس و درصد تغییرات واریانس شبیه سازی به مشاهدهای، بارش دردوره پایه.....152
فهرست جدولها
عنوان صفحه
جدول (4-11) میزان بارش مشاهدهای و شبیه سازی شده در دوره های آتی در ایستگاه کرمان .... 156
جدول (4-12) میانگین، واریانس و درصد تغییرات واریانس تشعشات دادههای
مشاهدهای و شبیه سازی در دوره ارزیابی................................................................................................. 163
جدول (4-13) متوسط تشعشات خورشیدی، دوره پایه و دورههای آتی در ایستگاه کرمان............... 164
جدول (4-14) میانگین خطای مطلق و تغییرات واریانس تشعشات دو سناریوی A2 و B2
نسبت به داده هایNCEP......................................................................................................................... 165
جدول (4-15) میانگین خطای مطلق سالانه مربوط به سطح ایستابی آبخوان کرمان ....................... 168
جدول (4-6) متوسط بارش و عمق سطح ایستابی سالانه آبخوان کرمان........................................... 169
جدول (4-17) مقدارپارامترهای مدل HELP....................................................................................... 179
جدول (4-18) ویژگیهای هیدرو لیکی پروفیل های خاک عمق (50-0).......................................... 182
جدول (4-19) ویژگیهای هیدرو لیکی پروفیل های خاک عمق (100-50) .................................. 184
جدول (4-20) ویژگیهای هیدرو لیکی پروفیل های خاک عمق (150-100) ................................. 213
جدول (4-21) میزان تغدیه در هریک از پروفیل ها به تفکیک دوره .................................................. 185
جدول (4-22) میزان تغذیه تحت سناریوهای مختلف عمق تبخیر وتعرق با استفاده از
مدل HELP در دوره پایه........................................................................................................................... 186
جدول (4-23) میزان تغذیه تحت سناریوهای مختلف عمق تبخیر وتعرق با استفاده از
مدل HELP در دوره پایه........................................................................................................................... 187
جدول (4-24) ویژگیهای آماری مدل واریوگرام برازش شده بر دادههای تغذیه به تفکیک دوره..... 189
جدول (4-25) میزان، درصد و درصد تغییرات تغدیه و مقدار بارش سالانه، فصل زمستان
و نسبت بارش فصل زمستان به کل بارش سالانه دوره پایه و دورههای آتی......................................... 196
جدول (4-26) متوسط دمای و تشعشات خورشیدی سالانه و فصل زمستان.................................... 226
و.
