مقدمه تغییر اقلیم می‌تواند تغییراتی در میزان و الگوی بارش، دما و تبخیر و تعرق ایجاد کند که بر قابلیت دسترسی منابع آب تأثیر می‌گذارد، فراوانی و شدت سیلاب‌ها و خشک‌سالی‌ها را افزایش می‌دهد، موجب تخریب بوم‌سازگانی می‌شود که خود عامل حفظ کیفیت آب است و همچنین موجب تغییر دینامیک رواناب می‌شود. از طرف دیگر، تغییر پوشش زمین و افزایش جمعیت نیز بر سیستم هیدرولوژیکی تأثیر می‌گذارد. شناخت پاسخ هیدرولوژیکی حوزه‌های آبخیز به تغییر فیزیکی (کاربری اراضی) و اقلیمی (بارش و دما) و کمی کردن تغییر بیلان آب ناشی از تغییرات محیطی برای توسعه پایدار منابع آب حائز اهمیت بسیار است و مؤلفه مهمی در مدیریت و برنامه‌ریزی منابع آب است. هدف پژوهش حاضر مدیریت عرضه و تقاضای آب در آینده در شرایط تغییر در مقیاس حوضه رودخانه است. در راستای این هدف، وضعیت عرضه و تقاضای آب در حوضه رودخانه گرگانرود در شرایط تغییر اقلیم، تغییر کاربری اراضی و تغییر جمعیت ارزیابی شد. حوضه رودخانه گرگانرود در شمال شرق ایران در سه استان گلستان، خراسان شمالی و سمنان واقع شده است که مساحت آن حدود 11220 کیلومترمربع است. منطقه مورد مطالعه منبع مهم تأمین آب برای بخش‌های خانگی، کشاورزی، صنعت و محیط‌زیست در استان گلستان است و لذا بررسی وضعیت منابع آب در این منطقه در دوره آینده دارای اهمیت است. مواد و روش‌ها برای پیشبینیشرایط اقلیمی در دوره آینده (2040-2020) داده‌های مدل بزرگ مقیاس اقلیمی CanESM2 تحت دو سناریوی تغییر اقلیمRCP2.6 و RCP8.5 تهیه شد. سپس، این داده‌ها توسط مدل ریزمقیاس‌نمایی آماری (SDSM) در سطح ایستگاه‌های اندازه‌گیری اقلیمی ریزمقیاس شدند. برای بارش 12 ایستگاه اقلیمی و برای دمای حداقل و دمای حداکثر نه ایستگاه اقلیمی در نظر گرفته شد. نقشه کاربری اراضی برای سال‌های 1999، 2009 و 2017 با استفاده از تصاویر ماهواره لندست و نرم‌افزار IDRISI تهیه شد. سپس، پیش‌بینی تغییرات کاربری اراضی با استفاده از ابزارLand Change Modeler (LCM) در نرم افزار TerrSet انجام شد. میزان جمعیت در حوضه رودخانه گرگانرود و نیز تقاضای آب در بخش‌های خانگی، صنعت، کشاورزی و محیط‌زیست برای دوره آینده پیش‌بینی شد. سپس، مدل هیدرولوژیکی HEC-HMS SMA با استفاده از داده‌های بارش و رواناب دوره 2009-2007 میلادی واسنجی و برای ژانویه 2013 تا مارس 2014 اعتبارسنجی شد. مدل هیدرولوژیکی واسنجی و اعتبارسنجی شده برای شبیه‌سازی مؤلفه‌های هیدرولوژیکی (رواناب، تغذیه آب زیرزمینی، حجم جریان‌های ورودی، خروجی و ذخیره در مخازن سد) در شرایط تغییر اقلیم و تغییرکاربری اراضی مورد استفاده قرار گرفت. در نهایت، مقدار شاخص تنش تأمین آب (WaSSI)از تقسیم تقاضای آب به عرضه آب تحت دو سناریوی RCP2.6 و RCP8.5 به دست آمد و با شرایط گذشته مورد مقایسه قرار گرفت. نتایج و بحث بررسی‌ها نشان می‌دهد که میانگین وزنی شاخص تنش تأمین آب از 003/1 برای دوره زمانی 1385-1345 به 033/1 برای دوره 1390-1345 افزایش یافته است. بررسی تغییر اقلیم تغییراتی را در میزان بارش، حداقل و حداکثر دما در ایستگاه‌های مختلف اقلیمی تحت هر دو سناریوی RCP2.6 وRCP8.5 نشان می‌دهد. لازم به ذکر است که تأثیر سناریوهای تغییر اقلیم در همه ایستگاه‌های اقلیمی یکسان نیست. پیش‌بینی تغییر کاربری اراضی، نشان‌دهنده کاهش سطح اراضی زراعی و تبدیل آن‌ها به مناطق مسکونی است. علاوه بر این، تبدیل جنگل‌های متراکم به جنگل‌های نیمه‌متراکم و مراتع قابل توجه است. پیش‌بینی تغییر جمعیت و تقاضای آب نشان‌دهنده افزایش این متغیرها است. مقایسه میانگین آبدهی سالانه در گذشته (2017-2006) و آینده (2040-2020) در ایستگاه هیدرومتری آق‌قلا نشان می‌دهد که این متغیر تحت سناریوهای RCP2.6 و RCP8.5 به ترتیب دارای مقادیر 038/207 و 8/210 میلیون مترمکعب خواهد بود که بطور قابل توجهی بیش از مقدار آن در دوره گذشته با میزان 64/179 میلیون مترمکعب است. مجموع مؤلفه‌های عرضه آب به ازای سناریوی RCP2.6 برابر با 49/930 و به ازای سناریوی RCP8.5 برابر با 85/935 میلیون مترمکعب است. مجموع مؤلفه‌های تقاضای آب به ازای سناریوی RCP2.6 برابر با 04/1495 و به ازای سناریوی RCP8.5 برابر با 2/1379 میلیون مترمکعب است. مقدار میانه WaSSI در آینده تحت دو سناریوی تغییر اقلیم RCP2.6 و RCP8.5 به ترتیب 61/1و 45/1 پیش‌بینی شد. نتیجه‌گیری در این پژوهش اثر تغییر اقلیم، تغییر کاربری اراضی و تغییر جمعیت بر منابع آب حوضه رودخانه گرگانرود مورد بررسی قرار گرفت. با محاسبه شاخص تنش تأمین آب مشخص شد که بر مبنای شاخص استفاده شده، نبود امنیت آبی در دوره آینده در حوضه رودخانه گرگانرود به عنوان یک چالش مطرح خواهد بود. در مدیریت منابع آب باید بر هر دو سمت عرضه و تقاضای آب تمرکز شود. اما، از آنجا که امکان مدیریت عرضه آب کمتر وجود دارد، لازم است تمرکز بیشتری بر مدیریت تقاضای آب صورت گیرد. در همین راستا، باید به دنبال راهکارهایی بود که امکان اجرایی شدن آن‌ها بیشتر باشد. گزینه‌های مدیریت تقاضای آب در بخش کشاورزی مانند تغییر الگوی کشت، تغییر تاریخ کشت، کاهش ضایعات بخش کشاورزی و کاهش تبخیر از سطح خاک از جمله راهکارهای مناسب در زمینه مدیریت تقاضای آب هستند. همچنین، مشاهده تغییرات کاربری اراضی و به ویژه افزایش سطح اراضی مسکونی و کاهش سطح جنگل‌های متراکم در این پژوهش هشداری است برای سیاست‌گذاران، تصمیم‌گیرندگان، مدیران و بخش‌های اجرایی به‌منظور حفاظت بیشتر از منابع طبیعی و مدیریت توسعه اراضی مسکونی.روش‌شناسی و خروجی‌های این پژوهش می‌تواند برای تصمیم‌گیران و مدیران منابع آب در شرایط تغییر و عدم قطعیت‌های مرتبط با آن، در حوضه رودخانه گرگانرود و شرایط مشابه مفید باشد.
Ghonchepour D, Sadoddin A, Bahremand A, Jakeman A, Salmanmahiny A, Croke B. Predicting the Water Supply Stress Index (WaSSI) under the Combined Scenarios of Climate Change, Land Use Change and Population Growth for the Gorgan-roud River Basin, Golestan Province- Iran. jwmseir 2025; 18 (67) : 5 URL: http://jwmsei.ir/article-1-1158-fa.html
غنچه پور دیبا، سعدالدین امیر، بهره مند عبدالرضا، جیکمن آنتونی، سلمان ماهینی عبدالرسول، کروک بری. پیش‌بینی شاخص تنش تأمین آب (WaSSI) تحت سناریوهای ترکیبی تغییر اقلیم، تغییرکاربری اراضی و رشد جمعیت در حوضه رودخانه گرگانرود، استان گلستان. مجله علوم ومهندسی آبخیزداری ایران. 1403; 18 (67) :58-72
به اطلاع کلیه نویسندگان ، محققین و داوران محترم می رساند:با عنایت به تصمیم هیئت تحریریه مجله علمی پژوهشی علوم و مهندسی آبخیزداری فرمت تهیه مقاله به شکل پیوست در بخش راهنمای نویسندگان تغییر کرده است. در این راستا، از تاریخ ۱۴۰۳/۰۱/۲۱ کلیه مقالات ارسالی فقط در صورتی که طبق راهنمای نگارش جدید تنظیم شده باشد مورد بررسی قرار خواهد گرفت.
