ارزیابی تأثیر تغییر اقلیم بر منابع آب سطحی حوضه کارون و تولید برق‌آبی سد شهید عباسپور تحت سناریوهای RCP

مظفری, غلامعلی; بهزادی کریمی, حسین; محمدی راوری, فروغ

doi:10.22111/jneh.2025.50099.2076

ارزیابی تأثیر تغییر اقلیم بر منابع آب سطحی حوضه کارون و تولید برق‌آبی سد شهید عباسپور تحت سناریوهای RCP

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

¹ استاد اقلیم شناسی دانشگاه یزد، یزد ایران

² دانش آموخته دکترای آب و هواشناسی دانشگاه یزد، یزد ایران

³ دانشجوی دکتری تخصصی اقلیم شناسی دانشگاه یزد، یزد ایران

10.22111/jneh.2025.50099.2076

چکیده

گرمایش جهانی ناشی از افزایش غلظت گازهای گلخانه‌ای در دهه‌های اخیر باعث تغییرات قابل‌توجهی در فراسنج‌های اقلیمی شده است که می‌تواند منابع آب سطحی و به‌تبع آن تولید انرژی برق‌آبی را تحت تأثیر قرار دهد. حوضه آبریز کارون به‌عنوان یکی از مهم‌ترین منابع تأمین آب و تولید برق‌آبی در کشور، به‌واسطه وجود سدهای مخزنی بزرگ از اهمیت بالایی برخوردار است. در این پژوهش، تأثیر تغییر اقلیم بر منابع آب سطحی حوضه آبریز کارون و تولید برق‌آبی سد شهید عباسپور در دوره‌های آتی تحت سناریوهای انتشار RCPs ارزیابی شد. برای این منظور از شبکه عصبی مصنوعی (ANN) جهت مدل‌سازی و پیش‌‌نمایی داده‌های هیدرو-اقلیمی و تولید انرژی برق‌آبی استفاده گردید. نتایج شبیه‌سازی نشان داد که در دوره‌های آتی، میزان تولید انرژی برق‌آبی در محدوده 5/2 درصد افزایش تا 3/22 درصد کاهش نسبت به دوره پایه متغیر خواهد بود. همچنین، تحت سناریوی خوش‌بینانه(RCP2.6)،تغییرات انرژی برق‌آبی روند افزایشی غیرمعنی‌دار داشت، درحالی‌که تحت سناریوهای بدبینانه (RCP4.5 و RCP8.5)، کاهش معنی‌دار تولید انرژی برق‌آبی تأیید شد. این نتایج نشان می‌دهد که تغییرات اقلیمی می‌تواند اثرات منفی قابل‌توجهی بر منابع آب سطحی و تولید انرژی برق‌آبی در آینده داشته باشد و مدیریت منابع آب و برنامه‌ریزی بلندمدت در این زمینه ضروری است.

کلیدواژه‌ها

موضوعات

تغییر اقلیم

عنوان مقاله [English]

Assessment of Climate Change Impact on Surface Water Resources of the Karun Basin and Hydropower Generation at Shahid Abbaspour Dam under RCP Scenarios

نویسندگان [English]

Gholam Ali Mozaffari ¹
Hossein Behzadi Karimi ²
Forough Mohammadi Ravari ³

¹ Professor of Climatology, Yazd University, Yazd, Iran

² PhD in Hydrology, Yazd University, Yazd, Iran

³ PhD student in Climatology, Yazd University, Yazd, Iran

چکیده [English]

Global warming, caused by the increase in greenhouse gas concentrations in recent decades, has led to significant changes in climatic parameters, which can impact surface water resources and, consequently, hydropower production. The Karun basin, as one of the most important sources of water supply and hydropower generation in the country, plays a crucial role due to its large reservoir dams. This study evaluates the impact of climate change on the surface water resources of the Karun basin and hydropower generation at the Shahid Abbaspour Dam under future scenarios of RCP emissions. For this purpose, an Artificial Neural Network (ANN) model was used to simulate and predict hydro-climatic data and hydropower generation. The simulation results indicate that, in future periods, the annual hydropower production will vary between a 2.5% increase and a 22.3% decrease compared to the baseline period. Furthermore, under the optimistic scenario (RCP2.6), the changes in hydropower energy show a non-significant increase, while under the pessimistic scenarios (RCP4.5 and RCP8.5), a significant decrease in energy production is confirmed. These results suggest that climate change could have considerable negative effects on surface water resources and hydropower production in the future, highlighting the need for water resource management and long-term planning.

کلیدواژه‌ها [English]

Climate change
Artificial Neural Network (ANN)
Surface water resources
Hydropower energy
Karun River Basin
Shahid Abbaspour Dam

مراجع

امینی ناغانی، فهیمه؛ میرعباسی نجف‌آبادی، رسول؛ زمانی، رضا و نصراصفهانی، محمدعلی (1400)، بررسی اثر تغییر اقلیم بر میزان تولید انرژی برق‌آبی سد کارون چهار، نشریه علمی پژوهشی مهندسی آبیاری و آب ایران، سال یازدهم، شمار 44، 251-236.

سالنامه آماری آب کشور 1391-1390 (1394)، دفتر برنامه‌ریزی کلان آب و آبفای وزارت نیرو، تهران.

سالنامه آماری نیروگاه‌های برق‌آبی کشور (1398)، شرکت مدیریت منابع آب ایران، وزارت نیرو، تهران.

شاهی ترازکی و صولتی تبار، عبدالرحیم (1397)، تغییر اقلیم و مدیریت تطبیقی سد دز، تولید انرژی برق‌آبی و تأمین مصارف پایاب با بهره‌گیری از پویایی سیستم، پایان‌نامه کارشناسی ارشد، مهندسی و مدیریت منابع آب، دانشکده مهندسی، مؤسسه آموزش عالی آل طه، تهران.

عارف، محمدرضا و علیجانی، بهلول (1397)، بررسی تغییرات دما و بارش حوزه آبخیز یزد-اردکان با SDSM تحت شرایط تغییر اقلیم آینده، نشریه خشک بوم، دوره 8، شماره 1، صص 101-89.

عزیزی، قاسم (1383)، تغییر اقلیم، نشر قومس، تهران.

عسکری، الهه؛ باعقیده، محمد؛ حسینی، مجید؛ انتظاری، علیرضا و کامیار، اصغر (1399)، ارزیابی عملکرد نیروگاه‌های برق‌آبی در مواجهه با تغییر اقلیم (مطالعه موردی: نیروگاه سد دز)، پایان‌نامه دکتری، دانشکده جغرافیا و علوم محیطی، دانشگاه حکیم سبزواری، سبزوار.

Ellabban, O., Abu-Rub, H. and Blaabjerg, F. (2014). "Renewable energy resources: Current status, prospects, and their enabling technology". Renewable and Sustainable Energy Reviews. 39: 748–764.

International Energy Agency (2013). Energy Policy Highlights, France: 114.

IPCC. (2007). Summary for policymakers climate change: The physical science basis. Contribution of working group I to the fourth assessment report. Cambridge University Press, 881p.

IPCC. (2021). Climate Change 2021: The Physical Science Basis. Contribution of Working Group I to the Sixth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change. Cambridge University Press.

IPCC, (2014). Climate Change 2014: Synthesis Report, Contribution of Working Groups I, II and III to the Fifth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change [Core Writing Team, Pachauri, R.K. & Meyer, L.A. (eds.)]. IPCC, Geneva, Switzerland, 151 pp., 2014.

Jung, II.W. and Chang, H. (2010). Assessment of future runoff trends under multiple climate change scenarios in the Willamette River Basin, Oregon, USA. Hydrological processes. 25: 258-277.

Madani, K. and Lund, J.R. (2010). Estimated Impacts of Climate Warming on California’s High Elevation Hydropower.

Majone, B., Bovolo, C.I., Bellin, A., Blenkinsop, S. and Fowler, H.J. (2012). Modelling the impact of future climate change on water resources for the Gallego river basin (Spain). Water Resources Research, Vol.48, W01512.

Maran, S., Volonterio, M. and Gaudard, L. (2014). Climate change impacts on hydropower in an alpine catchment, Environmental Science & Policy, Vol. 43, pp. 15-25.

Minville, M., Brissette, F., Krau, S. and Leconte, R. (2009). Adaptation to Climate Change in the Management of a Canadian Water-Resources System Exploited for Hydropower. Water Resources Management, Vol 23, 2965–2986.

Pilesjo, p. and Al-Juboori, s.s. (2016). Modelling the Effects of Climate Change on Hydroelectric Power in Dokan, Iraq. Journal of Energy and Power Engineering, 5(2-1): 7-12.

Raje, D. and Mujumdar, P.P. (2010). Reservoir performance under uncertainty in hydrologic impacts of climate change” Advances in Water Resources, Vol 33, 312–326.

Shrestha, S., Khatiwada, M., Babel, M.S. and Parajuli, K. (2014). Impact of climate change on river flow and hydropower production in Kulekhani hydropower project of Nepal, Environmental Processes, Vol. 1, pp. 231-250.

Sun, L., Zhou, X. and Gu, A. (2022). Effects of Climate Change on Hydropower Generation in China Based on a WEAP Model. Sustainability, 14(9):5467.

Tiezzi,R.O., Vieira, N.D.B., Simões, A.F., Filho, H.F., Viana, E., Mouette, D. and Domingues, M.S. (2018). Impacts of Climate Change on Hydroelectric Power Generation – A Case Study Focused in the Paranapanema Basin, Brazil. Journal of Sustainable Development; Vol. 11, PP:140-149.

U.S. Department of Energy. (2013). Effects of Climate Change on Federal Hydropower, Report to Congress, United States Department of Energy, Washington, DC 20585.

Vicuna, S., Dracup, J.A. and Dale, L. (2011). Climate change impacts on two high-elevation hydropower systems in California, Climate Change, Vol. 109, pp. 151-169.

Wagner, T., Theme, M., Schu ¨ppel, A., Gobiet, A., Stigler, A. and Birk, S. (2017). Impacts of climate change on stream flow and hydropower generation in the Alpine region. Journal of Environ Earth Sci 76:4, PP:1-22.