• شماره ركورد
    34418
  • پديد آورنده

    آريا سروي

  • عنوان
    ارزيابي اثرات تغييرات اقليم بر آورد رودخانه‌ي شفارود با استفاده از مدل SWAT
  • مقطع تحصيلي
    كارشناسي ارشد
  • رشته تحصيلي
    عمران- آب و سازه‌هاي هيدروليكي
  • سال تحصيل
    1400
  • تاريخ دفاع
    1404/7/26
  • استاد راهنما
    حسين افضلي مهر
  • استاد مشاور
    حسين عليزاده
  • دانشكده
    عمران
  • چكيده
    در اين پژوهش، به‌منظور بررسي اثرات تغيير اقليم بر دما و بارش در ناحيه‌ي خزري و رواناب رودخانه‌ي شفارود، با تأكيد بر مقايسه‌ي روش‌هاي ريزمقياس‌نمايي و ارزيابي داده‌هاي جهاني، چارچوبي سه‌مرحله‌اي شامل انتخاب داده‌ي مرجع، انتخاب GCM و مقايسه‌ي روش‌هاي ريزمقياس‌نمايي و شبيه‌سازي رواناب ارائه شد. در مرحله‌‌ي نخست، دقت سه مجموعه‌داده‌ي CPC، APHRODITE و ERA5 به‌صورت مستقيم با شاخص‌هاي آماري و نيز به‌صورت غيرمستقيم از طريق شبيه‌سازي رواناب با مدل SWAT در حوضه‌‌ي شفارود ارزيابي شد. در مرحله‌ي دوم، با استفاده از 9 شاخص و روش TOPSIS، رتبه‌بندي مدل‌هاي اقليمي از ميان 265 واريانت متعلق به 27 مدل مجموعه‌ي CMIP6 بر پايه‌ي داده‌هاي سينوپتيك و ERA5 در مقياس‌هاي روزانه و ماهانه انجام گرفت. در ادامه، مجموعه‌اي از روش‌هاي ريزمقياس‌نمايي و كاهش خطا شامل مدل‌هاي يادگيري ماشينيSVM) ،RF و XGBoost) براي كلاسه‌بندي و رگرسيون، مدل آماري SDSM و روش‌هاي تطبيق‌توزيع (QM و EDCDF بهبود‌يافته) به‌صورت تكي و تركيبي مورد ارزيابي قرار گرفتند. نسخه‌ي تركيبي پيشنهادي شامل كلاسه‌بندي–رگرسيون–تطبيق‌توزيع در كنار «رگرسيون–تطبيق‌توزيع» و «كلاسه‌بندي–رگرسيون» مورد بررسي قرار گرفت. در اين مدل‌ها ابتدا به‌منظور بهبود تعادل كلاس‌هاي از الگوريتم K-means++ استفاده شد و جهت رفع سوگيري معيار Accuracy در حضور روزهاي بدون بارش، دو شاخص ALCE و ALCEₜمعرفي شدند. در مرحله‌ي سوم، خروجي GCM منتخب كه با روش ريزمقياس‌نمايي بهينه اصلاح شده بود، به مدل SWAT وارد گرديد. اين مدل با استفاده از SWAT CUP و الگوريتم SUFI 2 در دوره‌ي تمرين (2000-2010) كاليبره و در دوره‌ي آزمون (2010-2014) با مقادير R² و NSE به‌ترتيب برابر با 0.77 و 0.76 دقت قابل قبولي در واسنجي نشان داد. طبق نتايج اين پژوهش، داده‌هاي ERA5 به عنوان داده‌ي مرجع و مدلINM-CM4-8 به عنوان مناسب‌ترين GCM انتخاب شدند. همچنين، براي ريزمقياس‌نمايي و كاهش‌خطا مدل‌هاي XGB QM SVC و RF-QM-SVC براي بارش و XGB-QM، SVR-QM و RF-QM براي دما، بهترين عملكرد را ارائه دادند. بررسي اثرات تغيير اقليم تحت سناريوي SSP2-4.5 نشان داد در آينده‌ي نزديك (2020-2040) نسبت به دوره‌ي مبنا (1990–2014) دما در سراسر منطقه افزايش يافته و در بخشي از ناحيه‌ي خزري كاهش بارش پيش‌بيني مي‌شود. ارزيابي اثرات هيدرولوژيكي در حوضه‌ي شفارود نشان داد ميانگين رواناب كاهش مي‌يابد. تحت سناريوي SSP5-8.5 نيز ميانگين دماي حداقل و حداكثر در سراسر منطقه افزايش يافته، در حالي‌كه ميانگين بارش و رواناب با كاهش همراه است.
  • تاريخ ورود اطلاعات
    1404/11/06
  • عنوان به انگليسي
    Assessing the Impact of Climate Change on Shafarood River Streamflow Using SWAT
  • تاريخ بهره برداري
    10/18/2026 12:00:00 AM
  • دانشجوي وارد كننده اطلاعات

    اريا سروي

  • چكيده به لاتين
    This research aimed to investigate the impacts of climate change on temperature an‎d precipitation in the Caspian region an‎d the runoff of the Shafarood River. Emphasis was placed on comparing downscaling methods an‎d eva‎luating global datasets, presenting a three-stage framework: reference data selec‎tion, GCM selec‎tion, an‎d comparison of downscaling methods with runoff simulation. In the first stage the accuracy of three datasets (CPC, APHRODITE, an‎d ERA5) was eva‎luated directly using statistical indices an‎d indirectly through runoff simulation using the SWAT model in the Shafarood watershed. In the second stage, climate models were ranked from 265 variants belonging to 27 CMIP6 models, using 9 indices an‎d the TOPSIS method, based on synoptic an‎d ERA5 data at daily an‎d monthly scales. Subsequently, a set of downscaling an‎d error reduction methods, including machine learning models (SVM, RF, an‎d XGBoost) for classification an‎d regression, the statistical model SDSM, an‎d distribution-based methods (QM an‎d EDCDF improved), were eva‎luated individually an‎d in combination. The proposed hybrid approach included combinations of classification-regression-distribution matching, as well as regression-quantile mapping an‎d classification-regression. In these models, the K-means++ algorithm was first used to improve class balance, an‎d two indices, ALCE an‎d ALCEₜ, were introduced to address the bias in the Accuracy metric in the presence of no-rain days. In the third step, the selec‎ted GCM outputs, adjusted using the optimal downscaling method, were input into the SWAT model. The model was calibrated using SWAT CUP an‎d the SUFI-2 algorithm during the calibration period (2000–2010) an‎d showed acceptable performance during the validation period (2010–2014) with R² an‎d NSE values of 0.77 an‎d 0.76, respectively. According to the results of this study, ERA5 data were selec‎ted as the reference dataset, an‎d the INM-CM4-8 model was identified as the most suitable GCM. Furthermore, for downscaling an‎d error reduction, the models XGB-QM-SVC an‎d RF-QM-SVC performed best for precipitation, while XGB-QM, SVR-QM, an‎d RF-QM performed best for temperature. The assessment of climate change effects under the SSP2-4.5 scenario showed that in the near future (2020–2040) compared to the baseline period (1990–2014), temperature will increase across the region, an‎d a decrease in precipitation is predicted in part of the Caspian region. Hydrological assessments in the Shafarood watershed indicated a decrease in average runoff. Under the SSP5-8.5 scenario, the average minimum an‎d maximum temperatures across the region are projected to increase, while average precipitation an‎d runoff are expected to decrease
  • كليدواژه هاي فارسي
    ريز‌مقياس‌نمايي , كاهش خطاي آماري , تطبيق‌توزيع بهبود‌يافته , كلاسه‌بندي , تغيير اقليم , مدل‌هاي گردش‌ عمومي جو , داده‌هاي اقليمي جهاني , حوضه‌ي آبريز درياي خزر , شفارود
  • كليدواژه هاي لاتين
    Downscaling , Statistical error reduction , Improved quantile mapping , Classification , Climate change , GCMs , Global climate data , Caspian Sea watershed , Shafarood
  • Author
    Aria Sarvi
  • SuperVisor
    Hossein Afzalimehr