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Assessing Adaptability of Cyclic and Non-Cyclic Approach to Conjunctive use of Groundwater and Surface water for Sustainable Management Plans under Climate Change
Water Resources Management ( IF 3.9 ) Pub Date : 2021-08-07 , DOI: 10.1007/s11269-021-02887-3
Abbas Afshar 1 , Mina Khosravi 1 , Amir Molajou 1
Affiliation  

Groundwater overdraft in many regions throughout the world has been threatening the sustainability of this valuable resource. It has been argued that climate change may contribute to the severity of the issue; hence “impact assessment” is being replaced by “adaptation,” which explores more adapting scenarios and approaches. This study explores the adaptability of the proposed cyclic and non-cyclic conjunctive use of groundwater and surface water resources in increasing groundwater sustainability while increasing the sustainability of water allocation to the agricultural sector under possible climate change scenarios. To simulate climate change in the study area, precipitation and temperature variables are extracted from the results of three global atmospheric circulation models (Ensemble, CMCC-CMS, MRI-CGCM3) under RCP2.6 and RCP8.5 greenhouse gas emission scenarios in the period of 2021–2031. Spatial downscaling is performed using the M5 decision tree algorithm. The Wavelet-M5 hybrid model is used to predict runoff values as a rainfall-runoff model. Also, the Kharrufa method is applied to calculate evaporation in the future seasons. The system's adaptability to climate change is examined using the multi-objective cyclic and non-cyclic conjunctive use of surface and groundwater models. The study reveals that cyclic operation strategy improves the conjunctive use system adaptability compared to the optimal operation strategy that employs the non-cyclic approach. In this study's case study, the improvement in groundwater sustainability index exceeds 27 percent over the non-cyclic conjunctive use strategy.



中文翻译:

评估循环和非循环方法在气候变化下可持续管理计划中联合使用地下水和地表水的适应性

世界上许多地区的地下水透支已经威胁到这一宝贵资源的可持续性。有人认为气候变化可能导致问题的严重性;因此,“影响评估”正在被“适应”所取代,后者探索更具适应性的情景和方法。本研究探讨了拟议的地下水和地表水资源的循环和非循环联合使用在增加地下水可持续性的同时,在可能的气候变化情景下增加农业部门水资源分配的可持续性的适应性。为了模拟研究区的气候变化,从RCP2.6和RCP8下的三个全球大气环流模型(Ensemble、CMCC-CMS、MRI-CGCM3)的结果中提取降水和温度变量。2021-2031 年期间的 5 种温室气体排放情景。使用 M5 决策树算法执行空间降尺度。Wavelet-M5 混合模型用于预测径流值作为降雨径流模型。此外,Kharrufa 方法用于计算未来季节的蒸发量。使用地表水和地下水模型的多目标循环和非循环联合使用来检查系统对气候变化的适应性。研究表明,与采用非循环方法的最优操作策略相比,循环操作策略提高了联合使用系统的适应性。在本研究的案例研究中,与非循环联合使用策略相比,地下水可持续性指数的改善超过 27%。使用 M5 决策树算法执行空间降尺度。Wavelet-M5 混合模型用于预测径流值作为降雨径流模型。此外,Kharrufa 方法用于计算未来季节的蒸发量。使用地表水和地下水模型的多目标循环和非循环联合使用来检查系统对气候变化的适应性。研究表明,与采用非循环方法的最优操作策略相比,循环操作策略提高了联合使用系统的适应性。在本研究的案例研究中,与非循环联合使用策略相比,地下水可持续性指数的改善超过 27%。使用 M5 决策树算法执行空间降尺度。Wavelet-M5 混合模型用于预测径流值作为降雨径流模型。此外,Kharrufa 方法用于计算未来季节的蒸发量。使用地表水和地下水模型的多目标循环和非循环联合使用来检查系统对气候变化的适应性。研究表明,与采用非循环方法的最优操作策略相比,循环操作策略提高了联合使用系统的适应性。在本研究的案例研究中,与非循环联合使用策略相比,地下水可持续性指数的改善超过 27%。Wavelet-M5 混合模型用于预测径流值作为降雨径流模型。此外,Kharrufa 方法用于计算未来季节的蒸发量。使用地表水和地下水模型的多目标循环和非循环联合使用来检查系统对气候变化的适应性。研究表明,与采用非循环方法的最优操作策略相比,循环操作策略提高了联合使用系统的适应性。在本研究的案例研究中,与非循环联合使用策略相比,地下水可持续性指数的改善超过 27%。Wavelet-M5 混合模型用于预测径流值作为降雨径流模型。此外,Kharrufa 方法用于计算未来季节的蒸发量。使用地表水和地下水模型的多目标循环和非循环联合使用来检查系统对气候变化的适应性。研究表明,与采用非循环方法的最优操作策略相比,循环操作策略提高了联合使用系统的适应性。在本研究的案例研究中,与非循环联合使用策略相比,地下水可持续性指数的改善超过 27%。使用地表水和地下水模型的多目标循环和非循环联合使用来检查对气候变化的适应性。研究表明,与采用非循环方法的最优操作策略相比,循环操作策略提高了联合使用系统的适应性。在本研究的案例研究中,与非循环联合使用策略相比,地下水可持续性指数的改善超过 27%。使用地表水和地下水模型的多目标循环和非循环联合使用来检查对气候变化的适应性。研究表明,与采用非循环方法的最优操作策略相比,循环操作策略提高了联合使用系统的适应性。在本研究的案例研究中,与非循环联合使用策略相比,地下水可持续性指数的改善超过 27%。

更新日期:2021-08-09
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