Simulation of Climate Change Impact on Snowmelt Runoff (case study: Sarab Seyed Ali Watershed - Lorestan)

Document Type : Research Paper


1 Associate Professor, Watershed Management Engineering, Faculty of Agriculture and Natural Resources, University of Lorestan, Iran

2 Associate Professor, Department of Renewable Energy and Environment, Faculty of New Sciences and Technologies, University of Tehran, Iran

3 Ph.D. Candidate in Watershed Science and Engineering, Watershed Management Engineering, Faculty of Natural Resources and Earth Sciences, University of Kashan, Iran

4 M.Sc. Student, Watershed Management Engineering, Faculty of Agriculture and Natural Resources, University of Malayer, Iran


Snow and snow melt runoff have a major role to play in supplying water. In this study the impact of climate change on runoff caused by snowmelt was studied in Sarab Seyed Ali watershed in north of Lorestan province. In this study, using snow cover level extracted from Landsat 5 and 7 satellite images and climatic data predicted by general circulation model using Lars-WG software snowmelt runoff under three scenarios A1B, A2 and B2 in the year 2010 to 2013 was simulated using the SRM model. The simulation results were evaluated using two statistic including coefficient of determination and volume difference. The value of 0.87 for the coefficient of explanation and -3.62 for the volume difference indicates the accuracy of the model. Then, using these three scenarios, the climate parameters for 2020 to 2060 were predicted through general circulation model, then using the predicted climate parameters, the rate of snow cover was estimated through multivariate regression equations and was into to SRM model. the simulation was done for 2020 to 2060. The results showed that the average runoff in November to May for the three scenarios was 4.3, 4.4 and 4.2 m3/s respectively, while the long-time mean runoff from 1980 to 2013 was 6.07 m3. However, this decrease in future runoff volume can be justified by the reduction of snow cover.


1. اکبری م. رعنایی ا. میرزاخان ح. درگاهی ع. (1395). شبیه‌سازی رواناب حاصل از ذوب برف با استفاده از نرم‌افزار آبشناسی  SRM(مطالعه موردی: حوضه آبخیز سدکارده). مهندسی منابع آب. 9 (30): 63-74.
2. الماسی پ، سلطانی س، گودرزی م، مدرس ر. (1395). بررسی اثرات تغییر اقلیم بر رواناب سطحی در حوضه آبخیز بازفت. علوم آب و خاک. ۲۰ (۷۸): 39-52.
3. بابائیان ا. نجفی نیک ز. زابل عباسی ف. حبیبی نوخندان م. ادب ح. ملبوسی ش. (1388). ارزیابی تغییر اقلیم کشور در دوره 2010 تا 2039 با استفاده از ریزمقیاس نمایی داده های مدل گردش عمومی جو ECHO-G. جغرافیا و توسعه. 7 (16): 135-152.
4. تیرگر فاخری ف. علیجانی ب. ضیاییان فیروزآبادی پ. اکبری م. (1396). شبیه‌سازی رواناب ناشی از ذوب برف تحت سناریوهای تغییر اقلیم در حوضه ارمند. اکوهیدرولوژی. 4 (2): 357-368.
5. سادات آشفته پ. بزرگ حداد ا. (1392). ارائه رویکرد احتمالاتی ارزیابی اثرات تغییرات اقلیم بر منابع آب. مهندسی منابع آب. 6 (19): 51-66.
6. سلامی ه. ناصری ح م. مساح بوانی ع. (1394). پیش‌بینی احتمالاتی اثرهای تغییر اقلیم بر آبخوان آبرفتی دشت همدان- بهار. مدیریت آب و آبیاری. 5 (1): 27 – 41.
7. شفائی ا. عراقی‌نژاد ش و مساح بوانی، ع. (1392). بررسی تأثیرات تغییر اقلیم بر بهره‌برداری از مخازن سطحی حوضه گرگانرود. مدیریت آب و آبیاری. 3(2):43-58.
8. عجم‌زاده ع و ملائی نیا م. (1395). ارزیابی اثرات تغییر اقلیم بر رواناب رودخانه فیروزآباد استان فارس با ریزمقیاس نمایی خروجی مدل‌های گردش عمومی جوی به‌وسیله نرم‌افزارهای SDSM و LARS-WG. تحقیقات منابع آب ایران طبیعی. 12 (1): 95-109.
9. فتاحی ا. دلاور م. قاسمی ا .(1390). شبیه‌سازی رواناب ناشی از ذوب برف در حوضه‌های کوهستانی با استفاده از مدل SRM مطالعه موردی حوضه آبریز بازفت. تحقیقات کاربردی علوم جغرافیایی. 20(23):129-141.
10. فتاحی ا. مقیمی ش. (1398). اثر تغییرات اقلیمی بر روند برف شمال غرب ایران. تحقیقات کاربردی علوم جغرافیایی. 19 (54): 47-63.
11. قاسمی ا. فتاحی ا. بابائی ام. (1392). بررسی نوسانات رواناب حاصل از ذوب برف تحت تأثیر پدیده تغییر اقلیم در دهه‌های آینده. پژوهش‌های اقلیم شناسی. 13(4): 111-122.
12. Adnan M., Nabi, G., Poomee, M., Ashraf, A. & Casteller, A. (2017). Snowmelt Runoff prediction under changing climate in the Himalayan cryosphere: a case of Gilgit River Basin. Geosciense Frontiers, 8(5): 941- 949.
13. Brown, R.D. & Mote, P.W. (2009). The response of Northern Hemisphere snow cover to a changing climate. J. Clim. 22: 2124-2145.
14. Butt, M.J. & Bilal, M. (2011).Application Snowmelt runoff model for water resource management. Hydrological Processes, 25(24): 3735 - 3747.
15. Changchun, X., Yaning, Ch., Weihong, L. & Hongtao, Ch. Y.Ge. (2007). Potential impact of climate change on snow cover area in the Tarim River basin. Journal of Environ mental Geology, 53(7): 1465-1474.
16. Gadek, B., kaszka, R., Raczkowska, Z., Rojan, E., Casteller, A. and Bebi,P. ( 2017). Snow Avalanche activity in Zelb Zandarmeerii in a time of climate change (Tatra Mts: Poland). CATENA.158: 201-212.
17. Hadley. C. (2006). Effect of climate change in the developing countries. UK Meteorological Office.
18. Harshburger, B.J., Karen,S. H. ,Von, P.W., Brandon, C. M., Troy, R. B. & Rango, A. (2010). Evaluation of Short-to-Medium Range Streamflow Forecasts Obtained Using an Enhanced Version of SRM. Journal of the American Water Resources Association (JAWRA), 46(3): 603-617.
19. Khadka, D., Babel, M.S., Shrestha, S. & Tripathhi, N.K. (2014). Climate change impact on glacier and snow melt and runoff in Tamakoshi basin in the Hindu Kush Himalayan (HKH) region. Journal of Hydrology. 511: 49-60.
20. Kislby, C.G. & Jones, P.D. (2007). A daily weather generator for use in climate change studies. Environmental Modeling and Software, 22: 1705-1719.
21. Lorena, L., Leonardo, V., Enrique, R. & Goffredi, L. (2010). Basin-scale water resources assessment in Oklahoma under systematic climate change scenarios using a fully distributed hydrologic model. J. Hydrol. Eng. 15: 107-118.
22. Rango, A. & Martinec, J. (1995). Revisiting the degree day method for snowmelt computations. JAWRA Am Water Resour Assoc, (31): 657-669.
23. Seidel, K. & Martinec, J. (2002). March. Hydrological applications of satellite snow cover mapping in the Swiss Alps. In Proceedings of EARSeL-LISSIG-Workshop Observing our Cryosphere from Space Vol. 80.
24. Wilby, R. Abrahart, R.  & Dawson, C. (2003). Detection of conceptual model rainfall-runoff processes inside an artificial neural network. Hydrological Sciences Journal, 48(2): 163-181.
25. WinSRM, (2007). Snowmelt Runoff Model (SRM) uses manual. PP: 1-177.
26. Xu, Z. & Li, J. (2002). Short- term Inflow forecasting using and artificial neural network model. Hydrological Processes, 16(12): 2423-2439.