پژوهش‌های حفاظت آب و خاک (Nov 2017)
پایش توزیع مکانی و زمانی شدت خشکسالی با استفاده از isoSPI و isoSDI در غرب دریاچه ارومیه
Abstract
سابقه و هدف: خشکسالی حالتی نرمال و مستمر از نوسانات اقلیم است. اگرچه بسیاری به اشتباه آن را واقعه‌ای طبیعی و نادر می‌دانند، اما این پدیده در واقع از ویژگی‌های اصلی و تکرار‌شونده اقلیم‌های متفاوت به‌شمار می‌آید. از دیدگاه هواشناسان، تفاوتی بین مناطقی با توزیع زمانی متفاوت بارندگی در یک یا چند فصل وجود ندارد، و تنها میزان کل بارش در طول یک سال آبی از اهمّیت ویژه‌ای برخوردار می‌باشد. غالباً خشکسالی‌ها از خشکسالی هواشناسی شروع شده و به ترتیب خشکسالی هیدرولوژیکی، خشکسالی کشاورزی و سرانجام خشکسالی اقتصادی-اجتماعی را در پی‌دارد. یکی از مهمترین دغدغه‌های امروزه در بسیاری از کشورهای جهان بخصوص کشورهای خاورمیانه تأمین آب در راستای تداوم توسعه پایدار می‌باشد. یکی از مهمترین مشکلاتی که بشر به خصوص در سال‌های اخیر با آن مواجه شده است، بحران آب و وقوع خشکسالی می‌باشد، بر این اساس تقریباً هر پنج سال یک دوره خشکسالی دو تا سه ساله را در کشور شاهد هستیم. این خشکسالی‌ها باعث کاهش منابع آب‌های سطحی و زیرزمینی و کاهش میزان آب قابل استفاده می‌گردد و به همین دلیل بررسی وضعیت خشکسالی در مدیریت بهینه منابع آب حائز اهمیّت خواهد بود، و هدف از این مطالعه پایش خشکسالی هواشناسی و هیدرولوژیکی با استفاده از شاخص‌های SPI وSDI در غرب دریاچه ارومیه می‌باشد.مواد و روش‌ها: در این پژوهش پس از بررسی‌های لازم و تکمیل خلأ‌های آماری موجود، تعداد 10 ایستگاه هواشناسی و پنج ایستگاه هیدرومتری و با طول دوره آماری 32 سال استفاده شد. آزمون کلموگروف-اسمیرونوف برای تعیین مناسب‌ترین توزیع و بررسی نرمال بودن برروی داده‌های حجم جریان و بارندگی انجام گرفت. پس از تعیین همبستگی، انطباق طبقات شاخص بارندگی استاندارد شده و شاخص خشکسالی جریان رودخانه با دادن کدهای یک تا هشت به طبقات مختلف اقلیمی و محاسبه مجموع، توان دوم قدر مطلق، تعیین گردید. توزیع مکانی شدت خشکسالی‌های بدست آمده از شاخص‌های SDI و SPI در سری‌های زمانی مهر-آذر (سه ماهه)، مهر-اسفند (شش ماهه) و مهر–شهریورسال 1379-1380 نشان داده شده است. از آزمون همبستگی اسپیرمن برای مشخص کردن روابط خشکسالی هواشناسی و هیدرولوژیکی براساس سری های زمانی شاخص‌های SPI و SDI استفاده شد. در سری زمانی سه ماهه، حالت‌های مختلف بدون تأخیر، تأخیر یک ماهه، تأخیر دو ماهه و تأخیر سه ماهه بین خشکسالی هواشناسی و هیدرولوژیکی در نظر گرفته شد.یافته‌ها: نتایج آزمون کلموگروف-اسمیرنوف نشان می‌دهد که همه سری‌های زمانی از توزیع نرمال پیروی می‌کند. نتایج آزمون کلموگروف-اسمیرنوف نشان می‌دهد که در بیشتر ایستگاه‌های هیدرومتری برای دوره های مهر- آذر مناسب‌ترین توزیع نرمال و در سایر دوره های زمانی توزیع لوگ نرمال و در ایستگاه‌های هواشناسی توزیع گاما مناسب‌ترین توزیع برای برازش داده‌ها می‌باشند. نتایج ارزیابی همبستگی اسپیرمن و عدم انطباق طبقات شاخص‌های SPI و SDI برای کل منطقه مورد مطالعه را نشان می‌دهد که بیشترین همبستگی این دو شاخص در دوره‌های مهر- شهریور می‌باشد. براساس تجزیه و تحلیل همبستگی اسپیرمن بین خشکسالی هواشناسی و هیدرولوژیکی، بیشترین مقدار همبستگی در دوره فروردین- خرداد SPI با شهریور– مرداد SDI برابر 67/0 می‌باشد. نتیجه‌گیری: این پژوهش با هدف پایش خشکسالی هواشناسی و هیدرولوژیکی با استفاده از شاخص‌های SPIو SDI و لحاظ کردن تأخیرهای متفاوت در غرب دریاچه ارومیه انجام گرفت. توزیع‌های نمایی، گاما، یکنواخت، لوگ نرمال و نرمال مورد تست قرار گرفت و از توزیع لوگ نرمال و گاما به ترتیب برای تولید SDI و SPI انتخاب شد. توجه به نوسانات شدید میزان بارندگی در سال‌های اخیر و تاثیراتی که بر حجم جریان عبوری دارد، تدوین و اجرای مؤثر برنامه‌ها و بهره‌برداری بهینه از منابع آب و آگاهی از تأثیر زمانی خشکسالی هواشناسی بر نوسانات حجم جریان عبوری می‌تواند خسارات وارده بر منابع آب را تا حد زیادی کاهش داده و گام موثری در احیاء دریاچه ارومیه باشد.
Keywords
