مدیریت جامع حوزه های آبخیز

مدیریت جامع حوزه های آبخیز

ارزیابی خشکسالی هواشناسی و هیدرولوژیک (مطالعه موردی: رودخانه زهره)

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان
1 استادیار گروه مهندسی آب دانشکده کشاورزی، دانشگاه آزاد اسلامی واحد مرودشت، مرودشت، ایران
2 دانش آموخته گروه مهندسی آب، دانشکده کشاورزی دانشگاه آزاد اسلامی واحد مرودشت، مرودشت، ایران
چکیده
خشک‌سالی یکی از پدیده‌های آب و هوایی است که خسارت‌های زیادی به بار ‌می‌آورد. با توجه به اینکه بخش قابل‌توجهی از آب سه رودخانه کارون، مارون و زهره از استان کهگیلویه و بویراحمد تأمین می‌شود، بررسی خشک‌سالی در این استان ضروری می­باشد. هدف از این پژوهش بررسی تطابق خشک‌سالی هواشناسی و هیدرولوژیکی حوضه است. بدین منظور تغییرات ماهانه دبی، بارش و تراز آب‌ زیرزمینی در سطح حوضه بررسی گردید. خشک‌سالی هواشناسی توسط شاخص شاخص بارش استاندارد SPI برای 10 ایستگاه‌ سینوپتیک و باران‌سنجی، در دوره 30 ساله، و شاخص SWI (شاخص سطح آب استاندارد) برای 11 چاه پیزومتریک برای کل دوره آماری موجود محاسبه شد. در پایان مقایسه بین خشک‌سالی هواشناسی و هیدرولوژیک انجام گرفت. نتایج نشان داد که هر زمان SPI منفی ‌باشد، سطح آب زیرزمینی افت بیشتری نشان می‌دهد. این کاهش با تأخیر زمانی همراه بوده و با افزایش مقیاس زمانی خشک‌سالی، تأخیر بیشتر ‌می‌شود. در سال‌های اخیر تداوم و شدت خشک‌سالی‌ها افزایش‌یافته است. بیشترین حجم کمبود (مقدار) بارش 3، 6، 9 و 12 ماهه ایستگاه نازمکان در سال 1388، بیشترین شدت 3، 6 و 9 ماهه در 1383 و 12 ماهه در 1388 به وقوع پیوسته است. با افزایش مقیاس زمانی خشک‌سالی‌ها، تداوم بیشتر و تکرار کمتر شده است. نتایج سایر ایستگاه‌ها تقریباً مشابه بود. تغییرات SWI چاه باشت نشان داد که خشک‌سالی‌های 6، 12، 24 و 48 ماهه حدود 48 ماه، از اسفند 1386 تا شهریور 90 تداوم داشته‌اند. شدت 48 ماهه بیشترین بود و بعدازآن به ترتیب 12،‌ 24 و 6 ماهه قرار دارد. روند فوق نشانگر تأثیر دراز‌‌‌‌‌مدت و تجمعی خشک‌سالی هواشناسی بر روند نزولی آب زیرزمینی بوده، ‌هرچند برداشت از آب‌ها نیز بی‌تأثیر نیست. روند SWI در سایر چاه‌ها تقریباً مشابه بود. مطابق آزمون kendall-Mann (من کندال) در بررسی روند دبی رودخانه و تراز آب چاه‌ها، روند دبی تائید نشد، ولی روند صعودی افت تراز چاه‌ها تأیید شد. حداکثر همبستگی بارش-دبی در یک ماه مشاهده شد، که عمدتا ناشی از ارتباط مستقیم آب سطحی و زیرزمینی، و کمبود بارش برف است. بیش‌ترین همبستگی تراز آب زیرزمینی-بارش، و تراز آب زیرزمینی-دبی با دو ماه قبل مشاهده شد، که تأییدی بر تغذیه آب زیرزمینی توسط آب سطحی، و مدت‌زمان لازم برای نفوذ و حرکت آب در آبخوان است. نتایج مؤید نیاز به توجه و برنامه‌ریزی مناسب استفاده از منابع آب در استان است.
کلیدواژه‌ها

موضوعات


Abramowitz, M., & Stegun, A. (Eds.). (1965). Handbook of Mathematical Formulas, Graphs, and Mathematical Tables. Dover Publications, Inc., New York, USA.
Alizadeh, A. (2007). The Principles Applied hydrology principles. Ferdowsi university of Mashhad (In Persian).
Alley, W.M. (1985). Palmer drought severity index as a measure of hydrologic drought, Water Resouces Bulletin, 21(1), 105-114.
Bhuiyan, C. (2004). Various drought indices for monitoring drought condition in Aravalli terrain of India. In: Proceedings of the ISPRS Conference. Int. Soc. Photogram Remote Sens. Istanbul.
Bhuiyan, C., Singh, R.P., & Kogan, F.N. (2006). Monitoring Drought Dynamics in the Aravalli Region (India) Using Different Indices Based on Ground and Remote Sensing Data, Int. J. Applied Earth Observation and Geoinformation, 8, 289–302.
Byun, H.-R. & Wilhite, D.A. (1999). Objective quantification of drought severity and duration, J. Climate, 12(9), 2747-2756.
Dracup, J.A., Lee K.S., & Paulson E.G. (1980). On the definition of droughts, Water Resources Research, 16(2), 297-302.
Ensafi Moghadam, T. (2005). An Investigation and assessment of climatological indices and determination of suitable index for climatological droughts in the Salt Lake Basin of Iran. Iranian J of rangeland and desert research, 14(2), 271-288 (In Persian).
Faraj zadeh, M. (1997). Drought study methods. Forest and Range, 32, 22-28 (In Persian).
Ghahremani, E. (2015). Analysis of meteorological and hydrological drought in zohreh river basin. M.S. Thesis, Water Science and Engineering, Islamic Azad University, Marvdasht branch, Marvdasht, Iran (In Persian).
Glantz, M.H., & Wilhite, D.A. (1985) Understanding the drought phenomenon: The role of definitions, Water International, 10(3), 111-120.
Guttman, N. B. (1991). Sensitivity analysis of the Palmer Hydrologic Drought Index, Water Resources Bulletin, 27(5), 797-807.
Hayes, M.J., Svoboda, M.D., Wilhite, D.A., & Vanyarkho, O.V. (1999). Monitoring the 1996 drought using the Standardized Precipitation Index, Bulletin of the American Meteorological Society, 80, 429–438.
Hisdal, H., & Tallaksen, L.M. (2003). Estimation of regional meteorological and hydrological drought characteristics: a case study for Denmark, J. of Hydrology, 281:230–2.
Janbozorgi, M., Hanifepour, M. & Khosravi, H. (2021). Temporal changes in meteorological-hydrological drought (case study: Guilan province). Water and Soil Management and Modeling, 1(2), 1-14. (In Persian).
Karami, F. (2011). Evaluation of meteorological drought effects in the reduction of ground water table (Case study: Tabriz plain). Geography and Planning, 16(37), 111-131 (In Persian).
Kariminazar, M., Moghadam Nia, A.R. & Mosaedi, A. (2010). Investigation of climate factors affecting occurrence of drought (case study: Zabol region). J. of Water and Soil Conservation, 17(1), 145-158 (In Persian).
Kalayci, S. & Kahya, E. (2004). Trend analysis of stream flow in Turkey, J. of Hydrology, 289, 128-144.
Khan, S., Gabriel, H.F. & Rana, T. (2008). Standard precipitation index to track drought and assess impact of rainfall on water tables in irrigation areas, Irrigation and Drainage Systems J., 22, 159-177.
Khani Temeliyeh, Z.A., Rezaei, H. & Mirabbasi Najafabadi, R. (2020). Multivariate Analysis of Meteorological Droughts in Iran Using Joint Deficit Index (JDI). Scientific J. of Agricultural Meteorology, 8(1), 26-39 (In Persian). 
Khazaei, M.R. (2003). Hydrological drought frequency distribution analysis, case study: Ghareh soo river basin. Geography and Development, 1(2), 45-56. (In Persian).
Khorooshi, S., Mostafazadeh, R., Esmali Ouri, A. & Raoof, M. (2017). Spatiotemporal assessment of the hydrologic river health index variations in Ardabil Province Watersheds. Ecohydrology, 4(2), 379-393 (In Persian).
Maleki Nejad, H. & Soleimani-Motlaq, M. (2011). Assessing the severity of climatic and hydrologic droughts in Chaghalvandi basin, Iranian Water Research J., 9, 61-72. (In Persian).
Mckee, T.B., Doesken, N.J. & Kleist, J. (1993). The Relationship of drought Frequency and Duration to Time Scales, 8th Conference on Applied Climatology, 179-184.
Mehry, S., Haji, Kh., Alizadeh, V. & Mostafazadeh, R. (2017). Assessment of spatial variations of meteorological drought periods severity in Kurdistan Province at different time scales. Geographical Data, 26(102), 151-162 (In Persian).
Mendicino, G., Senatore, A. & Versace, P. (2008). A Groundwater Resource Index (GRI) for drought monitoring and forecasting in Mediterranean climate, J. of Hydrology, 357(3-4), 282-302.
Mesbahzadeh, T. & Soleimani Sardoo, F. (2018). Temporal Trend Study of Hydrological and Meteorological Drought in Karkheh Watershed. Iran-Watershed Management Science and Engineering, 12(40), 105-114 (In Persian).
Moghadassi, M., Paymozd, Sh. & Morid, S. (2005). Monitoring the drought during 1998 to 2000 in Tehran province, using EDI, SPI, DI indices and geographical information system. Modarres Human Sciences, 9(1), 197-215 (In Persian).
Morid S., Smakhtin, V. & Moghaddasi, M. (2006). Comparison of seven meteorological indices for drought monitoring in Iran, International J. of Climatology, 26, 971–985.
Mostafazadeh, R., Shahabi, M. & Zabihi, M. (2015). Analysis of meteorological drought using Triple Diagram Model in the Kurdistan Province, Iran. Geographical Planning of Space, 5(17), 129-140. (In Persian).
Mozafari, G.A. (2006). Unconformality in meteorological and hydrological drought in two neighboring basin at north mountain slope of Shirkoh Yazd. Modarres Human Sciences, 10(1), 173-190. (In Persian).
Pal, I. & Al-Tabbaa, A. (2011). Assessing seasonal precipitation trends in India using parametric and non-parametric statistical techniques, Theoretical and Applied Climatology, 103, 1–11.
Palmer, W.C. (1965). Meteorological Drought, US Department of Commerce Weather Bureau, Washington, DC., Research Paper No. 45.
Partal, T. & Kucuk, M. (2006). Long-term trend analysis using discrete wavelet components of annual precipitations measurements in Marmara region (Turkey), Physics and Chemistry of Earth, Part A/B/C, 31(18), 1189-1200.
Partal, T., & Kahya, E. (2006). Trend analysis in Turkey precipitation data, Hydrological Processes, 20, 2011–2026.
Patel, N.R., Chopra P. & Dadhwal V.K. (2007). Analysing spatial patterns of meteorological drought using standardized precipitation index, Meteorological Application, 14(4), 329–336.
Razmkhah, H. (2016). Preparing stream flow drought severity-duration-frequency curves using threshold level method, Arabian J. of Geosciences, 9:513.
Razmkhah, H. (2017). Comparing threshold level methods in development of stream flow drought severity-duration-frequency curves, Water Resources Management, 31, 4045–406.
Razmkhah, H., Akhond Ali, A.M., Roustaie, R. & Abdollahi, K. (2009). Assessing spatiotemporal pattern of meteorological drought, case study: Fars Province, The Second National Seminar on Drought Effects/Management, Esfahan (In Persian).
Razmkhah, H. & Safi, Z. (2012). Analysis if Bakhtegan basin Hydrological drought. 4th Iran Water Resources Management Conference, Tehran, Iran (In Persian).
Rostami, E. (2013). Monitoring and prediction of hydrological drought in Kohgilouyeh and BoyerAhmad province, using meteorological drought indexes and Artificial Neural Networks. M.S. Thesis, Water science and engineering, Islamic Azad University, Marvdasht branch, Marvdasht, Iran (In Persian).
Samiei, M. & Telvari, A.A.R. (2008). Investigation of hydrological drought severity and duration at Tehran province watersheds. Pajouhesh-va-Sazandegi, 21(2), 21-27 (In Persian).
Samiei, M. (2004). Regional generalization of low flows in Tehran Province. M.S. Thesis, Watershed Management, Tehran University (In Persian).

  • تاریخ دریافت 22 مهر 1401
  • تاریخ بازنگری 12 آبان 1401
  • تاریخ پذیرش 21 آبان 1401