ارزیابی و مقایسه شاخص‌های خشکسالی هواشناسی و تعیین شاخص مناسب در حوضه آبریز زاینده‌رود

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 بخش تحقیقات منایع طبیعی، مرکز تحقیقات و آموزش کشاورزی و منابع طبیعی استان اصفهان، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویح کشاورزی،

2 کارشناس بخش تحقیقات حفاظت خاک و آبخیزداری، مرکز تحقیقات و آموزش کشاورزی و منابع طبیعی استان اصفهان، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویح کشاورزی، اصفهان، ایران

10.30467/nivar.2018.117878.1078

چکیده

یکی از قدم‌های مهم و اساسی در مطالعات خشکسالی و ترسالی در هر منطقه تعیین شاخص‌هایی است که بتوان براساس آن‌ها میزان شدت و تداوم خشکسالی و ترسالی را ارزیابی  و سپس تأثیر آن بر منابع آب منطقه‌ی مورد نظر را تعیین کرد. در این مطالعه با استفاده از آمار هشت ایستگاه سینوپتیک در حوضه آبخیز زاینده‌رود، شاخص‌های هواشناسی RAI، DI، BMDI، SPI، PNPI، SIAP محاسبه گردید. سپس به منظور تعیین مناسب‌ترین شاخص در حوضه زاینده‌رود شاخص‌های خشکسالی هواشناسی، با به کارگیری روش‌های کمینه‌ی بارش و همبستگی اسپیرمن ارزیابی شدند. نتایج شاخص‌های خشکسالی هواشناسی نشان داد درصد وقوع خشکسالی توسط شاخص‌های مختلف متفاوت می‌باشد، به طوری‌که شاخص RAI، 35 تا 45 درصد، DI، 30 درصد، BMDI، 20 تا 40 درصد، SPI، 15 تا 25 درصد، SIAP، 25 تا 35 درصد از سال‌های مورد بررسی را خشکسالی نشان می‌دهند و شاخص‌های RAI، BMDI، SPI و SIAP به ترتیب بیشترین درصد وقوع خشکسالی را در ایستگاه‌های شهرضا، ورزنه، آباده و ورزنه داشته و شاخص DI در تمامی ایستگاه‌ها به جز داران و کوهرنگ درصد وقوع خشکسالی برابر دارند. در نهایت با نگرش همزمان به دو روش کمینه بارش و همبستگی اسپیرمن، مشخص شد که شاخص‌های هواشناسی RAI و SIAP، شاخص‌های بهتری نسبت به سایر نمایه‌های خشکسالی می‌باشند.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Evaluation and Comparison of Drought Indices and Determination the Suitable Index in Zayandehroud Basin

نویسندگان [English]

  • Morteza Khodagholi 1
  • Razieh Saboohi 2
1 Associate Prof.,Research Division of Natural Resources, Isfahan Agriculture and Natural Resources Research and Education Center, AREEO, Isfahan, I.R.Iran
2 expert, Soil conservation and Watershed Management Research Department, Isfahan Agriculture and Natural Resources Research and Education Center, AREEO, Isfahan, I.R.Iran
چکیده [English]

Determination of indices is one of the basic and important steps in the study of wet and drought in each area. Indices can be evaluating the severity and duration of drought, and then the effect of them is determined on the water resources of the area. In this study, meteorological indices (Root Mean Square Error, Percent of Normal Precipitation Index, Rainfall Anomaly Index, Standardized Precipitation Index, DI, PNPI, and SIAP) was calculated using data of eight synoptic stations. The names of the stations are Meime, Varzane, Esfahan, Daran, Koohrang, Shahrekord and Shahreza in Zayandehroud watershed. Then for determine of the most suitable index in Zayandehroud watershed, meteorological drought indices using the minimum of precipitation and correlation methods were evaluated. The results of meteorological drought indices showed that the percentage of drought is different using different indices, as the RAI, DI, BMDI, SPI, SIAP showed that 35 to 45, 30, 20 to 40, 15 to 25, 25 to 35 percent of studied years are drought, respectively. RAI, BMDI, SPI and SIAP showed the highest percentage of occurrence of drought in Shahreza, Varzane, Abadeh and Varzane, respectively. DI index had equal percent of drought in all station except for Daran and Kuhrang stations. Finally, by the attitude of the two methods at the same time, was determined that meteorological drought of RAI and SIAP are better Indices than other drought indices.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Meteorological drought indices
  • minimum of precipitation
  • Spearman correlation and Zayandehroud Basin

-آسیایی، م. پایش خشکسالی در مشهد با استفاده از شاخص خشکسالی پالمر، مجله جغرافیا و توسعه ناحیه‌ای، شماره 3، 1385، صفحه 167 الی186.

2-امیدوار، ک.، ا.، اصلانی. ارزیابی چند شاخص خشکسالی در حوضه زاینده­رود. دومین همایش ملی اثرات خشکسالی و راهکارهای مدیریت آن،  مرکز تحقیقات کشاورزی و منابع طبیعی اصفهان و ستاد حوادث غیر مترقبه استانداری اصفهان، ایران، 31-30 اردیبهشت .

3- جوادی، م.ر.، م.، باقری و ع.، میرزاجان سمسار، بررسی و تحلیل وقوع خشکسالی و ترسالی های اقلیمی با استفاده از نمایه­های درصد از نرمال بارندگی، ناهنجاری های بارش و معیار بارندگی سالانه در استان مرکزی. دومین همایش ملی مقابله با بیابان زایی و توسعه پایدار تالاب های کویری ایران، دانشگاه آزاد اسلامی اراک، ایران، 1390.

4- حجازی‌زاده، ز. و جوی‌زاده، س، مقدمه‌ای بر خشکسالی و شاخص‌های آن، 1389، سازمان چاپ و انتشارات، وزارت فرهنگ و ارشاد اسلامی. 358 صفحه.

5- حسین­زاده طلایی، پ. و ص.، معروفی، بررسی وضعیت خشکسالی با استفاده از چند شاخص آماری در استان کردستان- سنندج. دومین همایش ملی اثرات خشکسالی و راهکارهای مدیریت آن، مرکز تحقیقات کشاورزی و منابع طبیعی اصفهان و ستاد حوادث غیر مترقبه استانداری اصفهان، ایران، 31-30 اردیبهشت 1388،

6- خداقلی، م.، بررسی زیست اقلیم گیاهی حوضه آبخیز زاینده­رود، 1384، پایان­نامه دکتری جغرافیای طبیعی، دانشگاه اصفهان.

7- خداقلی، م.، ر.، صبوحی و ذ.، اسکندری، تحلیل روند گذشته و پیش­بینی آینده خشکسالی در استان اصفهان. مجله علوم و فنون کشاورزی و منابع­طبیعی، علوم آب و خاک، شماره 18، 1393، صفحه 367 الی379.  

8- خلیلی، ع. و ج.، بذرافشان، ارزیابی کارایی چند نمایه­ی خشکسالی هواشناسی در نمونه­های اقلیمی مختلف ایران. مجله علمی و فنی نیوار، شماره (48 و 49)، 1382، صفحه 47 الی 62.

9- خسروی، م.، ع.ر.، موقری و م.ر.، منصوری دانشور، ارزیابی شاخص‌هایPNI، RAI، SIP و SPI  برای پهنه‌بندی شدت خشکسالی ایران با مقایسه دو روش درون‎یابی IDW و مدل ارتفاعی رقومی DEM، مجله جغرافیا و پایداری محیط, شماره 2، 1391، صفحه 53 الی 70.

10-شرکت سهامی آب منطقه ای اصفهان، مطالعات منابع و مصارف آب حوضه زاینده رود، جلد 3: آب های زیرزمینی، 1387، شرکت سهامی آب منطقه ای اصفهان.

11- کاظمی، آ.، ع. ا.، سبزی­پرور و ش.، فصل­بهار، مطالعه تطبیقی چهار نمایه خشکسالی در استان همدان. مجله ی علوم و تکنولوژی محیط زیست, شماره 14، 1391، صفحه 97 الی 106.  

12- محمدی مطلق، ر.، کارایی نمایه های خشکسالی هواشناسی در مدیریت خطر خشکسالی های سه دهه اخیر در شیراز. دومین کنفرانس سراسری مدیریت جامع منابع آب، دانشگاه کرمان، 9-10 بهمن­ماه 1389.

13- مرادی، ح. ر. و ر.، عرفان زاده،  بررسی روند خشکسالی ها و ترسالی ها در حوزه رود هراز. مجموعه مقالات اولین کنفرانس ملی بررسی راهکارهای مقابله با بحران آب، دانشگاه زابل، ایران، 1380.

14- ناصرزاده، م.ح. و ا.، احمدی. بررسی عملکرد شاخص‌های خشکسالی هوشناسی در ارزیابی خشکسالی و پهنه­بندی آن در استان قزوین. نشریه تحقیقات کاربردی علوم جغرافیایی، شماره 12، 1390، صفحه 141 الی 162.  

15- نجیبی, م.، انواع ضریب همبستگی و محاسبه آنها. سایت گروه دانش آماری، قابل دسترسی در http://www.daneshamari.blogfa.com/post-61.aspx،  1388.

16- نظری پویا، ه. و م.، خسروشاهی، بررسی و تعیین مناسب‌ترین شاخص خشکسالی هواشناسی به منظور ارزیابی خشکسالی در استان همدان. تحقیقات مرتع و بیابان ایران, شماره 20، 1392، صفحه625 الی 633.

17- سعادتی، س.س.، س.، سلطانی و س.س، اسلامیان، بررسی اماری دوره بازگشت وضعیت‌های مختلف خشکسالی (میانگین، شدید و خیلی شدید) در استان اصفهان با بهره‌گیری از شاخص استاندارد بارش. نشریه مرتع و آبخیزداری، مجله منابع طبیعی ایران. شماره 2، 1388، صفحه 257 الی 269.

-18 Altman, E. N., Drought Indices In Decision-Making Process of Drought Management. (Master's thesis). 2013, Retrieved from http://scholarcommons.sc.edu/etd/2320

-19 Camaro, W., Vegetation dynamics and their relationships with precipitation in Africa for drought monitoring purposes. PhD thesis, 2015, http://porto.polito.it/2604355/

 

- 20Hayes, M., M., Svoboda, N., Wall & M. Widhalm, The Lincoln Declaration on Drought Indices: Universal Meteorological Drought Index Recommended. Bulletin of the American Meteorological Society, vol 92(4), pp 485-488, 2010.

-21 Mishra, A. K. & v. p. Singh, A review of drought concepts, Journal of Hydrology, Vol, 391, pp, 202 – 216, 2010.

22- Smakhtin, V. U. & Hughes, D. A., Automated estimation and analyses of meteorological drought characteristics from monthly rainfall data. Environ. Model. Softw., Vol, 22, pp, 880-890, 2007

-23 Wu, H., M. J.  Hayes, A. Weiss, & Q. Hu, An evaluation of the Standardized Precipitation Index, the China-Z Index and the statistical Z-Score. International Journal of Climatology, Vol, 21, pp, 745-758, 2001.