تحلیل و بررسی شاخص های خشکسالی هیدرولوژیکی (مطالعه موردی :روستای ماهنشان از توابع استان زنجان)

مقدمه خشکسالی به عنوان یکی از بلایای طبیعی، اثرات قابل توجهی بر محیط زیست می گذارد. اگرچه وقوع آن غیرقابل اجتناب است، می توان با اقداماتی اثرات منفی آن را کاهش داد. آب های زیرزمینی شیرین، به دلیل پایداری و کیفیت بالا، نقش مهمی در تامین آب شرب و توسعه اقتصادی-اجتماعی به ویژه در مناطق خشک و نیمه خشک دارند. در این مطالعه، به بررسی خشکسالی در شهرستان ماهنشان با استفاده از شاخص های مختلف پرداخته شده است. ۳۰ سال آمار بارندگی ایستگاه ماهنشان مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفته است. برای بررسی خشکسالی اقلیمی از شاخصSPI، برای تعیین دوره های ترسالی و خشکسالی از میانگین متحرک پنج و هفت ساله بارندگی سالانه و برای بررسی خشکسالی هیدرولوژیکی از آمار چاه ها و شاخص GRI استفاده شده است. یافته ها نشان می دهد که خشکسالی های اقلیمی و هیدرولوژیکی در منطقه ماهنشان رخ داده است و بین شاخص SPI  و تغییرات تراز سطح آب همبستگی معنی داری وجود دارد. با توجه به یافته ها، خشکسالی یکی از چالش های اصلی در منطقه ماهنشان است. استفاده از شاخص های مختلف برای بررسی خشکسالی ضروری است و با برنامه ریزی مناسب می توان اثرات منفی آن را کاهش داد. در این مطالعه، فقط به یک منطقه خاص پرداخته شده و عوامل دیگر موثر بر خشکسالی و راهکارهای برای کاهش اثرات آن بررسی نشده است. هدف از این مطالعه، ارائه تصویری از وضعیت خشکسالی در منطقه ماهنشان و لزوم توجه به این پدیده در برنامه ریزی ها و اقدامات آتی است. مواد و روش ها این پژوهش از نوع کاربردی و با رویکرد توصیفی تحلیلی انجام شده است. برای جمع آوری داده ها از دو روش مطالعات کتابخانه ای و پیمایش میدانی استفاده شده است. در بخش میدانی، از روش های مختلفی مانند پرسشنامه، مصاحبه و مشاهده برای جمع آوری نظرات و دیدگاه های ساکنان منطقه، اطلاعات تخصصی از کارشناسان و بررسی میدانی منابع آب و سیستم های انتقال آب استفاده شده است. برای تکمیل اطلاعات، از سازمان های مرتبط مانند معاونت روستایی و اداره کل آب و فاضلاب روستایی استعلام شد. همچنین، با بازدید میدانی از منطقه، اطلاعات مربوط به منابع آب، تخصیص آب و سایر موارد مرتبط با خشکسالی جمع آوری و با استفاده از روش های علمی تجزیه و تحلیل و تفسیر شده اند.  برای بررسی خشکسالی اقلیمی در منطقه، از شاخصSPI  (Standard Precipitation Index) استفاده شد. این شاخص با استفاده از آمار بارندگی بلندمدت (۳۰ ساله) محاسبه می شود و می تواند دوره های ترسالی، خشکسالی و نرمال را در منطقه نشان دهد. علاوه بر شاخص SPI، از میانگین متحرک ۵ و ۷ ساله بارندگی سالانه نیز برای تعیین دوره های ترسالی و خشکسالی استفاده شد. در این روش، میانگین بارندگی در یک دوره زمانی مشخص (۵ یا ۷ سال) محاسبه می شود و با میانگین بارندگی بلندمدت مقایسه می شود. برای بررسی خشکسالی هیدرولوژیکی در منطقه، از آمار چاه های با پراکنش مناسب و آمار بلندمدت استفاده شد. تغییرات تراز سطح آب در این چاه ها توسط شاخص GRI (Groundwater Recharge Index)  محاسبه شد. شاخص GRI نشان دهنده میزان آب ورودی به سفره های زیرزمینی است و می تواند برای بررسی وضعیت منابع آب زیرزمینی در منطقه مورد استفاده قرار گیرد. نتایج و بحث بررسی مقادیر SPI در مقیاس های مختلف زمانی و همچنین میانگین متحرک ۵ و ۷ ساله بارندگی نشان دهنده کاهش بارندگی قابل توجه در منطقه ماهنشان طی ۲۰ سال گذشته است. این روند کاهشی، نگرانی هایی را در مورد پیامدهای منفی آن بر منابع آب، کشاورزی و سایر بخش های وابسته به آب در این منطقه به وجود می آورد. بررسی شاخص GRI در مقیاس های زمانی ماهانه و سالانه نشان دهنده افت سطح آب های زیرزمینی در منطقه ماهنشان است. این افت به دلیل عدم تناسب بین تغذیه و برداشت از سفره آب زیرزمینی، به خصوص در سال های اخیر که با خشکسالی های پیاپی همراه بوده، تشدید شده است. برداشت بی رویه از منابع آب زیرزمینی، پایداری این منابع را به خطر انداخته است. تحلیل همبستگی بین شاخص های SPI و GRI نشان دهنده وجود همبستگی معنی داری بین خشکسالی های هواشناسی و هیدرولوژیکی در منطقه ماهنشان است. این همبستگی در مقیاس های زمانی بلندتر قوی تر است. یافته ها نشان می دهد که خشکسالی های هواشناسی می توانند منجر به خشکسالی های هیدرولوژیکی در این منطقه شوند. بررسی رابطه بین خشکسالی های هواشناسی و هیدرولوژیکی با تاخیرهای زمانی یک، دو و سه ساله نشان می دهد که بین این دو نوع خشکسالی با تاخیر یک و دو ساله، همبستگی معنی داری وجود دارد. این همبستگی نشان می دهد که خشکسالی های هواشناسی با تاخیر یک و دو ساله، منجر به خشکسالی های هیدرولوژیکی در منطقه ماهنشان می شوند. نتیجه گیری نتایج این تحقیق نشان می دهد که متوسط افت سطح آب زیرزمینی در سال های مختلف متفاوت بوده است. این امر به دلیل تنوع در نوع سازند، ضریب آبگذری، شیب هیدرولیکی و میزان برداشت از سفره آب در مناطق مختلف است. در دوره ۲۰ ساله (۱۳۷۵ تا ۱۳۹۵)، تراز آب زیرزمینی در منطقه ماهنشان به طور متوسط سالانه ۴۵ سانتی متر افت داشته است. این امر نشان دهنده برداشت بی رویه و غیراصولی از منابع آب زیرزمینی است. خشکسالی های پیاپی نیز باعث تشدید روند افت آب های زیرزمینی شده است. غیر از بارندگی، عوامل دیگری مانند برداشت بی رویه از منابع آب زیرزمینی نیز بر افت آب های زیرزمینی تاثیر می گذارند. مقایسه شاخص  SPI (خشکسالی اقلیمی) و GRI  (منابع آب زیرزمینی) نشان می دهد که بین این دو شاخص در مقیاس های زمانی ماهانه و سالانه، رابطه معنی داری وجود دارد. این رابطه نشان می دهد که خشکسالی اقلیمی با تاخیر دو ساله، بر افت آب های زیرزمینی در منطقه ماهنشان تاثیر می گذارد. در مجموع، نتایج این تحقیق نشان می دهد که منطقه ماهنشان با چالش جدی کمبود آب و خشکسالی مواجه است. برداشت بی رویه از منابع آب زیرزمینی و خشکسالی های پیاپی، این چالش را تشدید کرده اند.

تحلیل و بررسی شاخص های خشکسالی هیدرولوژیکی (مطالعه موردی :روستای ماهنشان از توابع استان زنجان) Keywords:

GRI , Groundwater , Hydrological drought , SPI , Zanjan province , آب های زیرزمینی , استان زنجان , SPI , GRI , خشکسالی هیدرولوژیکی