پایش توزیع مکانی و زمانی شدت خشکسالی با استفاده از isoSPI و isoSDI در غرب دریاچه ارومیه

سابقه و هدف: خشکسالی حالتی نرمال و مستمر از نوسانات اقلیم است. اگرچه بسیاری به اشتباه آن را واقعه ای طبیعی و نادر می دانند، اما این پدیده در واقع از ویژگی های اصلی و تکرار شونده اقلیم های متفاوت به شمار می آید. 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 اهمیت ویژه ای برخوردار می باشد. غالبا خشکسالی ها از خشکسالی هواشناسی شروع شده و به ترتیب خشکسالی هیدرولوژیکی، خشکسالی کشاورزی و سرانجام خشکسالی اقتصادی-اجتماعی را در پی دارد. یکی از مهمترین دغدغه های امروزه در بسیاری از کشورهای جهان بخصوص کشورهای خاورمیانه تامین آب در راستای تداوم توسعه پایدار می باشد. یکی از مهمترین مشکلاتی که بشر به خصوص در سال های اخیر با آن مواجه شده است، بحران آب و وقوع خشکسالی می باشد، بر این اساس تقریبا هر پنج سال یک دوره خشکسالی دو تا سه ساله را در کشور شاهد هستیم. این خشکسالی ها باعث کاهش منابع آب های سطحی و زیرزمینی و کاهش میزان آب قابل استفاده می گردد و به همین دلیل بررسی وضعیت خشکسالی در مدیریت بهینه منابع آب حائز اهمیت خواهد بود، و هدف از این مطالعه پایش خشکسالی هواشناسی و هیدرولوژیکی با استفاده از شاخص های SPI وSDI در غرب دریاچه ارومیه می باشد. مواد و روش ها: در این پژوهش پس از بررسی های لازم و تکمیل خلا های آماری موجود، تعداد 10 ایستگاه هواشناسی و پنج ایستگاه هیدرومتری و با طول دوره آماری 32 سال استفاده شد. آزمون کلموگروف-اسمیرونوف برای تعیین مناسب ترین توزیع و بررسی نرمال بودن برروی داده های 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 خشکسالی های بدست آمده از شاخص های SDI و SPI در سری های 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 شاخص های SPI و SDI استفاده شد. در سری زمانی سه ماهه، حالت های مختلف بدون تاخیر، تاخیر یک ماهه، تاخیر دو ماهه و تاخیر سه ماهه بین خشکسالی هواشناسی و هیدرولوژیکی در نظر گرفته شد. یافته ها: نتایج آزمون کلموگروف-اسمیرنوف نشان می دهد که همه سری های زمانی از توزیع نرمال پیروی می کند. نتایج آزمون کلموگروف-اسمیرنوف نشان می دهد که در بیشتر ایستگاه های هیدرومتری برای دوره های مهر- آذر مناسب ترین توزیع نرمال و در سایر دوره های زمانی توزیع لوگ نرمال و در ایستگاه های هواشناسی توزیع گاما مناسب ترین توزیع برای برازش داده ها می باشند. نتایج ارزیابی همبستگی اسپیرمن و عدم انطباق طبقات شاخص های SPI و SDI برای کل منطقه مورد مطالعه را نشان می دهد که بیشترین همبستگی این دو شاخص در دوره های مهر- شهریور می باشد. 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 می باشد. نتیجه گیری: این پژوهش با هدف پایش خشکسالی هواشناسی و هیدرولوژیکی با استفاده از شاخص های SPIو SDI و لحاظ کردن تاخیرهای متفاوت در غرب دریاچه ارومیه انجام گرفت. توزیع های 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 سال های اخیر و تاثیراتی که بر حجم جریان عبوری دارد، تدوین و اجرای موثر برنامه ها و بهره برداری بهینه از منابع آب و آگاهی از تاثیر زمانی خشکسالی هواشناسی بر نوسانات حجم جریان عبوری می تواند خسارات وارده بر منابع آب را تا حد زیادی کاهش داده و گام موثری در احیاء دریاچه ارومیه باشد.

Keywords:

خشکسالی , دشت ارومیه , SPI , SDI