-248506-479

5311045-442440

نشریه حفاظت منابع آب و خاك، سال چهارم، شماره سوم، بهار 1394

ارزیابی شاخص خشکسالی کمبود توأم تحت شرایط اقلیمی ایران

آیدا هاشمی نسب1، جواد بذرافشان2 *و آرزو نازي قمشلو3

1) دانشجوي سابق کارشناسی ارشد؛ گروه مهندسی آبیاري و آبادانی؛ دانشگاه تهران؛ کرج؛ ایران
2*) استادیار؛ گروه مهندسی آبیاري و آبادانی؛ دانشگاه تهران؛ کرج؛ ایران
*نویسنده مسئول مکاتبات: [email protected]
3) استادیار؛ گروه مهندسی آبیاري و آبادانی؛ دانشگاه تهران؛ کرج؛ ایران
20557814737

تاریخ دریافت: 18/07/1393 تاریخ پذیرش: 31/03/1394

چکیده
شاخص کمبود توام از ترکیب دوازده متغیر شاخص اصلاح شده بارندگی استاندارد( SPImod) متناظر با پنجره هاي زمانی 1 تا 12 ماه با استفاده از توابع همبند تجربی و نظري محاسبه می شود. به دلیل دشواري و زمانبر بودن محاسبه توابع همبند نظري، محققان استفاده از فرم تجربی JDI را پیشنهاد می کنند. هدف از این مطالعـه،مقایسه شاخص کمبود توام در دو حالت تجربی و نظري تحت شرایط اقلیمی ایران است. در این مطالعه، از داده هاي بارندگی ماهانه 42 ایستگاه سینوپتیک ایران در طی دوره آماري 2010-1966 جهت محاسبه شاخص کمبود توام استفاده شده است. در حالی که محاسبه شاخص همبند تجربی( EJDI) مبتنی بر روش پیچیـده اي نمی باشد، در محاسبه شاخص کمبود توام نظري( TJDI) می بایست مناسبترین فرم تابع همبند از بین چند تابع همبند داوطلب (تی-استیودنت، کلایتـون، گامبـل، وفرانک) بر مبناي چند معیار اطلاعات تعیین گردد. نتایج نشان داد که در تمام ایستگاهها، مناسبترین تابع همبند نظري، تابع همبند تی-استیودنت است. مقایسه سرهاي زمانی EJDI و TJDI نشان داد که هر دو داراي رفتار تقریبا مشابهی هستند، ولی EJDI دو مشکل اساسی در تمام ایستگاه هاي مورد نظر نشان می دهد: الف- کمینه مقدار EJDI به طور مکرر در بخشهاي مختلف سري هاي زمانی تکرار می شود، ب- EJDI نمی تواند اوج سختی خشکسـالی را در طـی دوره هـاي بحرانـیخشکسالی تشخیص دهد. این در حالی است که مشکلات ذکر شده در TJDI دیده نمی شود. نتایج بدست آمده نشان دهنده ارجحیت استفاده از شاخص کمبود توام
نظري جهت پایش خشکسالی تحت شرایط مختلف اقلیمی ایران می باشد.
کلید واژه ها: ایران؛ پایش خشکسالی؛ تابع همبند؛ شاخص کمبود توأم مقدمه
در طـول یـک دهـه گذشـته، خشکسـالی کـه یکـی ازپرهزینه تـرین بلایـاي طبیعـی اسـت، چـالش بزرگـی درمدیریت منابع آب ایران ایجاد کرده است. در طی سالهاي 2000-1998، ای ران یک ی از ب دترین و پرهزین ه ت رینخشکسالی هاي اتفـاق افتـاده در طـی 50 سـال اخیـر راتجربه کرده است. در طی این سـه سـال در بـیش از 270 شهر کمبود آب به نقطه بحرانی رسید، هـزاران روسـتا بـاکمبود آب نوشیدنی مواجه شـدند، میـزان جریـان آبهـايسطحی تا 55% کاهش یافت و منابع آبی و سدهاي ایـرانبه دلیل جریان کم آب و دماي بالاي هوا کمتـرین حجـم
Abbaspour and Sabetraftar, )آب قابل انتقال را داشتند
.(2005
69530208109627

سال

چهارم

/
شماره

3
/

بهار

94

سال

چهارم

/

شماره

3

/

بهار

94

خشکسالی پدیده اي است که در تمام نـواحی اقلیمـیجهان از خیلی خشک تا خیلی مرطوب رخ می دهد و بـهکاهش در مقدار متغیرهاي هیدرومتئورولوژي در مقایسه با میانگین طولانی مدت آن ها مربوط مـی شـود ( قمقـامی وبذرافشــــان ،1391، 1999Mishra and ،Guttman,
2010Singh,). چنــدین متغیــر آب- هواشناســی بــرايتشخیص خشکسالی هـاي مـرتبط بـا آب وجـود دارد ازجمله: بارش، رطوبت خاك، جریان رودخانه، سطح منـابعآبی و سطح آبهاي زیرزمینی. براي تشـخیص خشکسـالیهواشناسی از متغیـر بـارش، بـراي تشـخیص خشکسـالیکشاورزي از متغیر رطوبت خاك و از سـایر متغیـر هـايسـ یکل هیـ درولوژیک بـ راي تشـ خیص خشکسـ الی هیــدرولوژیکی اســتفاده مــی کننــد( Tsakiris and
2005Mishra and Singh,2010 ، Vangelis,). خشکسالی هواشناسی به عنوان منشـا انـواع خشکسـالی هـاي دیگـرشناخته می شود. در واقع خشکسالی هاي هیـدرولوژیکیو کشاورزي از خشکسالی هواشناسی به وجـود مـی آینـد(2005Boken et al., ). بن ابراین اس تفاده از متغیرهـاي هواشناسی براي مطالعه انـواع خشکسـالی هـا مـی توانـدمناسب باشد، مخصوصا در مناطقی که سایر متغیرها اندازه گیري نشده اند.
شاخص هاي خشکسالی به عنوان کلیدي جهت کمی ســازي تعریــف خشکســالی در اجــراي برنامــه هــايخشکسالی به شمار می روند( 1996Wilhite et ،Wilhite,
2007al.,). شاخص هاي خشکسالی آب-هواشناسی مـیتوانند بر اساس تعداد متغیرهاي آب-هواشناسـی بـه کـارگرفته شده در آن ها به چند گروه دسته بندي شوند: الـف)شاخص هاي تک متغیره، مانند شاخص بـارش اسـتانداردشده McKee et al., 1993) (SPI))، شاخص خشکسـالیم وثر Byun and Wilhite, 1999) (EDI)) و ش اخص خشکس الی جری ان رودخان ه Nalbantis and ) (SDI)
2009Tsakiris, ) می باشند. دو شـاخص اول بـر اسـاسداده هاي بارش می باشند و شاخص آخر بـر اسـاس دادههاي جریان رودخانه است. ب) شاخص هـاي دو متغیـرهمانند شاخص شدت خشکسالی پالمر Palmer, ) (PDSI)1965)، شاخص شناسایی خشکسـالیTsakiris ) (RDI) 2005and Vangelis,) و ش اخص تبخی ر-تع رق ب ارش
استاندارد شـدهVicente-Serranoet al.,2010) (SPEI) ). کلیه این شاخص ها بـه دو متغیـر هواشناسـی داده هـايبارش و دما نیاز دارند. ج) شاخص هایی با سه یا بیش از سه متغیـر، ماننـد شـاخص ذخیـره آب سـطحی(SWSI) (1982Shafer and Dezman,) و شـاخص خشکس الی
جامع Keyantash and Dracup,2004) (ADI)). ایـن دوشاخص از متغیرهاي آب-هواشناسی مانند بارش، تبخیر-تعرق، جریان رودخانه، ذخیره منـابع آب و بـرف بدسـتمی آیند.
محققین بر این موضوع متففق القول هستند که اسـتفادهتنها از یک شاخص براي پـایش و تشـخیص خشکسـالیکافی نیست( 2001Paulo and Pereira, 2006 ،Wu et al, ،2007Smakhtin and Hughes, ) و براي ارزیابی موفـقخشکسالی، استفاده همزمان از اطلاعات چندین شـاخصمورد نیاز است( 2010 Kao and Govindaraju,). بنابراین ،بعضی از شاخص ها بـر اسـاس ترکیـب چنـد شـاخصتوسعه یافته اند مانند شاخص کمبود توام Kao and ) (JDI)2010Govindaraju, ، میرعباسی و همکاران 2013، Hao
2013and Aghakouchak,) و شاخص بـارش اسـتانداردشده چند متغیره (MSPI) (بذرافشان و همکـاران، 2014).
شاخص JDI بر اسـاس شـاخص بـارش اسـتاندارد شـده(SPI) اســت کــه توســطMcKee و همکــاران( 1993) توسعه یافته اسـت و اخیـرا توسـطKao و Govindaraju (2010) اصلاح شده است. اهدافی که در این تحقیق دنبال می شود عبارتند از: الـف) مقایسـه شـاخص کمبـود تـوام(JDI) در دو فرم تجربی و نظري و ب) بررسی مشکلات محاسـباتی ش اخص کمب ود ت وام تجرب ی در داده هـاي بارندگی ایران.

مواد و روش ها
گردآوري داده هاي بارندگی و کنترل کیفی
4272528070003

سال

چهارم

/

شماره

3
/

بهار

94

سال

چهارم



قیمت: تومان

دسته بندی : منابع آب خاک

دیدگاهتان را بنویسید