Abstract:
هدف اصلی این پژوهش، تعیین گسترهی تداوم خشکسالیهای هواشناسی و هیدرولوژیکی و مشخص کردن ارتباط بین آنها است. در این تحقیق از شاخصهای بارش استاندارد (SPI) و سطح آب استاندارد (SWI)، جهت بررسی خشکسالیها استفاده شد. در این تحقیق از 16 ایستگاه بارانسنجی و 31 حلقه چاه پیزومتری با طول دورهی آماری مشترک 30 ساله (1362 تا 1392) استفاده شد. برای آنالیز روند خشکسالیها از 7 مقیاس زمانی 1، 3، 6، 12، 24 و 48 ماهه و مقیاس سالانه استفاده شد. در این پژوهش برای بازسازی نواقص آماری از روش همبستگی و از روش نسبت نرمال برای همگنی دادهها بهره گرفته شده است. سپس برای بررسی روند تغییرات میزان بارش و آبهای زیرزمینی و تحلیل کمی خشکسالیهای حوضه از شاخصهای SPI و SWI استفاده گردید تا امکان ارزیابی آن در مقیاسهای مختلف زمانی و مکانی میسر شود. با محاسبات انجام شده و بررسی نقشهی گسترهی خشکسالیهای سالانه هواشناختی مناطق نیمهی غربی و شرق حوضه بیشتر از سایر مناطق خشکسالی داشتهاند. در بررسی نقشهی گسترهی خشکسالیهای سالانه آب زیرزمینی مناطق جنوب غرب، غرب و شمال بیشتر از سایر مناطق در معرض خشکسالی قرار گرفتهاند. طولانیترین تداوم از لحاظ طول مدت خشکسالی هواشناسی نشان میدهد که در بخشهای شمال شرقی، غرب و جنوب غربی دارای تداومهای طولانیتری نسبت به سایر مناطق دارند. همچنین طولانیترین تداوم از لحاظ طول مدت خشکسالی آبهای زیرزمینی نشان مـیدهد در نواحی شمالی و جـنوب غربی و مرکز حوضـه، طولانیترین تداومهای خشکسالی وجود دارد.
IntroductionDrought، with its gradual، tranquil، and crawling occurrence، is one of the most important natural disasters that affects various aspects of human life. This phenomenon، as a disastrous climatic phenomenon، directly affects communities through changes in their access to water resources. One of the most important effects of drought on water resources is the reduction and drop in groundwater aquifers and the decrease in river flow rates. The hydrological drought، with the effects of periods of atmospheric drops، affects the sources of groundwater or surface water supplies such as river flows، reservoirs، lakes، and groundwater. Therefore، the effect of the rainfall shortage on the components of the hydrological system such as soil moisture، river flow، surface of reservoirs، and groundwater is seen after a long time. Climatological drought with a time lag in one place leads to a hydrological drought which، consequently، leads to water stress. Determining the starting and ending dates of droughts، their severity، continuity، spatial distribution، assessment، and quantification is one of the most important issues in the study area. Accordingly، the main objective of this research was to determine the extent of the continuity of meteorological and hydrological droughts and the relationship between them.
MethodologyThe Gorganroud River watershed forms 48% of Golestan Province with an area of 11393.1 km2. It is located in the geographical range of '36 ° 36 'to 37 ° 37' the northern latitude and '00 ° 54 'to '29 ° 56 the eastern altitude. It is located in the national scale of the Gorgan River basin in the north of the country. From the south east to the eastern Alborz، from the east to mount Aladagh and mount Glydiyah، from the north to the Atrak basin، and from the west to the Caspian Sea and the Gharasso basin. The Gorganroud River has 17 main branches that are connected in different parts and، ultimately، flood the Caspian Sea. The basin is used as a forest in the south and east، but in the north and west، alluvial plains are exploited in agriculture and pasture. In order to study droughts، the standardized precipitation index (SPI) and standardized water-level index (SWI) were used. The data used in this study was extracted from 16 meteorological stations and 31 piezometric wells، with a common statistical period of 30 years (1362-1392). To analyze the droughts' trend، seven scales of 1، 3، 6، 12، 24، and 48 were used in a monthly and annual scales. In this study، to reconstruct the statistical errors and homogenize the data، acorrelation and normal ratio methods were used. Then، the SPI and SWI indices and the quantitative analysis of droughts of basin were used to evaluate the trend of rainfall and underground water in different spatial and temporal scales.
ResultAccording to the calculations and checking the map of the annual extent of meteorological drought، the western and eastern regions of the basin were affected by drought more than other regions. In addition، according to the map of the annual extent of the groundwater droughts، the southwestern، western، and northern parts were affected by drought more than other regions. Considering the duration of the meteorological drought، the northeastern، western، and southwestern parts had longer durations than other regions. Considering the duration of the groundwater drought، the northern، southwestern، and central parts of the basin had the longest duration.
Machine summary:
بررسی دوره های خشکسالی و تاثیر آن بر منابع آب زیرزمینی حوضه ی ابخیز گرگانرود چکیده هدف اصلی این پژوهش ، تعیین گستره ی تداوم خشکسالیهای هواشناسی و هیدرولوژیکی و مشخص کردن ارتباط بین آن ها است .
سپس برای بررسی روند تغییرات میزان بارش و آب های زیرزمینی و تحلیل کمی خشکسالیهای حوضه از شاخص های SPI و SWI استفاده گردید تا امکان ارزیابی آن در مقیاس های مختلف زمانی و مکانی میسر شود.
محمدی و همکاران (١٣٩١) نقشه های پهنه بندی مکانی و زمانی خشکسالی آب زیرزمینی دشت اراک را با استفاده از شاخص SWI (شاخص سطح آب استاندارد) تهیه کردند و نتیجه گرفتند که بیشترین شدت خشکسالی در جنوب و شمال دشت بوده است .
(رجوع شود به تصویر صفحه) مواد و روش ها پارامترهای مورد استفاده در این مطالعه مقادیر بارش روزانه و سطح ایستابی ماهانه ی چاه های پیزومتری برای دوره ی آماری ٩١-١٣٦٢ میباشد که با تبدیل آنها به سریهای زمانی ٣، ٦، ١٢، ١٨، ٢٤، ٤٨ ماهه و مقیاس سالانه در انجام تحقیق حاضر به کار گرفته شده است .
سپس برای بررسی روند تغییرات میزان بارش و آب های زیرزمینی و تحلیل کمی خشکسالیهای حوضه از شاخص های SPI١ و SWI٢ در نرم افزارهای DIP و ٢٠١٣ Excel استفاده گردید تا امکان ارزیابی آن در مقیاس های مختلف زمانی و مکانی میسر شود.
تحلیل مکانی طولانیترین تداوم های خشکسالی هواشناسی در مقیاس های زمانی مختلف نقشه ی طولانی ترین تداوم از لحاظ طول مدت خشکسالی نشان میدهد که در بخش های شمال شرقی، غرب و جنوب غربی دارای تداوم های طولانیتری نسبت به 1- Avarage Drought Intensity (ADI) سایر مناطق دارند.