شاخص های خشکسالی
مواد و روشها
در این تحقیق با استفاده از داده های بارندگی سالانه) سال آبی 1348 تا 1386 ) ایستگاههای باران سنجی کاکارضا ، چم انجیر و افرینه وابسته به وزارت نیرو مستقر در طول رودخانه کشکان پدیده خشکسالی از دیدگاه هواشناسی مورد بررسی و تجزیه و تحلیل قرار گرفت. پس از جمع آوری داده ها و اطمینان از صحت ، تصادفی و همگنی آنها با استفاده از آزمون ران تست ، و بازسازی دادهها جهت مطالعه ی پدیده خشکسالی نمایه دهک ها به عنوان شاخص هواشناسی انتخاب گردید. بدین صورت که چهار دهک پایین داده ها سال خشک (D ) و دو دهک میانی و چهار دهک بالای داده ها به ترتیب سالهای نرمال (N) و مرطوب (W) در نظر گرفته شدند.سپس با استفاده از زنجیره مارکف ماتریس احتمال انتقال و همچنین ماتریس ایستا برای تعیین وضعیت بارندگی منطقه در دراز مدت محاسبه شد. در مرحله بعد با استفاده از آزمون دنباله ها طول دوره های خشکسالی و شدت آنها محاسبه شد و درآخر با ترکیب تکنیک های آزمون دنباله ها و زنجیره مارکف احتمال رخداد خشکسالی در ده سال آینده پیش بینی شد.
نمایه دهک ها
اولین بار توسط گیبس و ماهر برای اجتناب از بعضی از نقاط ضعف روش درصد نرمال به کار گرفته شد ( خلیلی و بذر افشان 1382) . به منظور محاسبه دهک ها ابتدا داده های بارندگی ماهانه یا سالانه به صورت صعودی یا نزولی مرتب می شوند پس احتمال وقوع بارش یک ماه یا سال معینی از رابطه زیر تعیین می شود.
PIS= ×100
احتمال بارندگی در شماره ردیف :PI
: تعداد داده های بارندگی N
در این صورت برحسب این که یک مقدار در چه فاصله ای دهکی 10 درصدی قرار گرفته باشد مطابق جدول 1 یکی از درجات خشکسال برتری نسبت داده می شود طبق تعریف دهک اول مقدار بارندگی است که از کمترین 10 درصد احتمال وقوع بارش تجاوز ننماید دهک دوم، مقدار بارندگی است که از کمترین 20 درصد احتمال وقوع بارش تجاوز ننماید و الی آخر.
جدول 1 طبقه بندی خشکسالی بر اساس نمایه دهک ها
وضعیت
نمایه
بسیار پایین تر از نرمال
دهک های ١و۲
پایین تر از نرمال
دهک های ۳و٤
نزدیک نرمال
دهک های۵و۶
بالاتر از نرمال
دهک های۷و۸
بسیار بالاتر از نرمال
دهک های ۹ و۱۰
. مواد و روش
2-1. منطقه موردمطالعه:
حوضه آبریز رودخانه مارون در دامنه های جنوبی و جنوب غربی زاگرس میانی در 48 درجه و 35 دقیقه تا 51 درجه و 10 دقیقه طول شرقی و 30 درجه و 31 دقیقه تا 31 درجه و 43 دقیقه عرض شمالی واقع شده است. مساحتاین حوضه 24307 کیلومترمربع می باشدکه حدود 10331 کیلومتر مربع آن را مناطق کوهستانی و 13976 کیلومتر مربع آن را دشت ها و کوهپایه ها تشکیل می دهند.آب و هوای حوضه مارون متاثر از عرض جغرافیایی کم، تغییرات ارتفاع در مناطق مختلف (صفر تا 3600 متر ) و مجاورت با خلیج فارس در بخش جنوبی می باشد.
2-1. مقادیر SPI :
برای اولین بار نمایه بارش استاندارد توسط مکی و همکاران در ایالت کلارادو آمریکا بکار برده شد و نتیجه این شد که برای برازش دادههای بارندگی توزیع گاما مناسبترین توزیع میباشد. تعیین ویژگیهای خشکسالی یا تر سالی در یک منطقه از نیازهای اساسی برنامهریزیهای محیطی، اقتصادی و به ویژه برنامه ریزی برای مدیریت منابع آب میباشد. در بسیاری از برنامهریزیهای بلند مدت لازم است که چشم اندازی از وضعیت آینده بارندگی و دورههای خشک و تر برای منطقه ترسیم گردد، به همین دلیل موضوع خشکسالی و ویژگیهای آن از اهمیت زیادی در مدیریت منابع آب برخوردار است. مکی وهمکارانش درسال 1993 برای نشان دادن شاخص بارش استانداردشده ازیک سیستم طبقه بندی شده استفاده کردند.شاخص بارش استاندارد به طور مفهومی نمره استاندارد (Z) یا میزان انحراف استاندارد بالاتر یا پایین تر را نشان میدهد. آن ها از نتایج حاصل از شاخص بارش استاندارد یک سیسیتم طبقهبندی برای تعریف خشکسالی مطابق جدول (1) معرفی کردند .
جدول1. طبقات خشکسالی بر اساس شاخص بارش استاندارد
طبقه خشکسالی
مقادیر SPI
ترسال خیلی شدید
2 و بالاتر
ترسالی شدید
50/1 تا 99/1
ترسالی ملایم
00/1 تا 49/1
نرمال
99/0 تا 99/0-
خشکسالی ملایم
00/1- تا 49/1-
خشکسالی شدید
50/1- تا 99/1-
خشکسالی خیلی شدید
00/2- و پایینتر
در این تحقیق چند ایستگاه باران سنجی وزارت نیرو که دارای آماری طولانی تربودند در حوضه مارون انتخاب شد. ایستگاه ها شامل ایستگاه خیر آباد، ده ملا، ماشین(رود زرد)، جوکنک، ایدنک، ده سادات، می باشند.ابتدا داده های بارش کلیه ایستگاه ها از نظر صحت و همگنی مورد بررسی قرار گرفتند و پس از اطمینان از همگنی آن ها، داده های مفقود هر ایستگاه با استفاده از داده های ایستگاه های مجاور و از طریق روش رگرسیون (همبستگی) باز سازی شدند.سال آماری مشترک 1388-1360 به عنوان مبنا قرار گرفت. سپس شاخص بارش استاندارد به صورت سالانه برای این ایستگاه ها بدست آمد. نموداری برای هر ایستگاه ترسیم شد که این تغییرات را بهتر نشان دهد. شاخص (SPI) براساس اختلاف ميان مقداربارندگي درهرماه وميانگين بارندگي دردوره زماني مشخص بخش برانحراف معياربارندگي درآن مقياس زماني محاسبه ميگردد. (مقياس زماني12 ماهه می باشد).
مواد وروش‌ها
· منطقه مورد بررسي :
حوزه آبخيز طزرجان با مساحت32/18كيلومتر مربع در جنوب غرب استان يزد، شهرستان تفت واقع شده است و يكي از زير حوضههاي حوزه آبخيز ميانكوه ميباشد. اين منطقه در محدوده جغرافيايي ²6/7¢ 8 °54 تا ²3/48¢ 10 °54 طول شرقي و ²53¢ 32 °31 تا ²27¢ 36 °31 عرض شمالي واقع شده است. ارتفاع متوسط61/2719 متر از سطح دريا و متوسط بارندگي ساليانه آن 74/301 ميليمتر و متوسط درجه حرارت ساليانه 21/11 ميباشد. مشخصات ايستگاه‌هاي مورد مطالعه در جدول 1 آمده است.
شكل1. موقعيت حوزه آبخيز طزرجان در استان و ايران
جدول1. مشخصات ايستگاه‌هاي مورد بررسي
ايستگاه
ارتفاع
متوسط بارندگي
طول جغرافيايي
عرض جغرافيايي
طزرجان1
2110
17/218
57 10 54
07 36 31
ده بالا
2606
81/322
40 06 54
38 35 31
طزنج
1690
9/111
41 14 54
29 33 31
طزرجان2
2153
01/275
07/33 10 54
59/53 38 31
فخرآباد
1783
81/135
48 14 54
28 36 31
بنادك سادات
2196
72/285
52/47 11 54
54/53 33 31
نير 1
2470
21/178
0 18 54
0 22 31
سخويد
2430
46/228
13/57 3 54
17/12 29 31
سلطانب
2557
252
6/55 0 54
59/3 35 31
نير2
2451
45/240
43 07 54
27 29 31
ابراهيم آباد
1630
27/59
0 20 54
0 39 31
· شاخص بارش استاندارد شده
مك كي و همكاران در سال 1993 از مركز اقليمي كلرادو و مركز ملي كاهش خشكسالي ايالات متحده آمريكا به منظور تعريف و پايش وضعيت فعلي خشكسالي، از شاخص بارش استاندارد استفاده كردند. تغييرپذيري SPI باعث مي‌شود كه در مقياسهاي كوتاه مدت براي اهداف كشاورزي و در مقياسهاي بلند مدت براي اهداف هيدرولوژي مثل منابع آب زيرزميني، جريان‌هاي رودخانه اي، سطح درياچه‌ها و منابع سطحي استفاده شود [17]. اين شاخص مقدار بارندگي را به عنوان انحراف استاندارد از تابع توزيع احتمال بارش در نظر ميگيرد. در اين روش داده‌هاي بارش داراي توزيع نرمال (يا خانواده توريع نرمال مانند نرمال دو پارامتري) فرض مي‌شود. اين شاخص بدون بعد بوده و از بي نظمي داده‌هاي گسسته و تبديل شده بارش كه بر انحراف معيار بارندگي تقسيم شده است، محاسبه مي‌شوند [14]. شاخص SPI از بهترين و جامع ترين و در عين حال ساده ترين روش مطالعه خشكسالي و ترسالي و خصوصيات آنها محسوب مي‌شود (نحوي نيا،1388). اين شاخص به صورت رابطه 1 نوشته مي‌شود:
1)
كه در آن Pi بارندگي سال i و SD انحراف معيار بارش در طول دوره آماري، ميانگين بارندگي بلند مدت ميباشد. طبق اين روش خشكسالي زماني روي مي‌دهد كه ميزان شاخص SPI به طور مستمر منفي و به مقدار 1- يا كمتر برسد و هنگامي پايان مي‌يابد كه شاخص SPI بزرگي و شدت دوره خشكسالي را نشان دهد. در جدول 2 مقادير طبقه بندي اين شاخص آمده است.
· شاخص درصد نرمال بارندگي
درصد نرمال بارندگي يكي از ساده ترين شاخص‌هاي خشكسالي است. اين امر سبب شده است تا محققين زيادي، به خصوص محققين استراليايي، از آن استفاده نمايند. اين شاخص از رابطه زير بدست مي‌آيد:
2)
كه در آن Pi بارندگي سال i و P ميانگين بارندگي در سالهاي آماري ميباشد. اين شاخص همواره مثبت بوده و از سمت پايين محدوده به صفر و از قسمت بالا از نظر تئوري محدوديتي ندارد. طبقات پايين اين شاخص در جدول 2 آمده است.
· مدل نيچه
نيچه از سه معادله آماري براي كمي كردن بارش و تعيين و طبقه بندي خشكسالي و ترسالي و سالهاي توام با بارش عادي استفاده نموده است معادلات مذكور عبارتند از:
- سال نرمال
- سال مرطوب
- سال خشك
كه در آن Pi بارندگي سال i و SD انحراف معيار بارش در طول دوره آماري، ميانگين بارنگي بلند مدت ميباشد. اين روش با توجه به معادلات فوق داراي يك محدوده براي بارش نرمال (معادله يك) و دو عدد آستانه يكي براي شروع ترسالي (معادله دوم) و ديگري براي شروع خشكسالي (معادله سوم) ميباشد.
· شاخص معيارسالانه بارندگي
بهترين روشي كه براي تبديل داده‌هاي خام بارندگي به اندازه‌هاي نسبي وجود دارد اين است كه انحراف مقادير بارندگي از ميانگين را بر انحراف معيار تقسيم نمود. از اين رو خليلي به منظور بررسي روند خشكسالي و تر سالي در گستره ايران
شاخص معياربارندگي را به صورت زير ارائه نمود:
3)
SIAP معياربارندگي سالانه، Pi بارندگي سالi، ميانگين بارندگي بلند مدت و SD انحراف معيار بارش در طول دوره آماري ميباشد، ميتوان از اين شاخص براي بارندگي ماهانه نيز استفاده نمود. حدود مقادير اين شاخص در جدول2 بيان شده است.
جدول2. طبقات مختلف شاخص‌هاي خشكسالي مورد بررسي
طبقات شدت خشكسالي
SPI
PNPI
SIAP
ترسالي خيلي شديد
2و بيشتر
*
بيشتراز28/1
ترسالي شديد
99/1 تا 5/1
*
28/1تا 84/0
ترسالي متوسط
*
*
84/0تا 52/0
ترسالي ملايم
1 تا 49/1
*
52/0تا 25/0
نرمال
0 تا 99/0
80 تا120%
25/0-تا25/0
خشكسالي ملايم
99/0- تا 0
70 تا80%
52/0-تا 25/0-
خشكسالي متوسط
1- تا 49/1-
55 تا 70%
84/0-تا 52/0-
خشكسالي شديد
5/1- تا 99/1-
40 تا 55%
28/1- تا 84/0-
خشكسالي بسيارشديد
2- و كمترازآن
كمتراز40%
كمتراز 28/1-
نتيجه گيري
1- شاخص بارش استاندارد شده
ابتدا با استفاده از رابطه 1 مقادير SPI محاسبه شد و سپس طبقه بندي ترسالي و خشكساليها و تعيين خصوصيات آماري بارش با توجه به جدول 2 انجام گرفت. شكل2 نمودار فراواني خشكساليها براساس شاخص SPI را نشان مي‌دهند: براساس اين شاخص، بيشترين فراواني مربوط به سالهاي نرمال و خشكسالي ملايم است كه ايستگاه‌هاي نير، طزرجان، بنادك سادات، سلطانب و ابراهيم آباد سالهاي نرمال داراي بيشترين فراواني مي‌باشند. ايستگاه‌هاي فخرآباد، طزنج، ده بالا و ابراهيم آباد خشكسالي ملايم بيشترين فراواني را به خود اختصاص دادند.
. مواد و روش
در این مطالعه داده های بارش سي و هشت ساله پنج ايستگاه استان هرمز گان (از سال زراعي 49-48 لغايت سال زراعي 86-85 ) در نظر گرفته شده و پس از ایجاد پایگاه داده ها در نرم افزار EXCELL ، جهت پردازش داده ها و ترسیم نمودارها و طبقه بندی خشکسالی از نرم افزار های MATRIXER وINSTATPLUS استفاده شده است . روشهای بکار رفته در این تحقیق شامل بارش قابل اعتماد، روش نیچه و روش SPI می باشد.
مشخصات ایستگاههای مورد مطالعه در جدول 1 ارائه شده است .
جدول1-طول و عرض جغرافیایی ایستگاهها به همراه مشخصات آماری
ایستگاه
طول جغرافیایی
عرض جغرافیایی
میانگین
دامنه
چولگی
انحراف معیار
ضریب تغییرات
بندرعباس
22 56
12 27
1/184
25/257
01/1
6/218
69/0
بندرلنگه
50 54
35 26
9/144
84/212
05/1
4/106
73/0
حاجی آباد
55 55
19 28
5/220
213
53/0
5/106
48/0
میناب
06 57
07 27
216
6/252
45/0
3/126
58/0
جاسک
46 57
38 25
1/131
9/207
04/1
9/103
77/0
قشم
55 55
55 26
5/172
02/237
24/1
5/118
68/0
به منظور نواقص داده های آماری ، با استفاده از روش نسبت نرمال ، داده ها تکمیل و صحت و درستی آنها مورد سنجش قرار گرفت و در نهایت ترسالی ها و خشکسالی های ایستگاههای مورد مطالعه از سه روش بارش استاندارد شده(SPI) ، نیچه ( Nitzche) و بارش قابل اعتماد ، تعیین شد .
2-1. بارش استاندارد شده(SPI) :
نمایه ی بارش استاندارد شده (SPI) را برای اولین بار به منظور پایش شرایط خشکسالی و تشخیص کمبود بارندگی ارائه دادند که در مقیاس زمانی چند گانه ( 3 ، 6 ، 9 ، 12 ، 24 و 48 ماهه ) طراحی شده است . نمایه SPI از اختلاف میان بارندگی و میانگین بارش در یک بازه زمانی مشخص و از فرمول زیر محاسبه می شود :
در معادله فوق :
Pik = مقادیر بارش ایستگاه i در k امین مشاهده به میلیمتر
Pi = میانگین بارش بلند مدت ایستگاه i به میلیمتر
= انحراف معیار داده های بارش بلند مدت ایستگاه i
طبقه بندی شدت برای تعیین ترسالی ها و خشکسالی ها براساس نمایه SPI در جدول 2 نشان داده شده است .
جدول 2 – مقیاس طبقه بندی بر اساس روش بارش استاندارد شده (SPI)
طبقه
مقدار SPI
بی نهایت مرطوب
2 و بیشتر
مرطوب شدید
99/1 تا 5/1
مرطوب متوسط
49/1 تا 1
بارش نرمال
99/0 تا 99/0-
خشکی ملایم
49/1- تا 1-
خشکی شدید
99/1- تا 5/1-
خشکی حاد
2- و کمتر
2-2. نمایه DR :
با استفاده از نمایه بارش قابل اعتماد بررسی زمانی- مکانی خشکسالی و ترسالی صورت گرفت. معادله نمایه مبتنی بر بارش بصورت زیر می باشد:
مقیاس ارائه شده برای طبقه بندی شدت و تعیین کیفیت بارش از طریق نمایه DR به شرح زیر می باشد :
DR: بارش قابل اعتماد
P: بارش سال مورد نظر
N: تعداد مشاهدات بارش سالانه (طول دوره آماری)
GM : میانگین هندسی
NP : محدوده نرمال
D : آستانه خشکسالی
W : آستانه تر سالی
ِکه مقادیر بدست آمده برای هر ایستگاه در جدول شماره 3 آمده است.
جدول3- مقادیر نمایه DR مورد محاسبه ایستگاههای استان هرمزگان
ایستگاه
بندرعباس
بندرلنگه
حاجی آباد
میناب
جاسک
قشم
DR محاسبه شده
89/100
35/76
32/136
283/120
12/61
71/91
این میانگین دارای سه محدوده برای سالهای خشک، نرمال و ترسالی است. پس از محاسبه مقادیر DR سالهای مرطوب، خشک هر ایستگاه تعیین و در جدول شماره 3 درج گردید. بیشترین تعداد توالی ترسالی در ایستگاه میناب مشاهده شد. با توجه تاثیر سامانه های جوی مختلف بر استان خشکسالی فراگیر مشاهده نشده لیکن بیشترین تعداد دفعات خشکسالی در ایستگاه حاجی آباد و لنگه گزارش شده است.
مشاهدات مبتنی بر روش نیچه:
با استفاده از آمار بارش سالیانه ایستگاهها و معادلات روش نیچه ، سالهای ترسالی و خشکسالی شش ایستگاه مورد نظر را تعیین نموده و معادلات به کار گرفته در روش نیچه عبارتند از :
سال نرمال
سال مرطوب
سال خشک
نتایج حاصل از شاخص DR ، روش نیچه و نمایه باش استاندارد در جدول شماره 4 ، 5 و 6 درج گردید.
سپس با استفاده از نرم افزار Instat+ نمودار ایستگاه حاجی اباد به عنوان نمونه ترسیم گردید.
نمودار 1 - تعیین خشکسالی و ترسالی ایستگاه حاجی آباد (با استفاده از روش نیچه)
مواد و روشها
منطقه مورد مطالعه
رودخانه مارون از کوههای نيل و چشمهسارهای دامنه کوههای سادات از زاگرس سرچشمه گرفته و به هور شادگان ميريزد. حوضه آبریز این رودخانه با مساحت تقریبی 3824 کیلومترمربع در مختصات جغرافیایی ́50˚49 تا ́10˚51 طول شرقی و ́30˚30 تا ́20˚31 عرض شمالی و در ارتفاعات شهرستان بهبهان واقع شده است. حدود 20 درصد مساحت این حوضه را ارتفاعات بيش از 1000 متر و كوهستانهايي تشكيل دادهاند كه نقش اساسي در ايجاد آب سطحي حوضه دارند. اين حوضه به دلیل كمي پوشش گياهي در ارتفاعات، شيب زياد و همچنين سازندهاي زمينشناختي مركب از رسوبات تبخيري و مارن، فرسايش پذير بوده و در نتيجه رسوب رودخانه بسيار زياد ميباشد. حوضه آبريز مارون توسط حوضههاي آبريز رودخانههاي زهره و كارون در استان خوزستان وكهگيلويه و بويراحمد احاطه گرديده است.
جهت انجام این تحقیق، در اولين مرحله طول دوره آماري متفاوت كه عمدتاً مربوط به تأسيس ایستگاهها در سالهاي مختلف بود، به يك پايه زماني مشترك تبديل شد و سپس اقدام به تكميل آمارهاي ناقص اين دوره گردید. طول دوره آماري در مطالعه حاضر 20 ساله (1387-1368) ميباشد. همچنین دبی رودخانه از ایستگاههای بهبهان، گرگر، مشراگه و شادگان تهیه شده که مشخصات جغرافیایی آنها در جدول 1 ارائه شده است.
جدول (1) مشخصات جغرافیایی ایستگاههای آب سنجی مورد مطالعه
نام ايستگاه
مختصات جغرافيايي
ارتفاع از سطح دريا
(متر)
طول
عرض
بهبهان
´50°17
´30°39
333
گرگر
´48°57
´30°46
17
مشراگه
´49°26
´31°00
30
شادگان
´48°44
´30°39
6
روش انجام تحقیق
در این تحقیق، پس از تهیه دادههای موردنیاز از ایستگاههای آبسنجی، کیفیت آنها مورد بررسی قرار گرفت.
بهمنظوربررسی کیفیت دادههای مورد نظر از آزمون همگنی استفاده گردید. برای انجام آزمون همگنی دو روش اصلی وجود دارد که به نامهای روشهای جرم مضاعف و آزمون توالی میباشند. در این تحقیق، آزمون جرم مضاعف جهت
بررسی همگنی دادههای هر ایستگاه با سایر ایستگاهها (برای یک دوره آماری مشترک) و آزمون توالی برای ارزیابی همگنی دادههای موجود بکار رفت. پس از بررسی کیفیت دادههای اخذ شده، با بکارگیری مقادیر دبی ایستگاههای آبسنجی بهبهان، گرگر، مشراگه و شادگان، خشکسالی هیدرولوژیکی با استفاده از شاخص درصد نرمال بارش[1] مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفت و سالهایی که در آنها خشکسالی رخ داده است، مشخص گردید. و تأثیر خشکسالی بر آنها مورد بحث قرار گرفت.
تحلیل خشکسالی با استفاده از شاخص درصد نرمال بارش (PNPI)
درصد نرمال بارش یکی از سادهترین سنجههای خشکسالی در یک مکان است. تجزیه و تحلیل این شاخص به هنگام بهرهگیری از آنها برای بررسی خشکسالی یا ترسالی در یک مکان و یا فصل معین بسیار مؤثر است. این شاخص به صورت زیر محاسبه میگردد: (1)
در این رابطه، بارش سالانه در سال iام و میانگین درازمدت بارش سالانه است.
بهرهگیری از این شاخص ساده بوده و قابلیت انعطافپذیری زیادی برای سایر محاسبات دارد و نیز نتایج بدست آمده از آن، انحراف نسبت به میانگین را به خوبی و به سادگی نشان میدهد که اینها برتریهای شاخص PNPI میباشند(سرحدی 1387). بر اساس جدول زیر، طبقهبندی خشکسالی با استفاده از این شاخص انجام میشود:
جدول (2) طبقهبندی خشکسالی بر اساس شاخص درصد نرمال بارش
طبقه خشکسالی
PNPI
خشکسالی ضعیف
70 تا 80 درصد
خشکسالی متوسط
55 تا 70 درصد
خشکسالی شدید
40 تا 55 درصد
خشکسالی بسیار شدید
کمتر از 40 درصد
تحلیل وبررسی
- تحلیل خشکسالی هواشناسی در منطقه مورد مطالعه
برای تحلیل خشکسالی در منطقه مورد مطالعه، علاوه بر چهار ایستگاه مورد بررسی از سه ایستگاه جوکنک، ایدنک و چمنظام نیز استفاده شده است تا خشکسالی در بالادست هم تعیین گردد. در شکل (1) تغییرات شاخص درصد نرمال بارش برای ایستگاههای مورد مطالعه ارائه شده است. همانطور که ملاحظه میگردد، در ایستگاه بهبهان چهار خشکسالی شدید در سالهای
2. مواد و روش
2-1. منطقه موردمطالعه:
حوضه آبریز رودخانه مارون در دامنه های جنوبی و جنوب غربی زاگرس میانی در 48 درجه و 35 دقیقه تا 51 درجه و 10 دقیقه طول شرقی و 30 درجه و 31 دقیقه تا 31 درجه و 43 دقیقه عرض شمالی واقع شده است. مساحتاین حوضه 24307 کیلومترمربع می باشدکه حدود 10331 کیلومتر مربع آن را مناطق کوهستانی و 13976 کیلومتر مربع آن را دشت ها و کوهپایه ها تشکیل می دهند.آب و هوای حوضه مارون متاثر از عرض جغرافیایی کم، تغییرات ارتفاع در مناطق مختلف (صفر تا 3600 متر ) و مجاورت با خلیج فارس در بخش جنوبی می باشد.
2-1. مقادیر SPI :
برای اولین بار نمایه بارش استاندارد توسط مکی و همکاران در ایالت کلارادو آمریکا بکار برده شد و نتیجه این شد که برای برازش دادههای بارندگی توزیع گاما مناسبترین توزیع میباشد. تعیین ویژگیهای خشکسالی یا تر سالی در یک منطقه از نیازهای اساسی برنامهریزیهای محیطی، اقتصادی و به ویژه برنامه ریزی برای مدیریت منابع آب میباشد. در بسیاری از برنامهریزیهای بلند مدت لازم است که چشم اندازی از وضعیت آینده بارندگی و دورههای خشک و تر برای منطقه ترسیم گردد، به همین دلیل موضوع خشکسالی و ویژگیهای آن از اهمیت زیادی در مدیریت منابع آب برخوردار است. مکی وهمکارانش درسال 1993 برای نشان دادن شاخص بارش استانداردشده ازیک سیستم طبقه بندی شده استفاده کردند.شاخص بارش استاندارد به طور مفهومی نمره استاندارد (Z) یا میزان انحراف استاندارد بالاتر یا پایین تر را نشان میدهد. آن ها از نتایج حاصل از شاخص بارش استاندارد یک سیسیتم طبقهبندی برای تعریف خشکسالی مطابق جدول (1) معرفی کردند .
جدول1. طبقات خشکسالی بر اساس شاخص بارش استاندارد
طبقه خشکسالی
مقادیر SPI
ترسال خیلی شدید
2 و بالاتر
ترسالی شدید
50/1 تا 99/1
ترسالی ملایم
00/1 تا 49/1
نرمال
99/0 تا 99/0-
خشکسالی ملایم
00/1- تا 49/1-
خشکسالی شدید
50/1- تا 99/1-
خشکسالی خیلی شدید
00/2- و پایینتر
در این تحقیق چند ایستگاه باران سنجی وزارت نیرو که دارای آماری طولانی تربودند در حوضه مارون انتخاب شد. ایستگاه ها شامل ایستگاه خیر آباد، ده ملا، ماشین(رود زرد)، جوکنک، ایدنک، ده سادات، می باشند.ابتدا داده های بارش کلیه ایستگاه ها از نظر صحت و همگنی مورد بررسی قرار گرفتند و پس از اطمینان از همگنی آن ها، داده های مفقود هر ایستگاه با استفاده از داده های ایستگاه های مجاور و از طریق روش رگرسیون (همبستگی) باز سازی شدند.سال آماری مشترک 1388-1360 به عنوان مبنا قرار گرفت. سپس شاخص بارش استاندارد به صورت سالانه برای این ایستگاه ها بدست آمد. نموداری برای هر ایستگاه ترسیم شد که این تغییرات را بهتر نشان دهد. شاخص (SPI) براساس اختلاف ميان مقداربارندگي درهرماه وميانگين بارندگي دردوره زماني مشخص بخش برانحراف معياربارندگي درآن مقياس زماني محاسبه ميگردد. (مقياس زماني12 ماهه می باشد).
-مواد و روش ها
2-1 منطقه مورد مطالعه
استان كرمان با مساحتي در حدود ١٨٠٤٣٤ كيلومتر مربع بين ٢٥ درجه و ٥٥ دقيقه تا ٣٢ درجه عرض شمالي و ٥٣ درجه و ٢٦ دقيقه تا ٥٩ درجه و ٢٩ دقيقه طول شرقي از نصف النهار گرينويچ قرار گرفته است. حد شمالی استان كرمان به استانهاي خراسان، يزد و حد جنوبي به استان هرمزگان، حد شرقي به استان سيستان و بلوچستان و حد غربي آن به استان فارس محدود است. این استان با دربرگرفتن حدود ١١ درصد از مساحت كشور بخش وسيعي از پيكر جنوب شرقي فلات مركزي ايران را میپوشاند و بدان واسطه كليه فعل و انفعالات پيچيده و خشن طبيعي مربوط به شرايط آب و هوايي خشك و شديد كويري را داراست. اما از آنجايي كه دو سوم اين سرزمين را كوهها می پوشاند، وجود گستره وسيع ارتفاعات از نفوذ و تسلط كامل شرايط مرگبار كويري (كويرلوت ) بر پهنه كرمان تا حد قابل ملاحظه اي كاسته است.
در این تحقیق از شاخص درصد بارش بهنجار استفاده شده است. 30 ایستگاه باران سنجی، سینوپتیکی و کلیماتولیوژی که دارای پراکنش مناسبی در استان داشته است انتخاب گردید و آمار دراز مدت 15 سالانه به عنوان دوره مشترک آماری انتخاب گردید.
2-2 شاخص درصد از بارش بهنجار
شاخص درصد از بارش بهنجار يكي از سادهترين شاخصهاست كه براي ارزيابي خشكساليها مورد استفاده قرار ميگيرد. در اين شاخص، با در دست داشتن ميانگين دراز مدت به عنوان مبنا، ميتوان تغييرات را نسبت به آن سنجيد و محاسبات را براي دورههاي ماهانه فصلي و سالانه انجام داد. اين شاخص به علت سادگي، جامعيت و انعطاف پذيري زياد به عنوان شاخصي مهم مورد استفاده و توجه پژوهشگران بوده و به صورت رابطه ي1 تعريف مي گردد.
1)
كه در آن اندازهی بارش در سال مورد نظر و P ميانگين دراز مدت بارندگي در ايستگاه مورد نظر مي باشد، طبقه بندي شدت خشكسالي بر اساس اين شاخص در جدول1 آورده شده است.
جدول1.
شدت خشکسالی
مقادیر شاخص(درصد)
خشکسالی ضعیف
70 تا 80
خشکسالی متوسط
55 تا 70
خشکسالی شدید
40 تا 55
خشکسالی بسیار شدید
کمتر از 40
روش هاي گوناگوني براي پهنه بندي شدت خشكسالي يك منطقه وجود دارد كه مي توان از بين آنها به روش های زمين آماركريجينگ معمولي OK، كريجينگ ساده SK، و روش هاي معين مانند روش عكس تابع شعاعي RBF و IDW اشاره نمود.
2-3 روش کریجینگ
یکی از روشهای بسیار مناسب برای تحلیل فضایی و توزیع منطقهای دادههای مکانی، روش کریجینگ میباشد. در این روش میانگین وزنی برای توزیع متغیرها استفاده میشود، به این صورت که هرچه متغیر به مبدا نزدیکتر باشد، وزن آن بیشتر است و هرچه فاصله نقاط دورتر باشد، وزن کمتر خواهد بود. مطلق بودن تخمین در درونیابی از ویژگیهای روش کریجینگ است. بدین مفهوم که مقدار تخمین کمیت در نقاط نمونهبرداری با مقدار اندازهگیری شده برابر میباشد و واریانس تخمین صفر میگردد. این ویژگی سبب میشود که تخمینگر کریجینگ در رسم خطوط همارزش از حداکثر نقاط نمونهبرداری عبور نموده و تمایلی به بسته شدن و دورزدن نداشته باشد و از مرز محدوده مورد مطالعه فراتر رود[1]. کریجینگ یک برآوردگر خطی است که به صورت فرمول زیر اعمال میشود.
2)
که در آن مقدار متغیر مکانی برآورد شده، مقدار متغیر مکانی مشاهده شده در نقطه xi و وزن آماری که به نمونه xi نسبت داده میشود و بیانگر مقدار دخالت نقطه iام در برآورد است.
2-4روش تابع پایه شعاعی(RBF)
روش تابع پایه شعاعی از جمله روش های درونیابی می باشد که در آن سطح تحمین از مقادیر مشاهده ای عبور می کند. این روش حالتی از شبکه عصبی مصنوعی است. از دیگر خصوصیات این روش این است که مقادیر بیش از ماکزیمم مقادیر مشاهدهای و یا کمتر از مینیمم مقادیر مشاهدهای در سطح تخمین وجود دارد[2].
2-5روش عکس فاصله(IDW)
این روش بیشتر برای تهیه نقشههای با داده های زیاد بکار می رود و هنگامی که حداکثر و حداقل متغیر موردنظر در محدوده مورد مطالعه موجود باشد بسیار سودمند است. فاصله نقطه تا محل مورد تخمین در این روش به دو صورت معکوس فاصله و خطی وزنهایی را به خود اختصاص داده که در زیر به شرح مختصر آنها پرداخته می شود.
3)
فاصله نسبی نقطه معلوم تا نقطه مورد تخمین، فاصله اقلیدسی نقطه معلوم تا نقطه مورد تخمین، حداقل فاصله نقطه معلوم تا نقطه مورد تخمین و توان وزن می باشد.
ابتدا برای آنکه بتوان ساختار تغییرپذیری متغیر را نسبت به فاصله مکانی شناسایی نمود از نیمتغییر نما که همان واریانس وابسته به فاصله است استفاده میشود. نیمتغییرنما اساسیترین ابزار در زمینآمار است که برای تشریح ارتباط مکانی یک متغیر به کار میرود. تابع نیمتغییرنما، تغییرات یک پارامتر را با در نظر گرفتن فاصله به صورت زیر نشان میدهد[5].
4)
که در آن :
: مقدار نیمتغییرنما برای جفت نقاطی که به فاصله h از هم قرار دارند.
: تعداد زوج نقاطی است که به فاصله h از یکدیگر قرار دارند.
: مقدار مشاهده شده متغیر در نقطه x.
: مقدار مشاهده شده متغیری که به فاصله h از x قرار دارد.
در بسیاری از موارد، وقتی h به سمت صفر میل میکند، مقدار نیمتغییرنما صفر نمیشود. این مقدار که در واقع عرض از مبدا منحنی نیمتغییرنما است، اثر قطعهای نام دارد. دامنه تاثیر، فاصله مکانی یا زمانی بین نمونهها است که خارج از آن متغیر ناحیهای در نقاط مجاور هم، تاثیر چندانی بر هم ندارند. این مقدار نسبتاً ثابت که تغییرات آن تصادفی است، آستانه نام دارد و مقدار آن برابر مجموع اثر قطعهای C0 و بخش ساختاردار نیمتغییرنما C است. روشهای متفاوتی برای برآورد متغیرهایی که تغییرات زمانی و مکانی دارند، وجود دارد. تفاوت این روشها فاکتور وزنی است که به نقاط مشاهده شده اطراف نقطه مورد برآورد داده میشود.
روشهای مختلف میانیابی بر اساس روش ارزیابی متقابل مورد بررسی و ارزیابی قرار میگیرد. در این روش یک نقطه به صورت موقتی حذف شده و با اعمال میانیابی مورد نظر برای آن نقطه مقداری برآورد میگردد. سپس مقدار حذف شده به جای خود برگردانده شده و برای بقیه نقاط به صورت مجزا این برآورد صورت میگیرد به طوری که در پایان جدولی با دو ستون که نشان دهندهی مقادیر واقعی و برآورد شده میباشد، حاصل میگردد. معیارهای ارزیابی استفاده شده در این مطالعه بر اساس پارامترهایی از قبیل ME ,RMSE ,ASE ,MSE تعریف می شوند. مهمترین معیار برای ارزیابی تخمین، مقدار مجذور میانگین مربع خطا (RMSE) می باشد، (ME) میانگین خطاها یا میانگین اختلاف بین مقدار تخمین زده شده و مقدار مشاهده شده در نقطه iام می باشد و می تواند بوسیله معادله زیر محاسبه شود.
5)
:RMSE مجذور میانگین مربع خطا است و بصورت معادله زیر محاسبه شود.
6)
که n تعداد مشاهدات می باشد.
:ASE میانگین خطای استاندارد است که می تواند برای کریجینگ ساده و معمولی براساس معادله زیر محاسبه شود.
7)
MSE: میانگین استاندارد شده خطا است که بصورت معادله زیر تعیین میشود.
8)
اصولا مناسبترین روش درونیابی، روشی است که مقادیرME، MSE نزدیک به صفر و مقادیر RMSE و ASE حداقل مقدار را داشته باشند.
مواد و روشها :
داده های بارش 35 ساله (2010-1976م)، (1389-1354ه.ش) در 3 ایستگاه منتخب استان یزد شامل : یزد، طبس و ابرکوه ،پس از آزمون های کیفیت آماری مورد استفاده قرار گرفت. برای برآورد خشکسالی ایستگاه های مورد مطالعه از نمایه های درصداز بارش میانگین(PNPI) ، ناهنجاری بارش (RAI)و معیار بارش سالانه (SIAP) ، استفاده شد. آمار بارش سالانه دوره آماری مورد مطالعه از سایت اینترنتی سازمان هواشناسی[9] کشور تهیه شد. بازسازی داده های مفقود به روش همبستگی (رگرسیون خطی) و آزمون صحت همگنی داده ها بر اساس روش آماری ران تست (Run Test) صورت گرفت. برای محاسبات آماری نیز از نرم افزار SPSS و Excel کمک گرفته شد[4].
مشخصات ایستگاه های مورد مطالعه :
جدول 1 : مشخصات جغرافیایی ایستگاههای منتخب
نام ایستگاه
طول جغرافیایی(درجه)
عرض جغرافیایی(درجه)
ارتفاع (متر) از سطح دریا
یزد
54 24 E
31 54 N
2/1237
طبس
56 55 E
33 36 N
711
ابرکوه
53 23 E
30 56 N
1485
شکل 1 : محدوده جغرافیایی استان و ایستگاههای منتخب
تحلیل آماری بارش دوره 35 ساله ایستگاه های یزد، طبس و ابرکوه بر اساس شاخص های مختلف خشکسالی محاسبه گردید ومقادیر بارش در فرمول های مربوطه جایگزین شدند. نتایج این محاسبات در جداول و نمودارهای زیر مورد بررسی قرار میگیرد.
1- شاخص درصد نرمال بارش (PNPI)
این شاخص از ساده ترین روش های تعیین خشکسالی است و برای بیان اولیه خشکسالی مفید می باشد. در این روش بارش نرمال برای هر منطقه 100درصد در نظر گرفته می شود [5 ]. شاخصPNPI از فرمول زیر محاسبه می شود که در این فرمول :
1)PNPI=Pi*100/
Pi : بارش سال مورد نظر
: بارش نرمال سال مورد نظر
شکل2 : نمودار PNPI ایستگاه طبس طی دوره آماری شکل3 : نمودار PNPI ایستگاه یزد طی دوره آماری
شکل4 : نمودار PNPI ایستگاه ابرکوه طی دوره آماری
2- شاخص معیار بارش سالانه (SIAP)
اساس این شاخص نیز محاسبه انحراف داده ای بارش از نرمال می باشد. این شاخص از طریق فرمول زیر بدست می آید[6] :
2) SIAP = (Pi – )/SD
که در آن :
Pi = مجموع بارش در یک سال معین
= میانگین بارش
SD = انحراف معیار بارش
شکل5 : نمودار SIAP ایستگاه ابرکوه طی دوره آماری شکل6 : نمودار SIAP ایستگاه طبس طی دوره آماری
شکل 7 : نمودار SIAP ایستگاه یزد طی دوره آماری
3- شاخص ناهنجاری بارش (RAI)
اساس شاخص ناهنجاری بارندگی ، محاسبه انحراف مقادیر بارندگی از نرمال میباشد . مراحل محاسبه این شاخص به صورت زیر است [7 ]:
1- محاسبه میانگین درازمدت بارندگی در ایستگاه های مورد نظر ( )
2- استخراج میانگین 10 مورد از بزرگ ترین مقادیر بارندگی اتفاق افتاده در دوره مطالعاتی (m)
3- استخراج میانگین 10 مورد از کمترین مقادیر بارندگی اتفاق افتاده در دوره مطالعاتی(x)
4- مقایسه داده های بارندگی (P) با میانگین درازمدت بارندگی ، چنانچه P> یا ناهنجاری مثبت باشد ،شاخص ناهنجاری بارندگی از رابطه زیر محاسبه می شود :
3) RAI = 3[(P- )/(m- )]
5- و اگر >P یا ناهنجاری منفی باشد، ،شاخص ناهنجاری بارندگی بصورت رابطه زیر خواهد بود :
4) RAI = 3[(P- )/(x- )]
6- نسبت دادن آستانه های 3+ و 3- به ترتیب به میانگین 10 مورد از شدیدترین ناهنجاری های مثبت و منفی به دست آمده از شاخص ناهنجاری بارندگی.
7- نهایتاً، با مقیاسگذاری روی مقادیر حاصل از شاخص ناهنجاری بارندگی، نه طبقه ناهنجاری با دامنه ای از شرایط تر بسیار شدید تا خشک سالی بسیار شدید تعیین می شود.
شکل 8 : نمودار RAI ایستگاه یزد طی دوره آماری شکل9 : نمودار RAI ایستگاه ابرکوه طی دوره آماری
شکل 0 1 : نمودار RAI ایستگاه طبس طی دوره آماری
جدول (2) : شاخص های مورد استفاده جهت بررسی وضعیت خشکسالی در ایستگاه یزد
SIAP شاخص
RAI شاخص
PNPI شاخص
توصیف کیفی
مقدار شاخص
توصیف کیفی
مقدار شاخص
توصیف کیفی
مقدار شاخص
مقدار بارندگی
سال
ترسالی
28/1
ترسالی
04/3
ترسالی
9/158
3/97
1976
ترسالی
82/0
ترسالی
95/1
ترسالی
7/137
3/84
1977
ترسالی
63/1
ترسالی
87/3
ترسالی
9/174
1/107
1978
ترسالی
1/1
ترسالی
6/2
ترسالی
4/150
1/92
1979
ترسالی
53/0
ترسالی
26/1
ترسالی
5/124
2/76
1980
خشکسالی شدید
26/1-
خشکسالی
شدید
99/2-
خشکسالی شدید
1/42
8/25
1981
ترسالی
98/0
ترسالی
33/2
ترسالی
1/145
8/88
1982
ترسالی
56/0
ترسالی
34/1
ترسالی
9/125
1/77
1983
ترسالی
11/1
ترسالی
63/2
ترسالی
9/150
4/92
1984
خشکسالی شدید
94/0-
خشکسالی شدید
23/2-
خشکسالی متوسط
8/56
8/34
1985
ترسالی
03/2
ترسالی
82/4
ترسالی
4/193
4/118
1986
خشکسالی شدید
16/1-
خشکسالی شدید
77/2-
خشکسالی شدید
4/46
4/28
1987
نرمال
14/0-
ترسالی
55/1
نرمال
6/93
3/57
1988
خشکسالی شدید
07/1-
خشکسالی شدید
54/2-
خشکسالی شدید
8/50
1/31
1989
نرمال
11/0-
نرمال
27/0-
نرمال
7/94
58
1990
ترسالی
1/1
ترسالی
6/2
ترسالی
4/150
1/92
1991
خشکسالی ضعیف
47/0-
خشکسالی ضعیف
12/1-
خشکسالی ضعیف
2/78
9/47
1992
ترسالی
5/0
ترسالی
19/1
ترسالی
123
3/75
1993
خشکسالی شدید
07/1-
خشکسالی شدید
54/2-
خشکسالی شدید
8/50
1/31
1994
ترسالی
92/0
ترسالی
2/2
ترسالی
6/142
3/87
1995
خشکسالی متوسط
54/0-
خشکسالی متوسط
29/1-
خشکسالی ضعیف
75
9/45
1996
خشکسالی متوسط
54/0-
خشکسالی متوسط
29/1-
خشکسالی ضعیف
75
9/45
1997
خشکسالی شدید
25/1-
خشکسالی شدید
97/2-
خشکسالی شدید
5/42
26
1998
ترسالی
74/1
ترسالی
14/4
ترسالی
2/180
3/110
1999
خشکسالی متوسط
58/0-
خشکسالی متوسط
38/1-
خشکسالی ضعیف
3/73
9/44
2000
نرمال
06/0
نرمال
13/0
نرمال
6/102
8/62
2001
خشکسالی ضعیف
51/0-
خشکسالی ضعیف
21/1-
خشکسالی ضعیف
6/76
9/46
2002
نرمال
25/0-
خشکسالی ضعیف
59/0-
نرمال
5/88
2/54
2003
نرمال
42/0
ترسالی
99/0
نرمال
2/119
73
2004
خشکسالی بسیارشدید
5/1-
خشکسالی بسیارشدید
57/3-
خشکسالی بسیارشدید
9/30
9/18
2005
خشکسالی ضعیف
32/0-
خشکسالی ضعیف
75/0-
نرمال
4/85
3/52
2006
خشکسالی متوسط
71/0-
خشکسالی متوسط
68/1-
خشکسالی متوسط
5/67
3/41
2007
خشکسالی ضعیف
34/0-
خشکسالی ضعیف
81/0-
نرمال
4/84
67/51
2008
نرمال
19/0-
خشکسالی ضعیف
44/0-
نرمال
4/91
98/55
2009
خشکسالی بسیارشدید
56/1-
خشکسالی بسیارشدید
72/3-
خشکسالی بسیارشدید
28
15/17
2010
جدول (3) : شاخص های مورد استفاده جهت بررسی وضعیت خشکسالی در ایستگاه ابرکوه
شاخص PNPI
شاخص RAI
شاخص SIAP
سال
مقدار بارندگی
مقدار شاخص
توصیف کیفی
مقدار شاخص
توصیف کیفی
مقدار شاخص
توصیف کیفی
1976
31/68
53/105
نرمال
28/0
نرمال
1/0
نرمال
1977
81/106
165
ترسالی
24/3
ترسالی
18/1
ترسالی
1978
6/86
79/133
ترسالی
68/1
ترسالی
61/0
ترسالی
1979
26/107
7/165
ترسالی
28/3
ترسالی
19/1
ترسالی
1980
4/62
4/96
نرمال
17/0-
نرمال
07/0-
نرمال
1981
9/33
37/52
خشکسالی شدید
29/2-
خشکسالی شدید
86/0-
خشکسالی شدید
1982
78/51
99/79
خشکسالی ضعیف
96/0-
خشکسالی ضعیف
36/0-
خشکسالی ضعیف
1983
9/19
74/30
خشکسالی بسیار شدید
34/3-
خشکسالی بسیار شدید
26/1-
خشکسالی شدید
1984
4/81
75/125
ترسالی
28/1
ترسالی
47/0
ترسالی
1985
2/19
66/29
خشکسالی بسیار شدید
51/3-
خشکسالی بسیار شدید
27/1-
خشکسالی بسیار شدید
1986
198
89/305
ترسالی
92/9
ترسالی
73/3
ترسالی
1987
5/29
57/45
خشکسالی شدید
62/2-
خشکسالی شدید
99/0-
خشکسالی شدید
1988
39/124
ترسالی
22/1
ترسالی
44/0
ترسالی
1989
52/80
53/105
نرمال
28/0
نرمال
1/0
نرمال
1990
7/26
25/41
خشکسالی شدید
83/2-
خشکسالی شدید
06/1-
خشکسالی شدید
1991
76/80
76/124
ترسالی
23/1
ترسالی
45/0
ترسالی
1992
21/70
46/108
نرمال
42/0
نرمال
15/0
نرمال
1993
31/68
53/105
نرمال
28/0
نرمال
1/0
نرمال
1994
23/67
87/103
نرمال
19/0
نرمال
07/0
نرمال
1995
31/68
53/105
نرمال
28/0
نرمال
1/0
نرمال
1996
31/68
53/105
نرمال
28/0
نرمال
1/0
نرمال
1997
7/63
41/98
نرمال
08/0-
نرمال
03/0-
نرمال
1998
7/17
34/27
خشکسالی بسیار شدید
5/3-
خشکسالی بسیار شدید
32/1-
خشکسالی بسیار شدید
1999
7/84
85/130
ترسالی
54/1
ترسالی
56/0
ترسالی
2000
28
26/43
خشکسالی شدید
73/2-
خشکسالی شدید
03/1-
خشکسالی شدید
2001
89
49/137
ترسالی
87/1
ترسالی
68/0
ترسالی
2002
4/92
75/149
ترسالی
13/2
ترسالی
77/0
ترسالی
2003
5/73
55/113
نرمال
68/0
ترسالی
25/0
نرمال
2004
9/109
78/169
ترسالی
48/3
ترسالی
26/1
ترسالی
2005
7/18
89/28
خشکسالی بسیار شدید
43/3-
خشکسالی بسیار شدید
29/1-
خشکسالی بسیار شدید
2006
4/53
5/82
نرمال
84/0-
خشکسالی ضعیف
32/0-
خشکسالی ضعیف
2007
1/60
85/92
نرمال
34/0-
خشکسالی ضعیف
13/0-
نرمال
2008
63/16
69/25
خشکسالی بسیار شدید
58/3-
خشکسالی بسیار شدید
35/1-
خشکسالی بسیار شدید
2009
18/55
25/85
نرمال
71/0-
خشکسالی ضعیف
27/0-
خشکسالی ضعیف
2010
93/38
14/60
خشکسالی متوسط
92/1-
خشکسالی متوسط
72/0-
خشکسالی متوسط
جدول (4) : شاخص های مورد استفاده جهت بررسی وضعیت خشکسالی در ایستگاه طبس
شاخص PNPI
شاخص RAI
شاخص SIAP
سال
مقدار بارندگی
مقدار شاخص
توصیف کیفی
مقدار شاخص
توصیف کیفی
مقدار شاخص
توصیف کیفی
1976
6/111
06/129
ترسالی
64/2
ترسالی
8/0
ترسالی
1977
1/110
33/127
ترسالی
31/2
ترسالی
75/0
ترسالی
1978
11/84
27/79
خشکسالی ضعیف
23/0-
خشکسالی ضعیف
07/0-
نرمال
1979
58/89
6/103
نرمال
3/0
نرمال
1/0
نرمال
1980
58/89
6/103
نرمال
3/0
نرمال
1/0
نرمال
1981
58/89
6/103
نرمال
3/0
نرمال
1/0
نرمال
1982
58/89
6/103
نرمال
3/0
نرمال
1/0
نرمال
1983
58/89
6/103
نرمال
3/0
نرمال
1/0
نرمال
1984
26/78
5/90
نرمال
8/0-
خشکسالی ضعیف
26/0-
خشکسالی ضعیف
1985
9/60
43/70
خشکسالی ضعیف
48/2-
خشکسالی شدید
81/0-
خشکسالی متوسط
1986
8/159
8/184
ترسالی
18/7
ترسالی
33/2
ترسالی
1987
6/55
3/64
خشکسالی متوسط
99/2-
خشکسالی شدید
98/0-
خشکسالی شدید
1988
3/97
52/112
نرمال
06/1
نرمال
34/0-
خشکسالی ضعیف
1989
9/52
18/61
خشکسالی متوسط
25/3-
خشکسالی بسیار شدید
07/1-
خشکسالی شدید
1990
4/53
76/61
خشکسالی متوسط
21/3-
خشکسالی بسیار شدید
5/1-
خشکسالی بسیار شدید
1991
2/191
12/221
ترسالی
26/10
ترسالی
33/3
ترسالی
1992
4/74
04/86
نرمال
17/1-
خشکسالی متوسط
38/0-
خشکسالی ضعیف
1993
2/59
46/68
خشکسالی متوسط
64/2-
خشکسالی شدید
87/0-
خشکسالی شدید
1994
9/54
49/63
خشکسالی متوسط
06/3-
خشکسالی بسیار شدید
1-
خشکسالی شدید
1995
6/128
72/148
ترسالی
13/4
ترسالی
34/1
ترسالی
1996
6/92
09/107
نرمال
6/0
نرمال
19/0
نرمال
1997
4/101
27/117
نرمال
46/1
ترسالی
47/0
ترسالی
1998
3/99
84/114
نرمال
26/1
ترسالی
41/0
ترسالی
1999
2/84
37/97
نرمال
22/0-
نرمال
07/0-
نرمال
2000
2/61
78/70
خشکسالی ضعیف
45/2-
خشکسالی متوسط
8/0-
خشکسالی متوسط
2001
8/61
47/71
خشکسالی ضعیف
39/2-
خشکسالی متوسط
78/0-
خشکسالی متوسط
2002
9/79
4/92
نرمال
64/0-
خشکسالی ضعیف
21/0-
نرمال
2003
5/95
44/110
نرمال
88/0
نرمال
29/0-
نرمال
2004
6/128
72/148
ترسالی
13/4
ترسالی
34/1
ترسالی
2005
6/61
24/71
خشکسالی ضعیف
41/2-
خشکسالی شدید
79/0-
خشکسالی متوسط
2006
4/107
2/124
ترسالی
05/2
ترسالی
67/0
ترسالی
2007
56
76/64
خشکسالی متوسط
95/2-
خشکسالی شدید
97/0-
خشکسالی شدید
2008
15/47
53/54
خشکسالی شدید
81/3-
خشکسالی بسیار شدید
25/1-
خشکسالی شدید
2009
91/77
1/90
نرمال
83/0-
خشکسالی ضعیف
27/0-
خشکسالی ضعیف
2010
56/51
63/59
خشکسالی متوسط
38/3-
خشکسالی بسیار شدید
11/1-
خشکسالی شدید
جهت بررسی روند خشکسالی ها در طی 35 سال در ایستگاههای مورد مطالعه، میانگین های متحرک 5 و 9 ساله رسم شده است.
شکل 11 : نمودار میانگین متحرک 9ساله ایستگاه یزد شکل 12 : نمودار میانگین متحرک 5ساله ایستگاه یزد
شکل 13 : نمودار میانگین متحرک 9ساله ایستگاه طبس شکل14 : نمودار میانگین متحرک 5ساله ایستگاه طبس
چکیده:
طی سال های اخیر کشورمان با خشکسالی های متعددی روبه رو بوده که خسارات جبران ناپذیری بر منابع طبیعی وارد کرده است، لذا تحقیق در مورد خشکسالی و برای محقیق و برنامه ریزان و مدیران منابع آب بسیار ضروری می باشد.در این تحقیق شاخص بارش استاندارد شده(SPI) به منظور پهنه بندی و تحلیل فراوانی خشکسالی در استان اصفهان استفاده شده است. این شاخص به عنوان یکی از شاخص های خشکسالی هواشناسی دارای مزایای بسیار ازجمله سادگی و انعطاف پذیری نسبت به مقیاس های زمانی متفاوت می باشد. دراین تحقیق پس از جمع آوری داده های بارش ایستگاههای موجود در استان اصفهان و حذف ایستگاههای دارای آمار ناقص، سری زمانی این شاخص در مقیاس های زمانی 3، 6، 9، 12 و24 ماهه به دست آمد. سپس با استفاده از نرم افزارSurfer نقشه های گستره خشکسالیو دوره برگشت های خشکسالی ترسیم و مورد تحلیل قرار گرفت. با استفاده از نقشه های بدست آمده مناطق دارای ریسک بالا به منظور برنامه ریزی های آتی و اتخاذ سیاست های مدیریتی مشخص گردید . این نقشه ها، خشکسالی های متوسط و شدید را عمدتاً در قسمت های غربی استان در اطراف ایستگاههای داران، فریدون شهر و فریدن و... بادوره برگشت های طولانی و خشکسالی های بسیار شدید را در بخش های شرق و شمال شرقی استان با دوره برگشت های بسیار پایین نشان می دهند. در بخش های شرقی استان با توجه به اقلیم خشک و بارش کم، حساسیت بسیار بالا میباشد و بایستی برنامه ریزی های مناسب جهت مقابله با این بحران صورت گیرد.
طی سال های اخیر کشورمان با خشکسالی های متعددی روبه رو بوده که خسارات جبران ناپذیری بر منابع طبیعی وارد کرده است، لذا تحقیق در مورد خشکسالی و برای محقیق و برنامه ریزان و مدیران منابع آب بسیار ضروری می باشد.در این تحقیق شاخص بارش استاندارد شده(SPI) به منظور پهنه بندی و تحلیل فراوانی خشکسالی در استان اصفهان استفاده شده است. این شاخص به عنوان یکی از شاخص های خشکسالی هواشناسی دارای مزایای بسیار ازجمله سادگی و انعطاف پذیری نسبت به مقیاس های زمانی متفاوت می باشد. دراین تحقیق پس از جمع آوری داده های بارش ایستگاههای موجود در استان اصفهان و حذف ایستگاههای دارای آمار ناقص، سری زمانی این شاخص در مقیاس های زمانی 3، 6، 9، 12 و24 ماهه به دست آمد. سپس با استفاده از نرم افزارSurfer نقشه های گستره خشکسالیو دوره برگشت های خشکسالی ترسیم و مورد تحلیل قرار گرفت. با ا
مطالب مشابه :
شاخص های خشکسالی
مواد و روشها در این تحقیق با استفاده از داده های بارندگی سالانه) سال آبی 1348 تا 1386
آمار هواشناسی ایستگاه های سینوپتیک، اقلیم شناسی و باران سنجی کل کشور (2008 تا 2010)
آمار هواشناسی ایستگاه های دانلود داده های روزانه هواشناسی های سینوپتیک و
دانلود داده های روزانه هواشناسی شمال کشور
داده های روزانه هواشناسی شمال این داده ها توسط ایستگاه های سینوپتیک صورت می گیرد.
دانلود داده های روزانه هواشناسی غرب و شمال غرب کشور
داده های روزانه هواشناسی، بخشی از داده های هواشناسی و اقلیم شناسی های سینوپتیک
داده های ماهانه هواشناسی ایستگاه های سینوپتیک کشور
پژوهشکده اقلیم شناسی در اقدامی ارزشمند داده های ماهانه ایستگاههای سینوپتیک کشور را روی
دانلود داده های ماهانه و میانگین 180 ایستگاه سینوپتیک کشور
دانلود داده های ماهانه و میانگین 180 ایستگاه سینوپتیک داده های هواشناسی استان
آمار هواشناسی ایستگاه های سینوپتیک، اقلیم شناسی و باران سنجی کل کشور (2008 تا 2010)
آمار هواشناسی ایستگاه های سینوپتیک این آمار توسط سازمان هواشناسی داده های
آمار هواشناسی ایستگاه های سینوپتیکی سراسر کشور 2006 و 2007
دانلود داده های روزانه هواشناسی غرب و هواشناسی ایستگاه های سینوپتیک کل کشور در
اقلیم وهواشناسی
داده های روزانه هواشناسی شمال آمار هواشناسی ایستگاه های سینوپتیک
برچسب :
داده های هواشناسی سینوپتیک