پديد آورندگان :
فريدپور، مجتبي داﻧﺸﮕﺎه ﻣﺤﻘﻖ اردﺑﯿﻠﯽ - گروه اﻗﻠﯿﻢ ﺷﻨﺎﺳﯽ , زﯾﻨﺎﻟﯽ، ﺑﺘﻮل داﻧﺸﮕﺎه ﻣﺤﻘﻖ اردﺑﯿﻠﯽ - گروه اﻗﻠﯿﻢ ﺷﻨﺎﺳﯽ , اﺻﻐﺮي، ﺻﯿﺎد داﻧﺸﮕﺎه ﻣﺤﻘﻖ اردﺑﯿﻠﯽ - ﮔﺮوهژﺋﻮﻣﻮرﻓﻮﻟﻮژي , قرباني، اردوان داﻧﺸﮕﺎه ﻣﺤﻘﻖ اردﺑﯿﻠﯽ - ﮔﺮوه ﻣﻨﺎﺑﻊ ﻃﺒﯿﻌﯽ , رضايي بنفشه، مجيد دانشگاه تبريز - گروه جغرافياي طبيعي
كليدواژه :
حوضه دره رود اردبيل , منحني LOWESS , شاخص‌هاي خشكسالي , تبخير و تعرق بالقوه , رگرسيون خطي
چكيده فارسي :
سابقه و هدف: ازجمله مخاطرات طبيعي مهم كه با توجه به آسيب‌هاي گسترده، بر تعداد قابل‌توجه از انسان‌ها تأثير مي‌گذارد، خشكسالي است. همچنين خشكسالي، پديده‌اي است كه مستقيماً به مسأله كمبود آب مربوط مي‌شود و به دليل برگشت‌پذير بودن مي‌تواند جنبه‌هاي مختلف زندگي انسان و محيط‌زيست را تحت تأثير قرار دهد. خشكسالي تقريباً تمامي عوامل تعيين‌كننده چرخه هيدرولوژيكي از آغاز بارش و سپس جريان آب سطحي و درنهايت ذخيره‌سازي در آب‌هاي زيرزميني را تحت تأثير قرار مي‌دهد. بنابراين در پژوهش حاضر با توجه به نتايج روند پايدار بارش و دما در حوضه دره رود اردبيل، شاخص SPI به‌عنوان شاخص متكي بر بارش با شاخص RDI به‌عنوان شاخص تركيب‌كننده پارامترهاي تبخير و تعرق بالقوه و بارش، در بازه‌هاي زماني مختلف با يكديگر مقايسه و ارزيابي‌شد.
مواد و روش‌ها: در اين پژوهش به‌منظور شناسايي دوره‌هاي خشكسالي و ترسالي، از داده‌هاي بارندگي ماهانه، كمينه و بيشينه دماي ماهانه هفت ايستگاه سينوپتيك در بازه زماني 30 ساله (2014-1985) در حوضه دره‌رود اردبيل واقع در شمال غرب ايران استفاده شد. به‌منظور شناسايي روند در سري زماني بارش و دما در اين پژوهش با استفاده مدل‌هاي Man-Kendall(MK) و Sen's slope(Sen) صورت گرفت و به‌منظور ارزيابي پايداري طولاني‌مدت روند در سري زماني داده‌ها از منحني LOWESS (در سطح معني‌داري 5٪) استفاده شد. همچنين با استفاده از شاخص خشكي، چهار ايستگاه در منطقه خشك و سه ايستگاه در منطقه نيمه‌خشك واقع شدند. به‌منظور محاسبه شاخص RDI از مقادير تبخير و تعرق بالقوه استفاده شد. مقدار PET در شاخص RDI با استفاده از اطلاعات درجه حرارت ماهانه و با روش هارگريوز به دست آمد. در ادامه هر دو شاخص در بازه‌هاي زماني 3، 6، 9 و 12 ماهه با يكديگر مقايسه شدند.
يافته‌ها: نتايج روند من-كندال نشان داد كه در سري زماني مقادير بارش، ماه‌هاي نوامبر و فوريه و در سري زماني مقادير دما، ماه‌هاي اكتبر و دسامبر هيچ روندي در ايستگاه‌هاي موردمطالعه مشاهده نشد. اين در حالي است كه در ساير ماه‌ها و حتي مقادير سالانه و فصلي، همه ايستگاه‌ها حداقل يك مورد روند در سري زماني بارش و دما را تجربه كرده‌اند. همچنين نتايج منحني LOWESS نشان داد كه دماي سالانه در همه ايستگاه‌ها از يك سناريو افزايشي پيروي مي‌كند. درحالي‌كه بارندگي رفتار متفاوتي و اغلب كاهشي دارد. همچنين نتايج نشان داد كه شاخص‌هاي SPI و RDI در مقياس‌هاي زماني مختلف و طبقات خشكسالي و ترسالي بسيار مشابه يكديگر رفتار كرده و مقدار R2 در بسياري از موارد 90/0 است. شديدترين خشكسالي مشاهده‌شده در مدل‌هاي SPI و RDI مربوط به ايستگاه اردبيل در سال آبي 2010-2011 و در مقياس 3 ماهه است كه مقادير آن به ترتيب -3/11 و -3/09 بوده است. همچنين نتايج نشان داد كه RDI مقادير ترسالي شديد و خيلي شديد را بزرگ‌تر از SPI نشان مي‌دهد. درنهايت هر دو شاخص مشابهت‌هاي زيادي با يكديگر دارند اما به دليل استفاده RDI از PET مي‌تواند براي مناطق خشك و نيمه‌خشك ايران، به‌صورت گسترده‌تر مورداستفاده قرار گيرد.
نتيجه‌گيري: به‌منظور مقايسه رويدادهاي خشكسالي و ترسالي در حوضه آبريز دره رود اردبيل واقع در شمال غرب ايران از دو شاخص SPI و RDI استفاده شد. با توجه به اقليم خشك و نيمه‌خشك اكثر مناطق ايران، مقدار بارش صفر در برخي از فصول محتمل است؛ بنابراين شاخص‌هاي متكي بر بارندگي مانند SPI ممكن است كارايي كمتري نسبت به شاخص RDI كه علاوه بر بارندگي، تبخير و تعرق بالقوه (PET) را نيز در فرمولاسيون خود لحاظ مي‌كند، داشته باشد. با توجه به اهميت پارامتر PET در بخش كشاورزي و مديريت منابع آب در ايران، مي‌طلبد كه شاخص RDI را در ديگر مناطق ايران مانند شمال غرب و مناطق كوهستاني ايران، به‌صورت گسترده بررسي گردد و نتايج آن را با ديگر شاخص‌ها مانند شاخص مهم و پركاربرد SPI مقايسه شود.
چكيده لاتين :
Background and objectives: One of the most important natural hazards that is affecting a large number of people, due to extensive damage, is drought. Drought is also a phenomenon directly related to the issue of water scarcity and because of its reversibility, it can affect the various aspects of human life and the environment. The drought affects almost all the determinants of the hydrological cycle from the onset of precipitation and then the surface water flow and eventually storage in groundwater. Therefore, in this research, due to the results of the stable process of precipitation and temperature in the Ardabil DareRood basin, SPI Index which relies on precipitation, with the RDI index which combines the parameters of potential evapotranspiration and precipitation, were compared and evaluated in different time intervals.
Materials and methods: In this study, in order to identify drought and wet periods, it was used from monthly precipitation data, Minimum and maximum monthly temperature for seven synoptic stations, for a 30 years (1985-2014) in the Ardabil DareRood basin in the northwest of Iran. In order to identify the trend in the precipitation and temperature series in this research was used Man-Kendall (MK) and Sen's slope (Sen) models. Also, to assess the long-term stability of the trend in the time series was used the LOWESS curve (at a significant level of 5%). Also using Aridity index, four stations in the arid area and three stations in the semi-arid region were established. In order to calculate the RDI index, the values of potential evapotranspiration were use. The amount of PET in the RDI index using monthly temperature values, and was obtained by the Hargreaves method. Finally, SPI and RDI indices were compared in 3, 6, 9, and 12-month scales.
Results: The results of the LOWESS curve showed that the annual temperature at all stations follows an incremental scenario. While the precipitation behaves differently and often is decreasing. The results also showed that SPI and RDI indices are very similar in different time scales, and R2 is in most cases greater than 0.90. The extreme drought the observed in SPI and RDI models is related to the Ardabil station in 2010-2011 on a 3-month scale, whose values were respectively -3/11 and -3/09. Also, the results showed that the RDI index that Extreme and severe wet values it’s larger than SPI. Eventually, both indices are many similarities with each other but because of RDI's use of PET, It can be used more widely for arid and semi-arid regions of Iran
Conclusion: this research, two SPI and RDI indices were used to compare the drought events in the DarehRood Ardabil basin of the northwest of Iran.Due to the dry and semi-arid climate of most regions of Iran, It is very probable that the amount of precipitation is zero in some seasons. Therefore precipitation-based indices such as SPI may have less efficiency than RDI index, which, in addition to rainfall, uses potential evapotranspiration (PET) in their formulation. Considering the importance of PET parameter in agriculture and water resources management in Iran, It is necessary to examine the RDI index in other regions of Iran, such as the northwest and mountainous regions of Iran and its results can be compared with other indicators such as the important and highly applicable SPI indicator.
