ارزيابي خشكسالي در حوضه قره‌ سو با استفاده از شاخص‌هاي هواشناسي، هيدرولوژيكي و سنجش‌ از دور

Evaluation of drought in the Gharasou basin using meteorological, hydrological, and remote sensing indices

هدف از پژوهش حاضر بررسي خشكسالي از جنبه‌هاي هواشناسي، هيدرولوژيكي و سنجش‌ازدور در حوضه قره‌‌سو واقع در استان اردبيل با مساحتي حدود 495 كيلومترمربع است؛ بنابراين، به‌منظور محاسبه خشكسالي هواشناسي (شاخص SPI) از مقادير بارندگي ماهانه مربوط به 22 ايستگاه باران‌سنجي در بازه زماني 30 ساله (2015-1985) و براي محاسبه خشكسالي هيدرولوژيكي (شاخص SDI) از مقادير دبي ماهانه 14 ايستگاه هيدرومتري از سال 1985 تا 2015(30 سال) استفاده شد. در ادامه شاخص‌‌هاي SPI و SDI، در بازه‌‌هاي زماني 1، 3، 6، 9 و 12 ماهه، همچنين به‌صورت فصلي و نيم سال آبي با يكديگر مقايسه شدند. جهت بررسي خشكسالي پوشش گياهي و محاسبه شاخص‌هاي NDVI, VCI، از تصاوير MOD13 A1 v6 سنجنده MODIS، با توان تفكيك مكاني 500 متر در بازه زماني 15 ساله (2015-2000) استفاده شد. نتايج سري زماني خشكسالي هواشناسي در قره‌‌سو نشان داد كه خشكسالي در سال‌هاي (2001-2000، 2006-2005، 2008-2007 و 2014-2013) به‌صورت فراگير رخ‌داده است. به‌طوري‌كه بيشترين پهنه‌هاي درگير خشكسالي مربوط به نواحي شمال و شمال شرق حوضه(ايستگاه‌هاي نمين و ابركوه) بوده است. همچنين نتايج نشان داد كه خشكسالي هواشناسي در سال‌هاي اخير تداوم بيشتري داشته و به‌صورت محسوس با 1 تا 3 ماه تأخير، بيشترين همبستگي را با خشكسالي هيدرولوژيكي داشته است. همچنين نقشه‌‌هاي پهنه‌بندي شاخص‌هاي NDVI وVCI نشان داد كه در تشخيص دوره‌هاي خشكسالي و ترسالي با شاخص SPI همخواني دارند اما مقادير همبستگي آن‌ها متفاوت است. درنهايت مقايسه شاخص‌هاي NDVI وVCI با شاخص SPI نشان داد كه شاخص VCIبا مقدار 44/0=r بيشترين همبستگي را با شاخص‌ SPI دارد. اين در حالي است كه مقدار همبستگي بين شاخص‌هاي NDVI وSPI برابر با 38/0=r مي‌‌باشد. نتايج پهنه بندي شاخص VCI نشان داد كه در شرايط خشكسالي شديد، تنها در شرق حوضه و در مناطق اطراف سبلان، شرايط مطلوب پوشش گياهي مشاهده مي شود، اما در ديگر مناطق حوضه، خشكسالي متوسط و ضعيف رخ داده است.

The purpose of this study is to investigate drought using meteorological, hydrological, and remote sensing indicators in the Gharasou basin located in Ardabil province with an area of 495 square kilometers. Therefore, to calculate the SPI index was used monthly rainfall values related to 22 rainfall stations (1985-2015) and to calculate the SDI index, the monthly discharge values of 14 hydrometric stations (1985-2015). Then, SPI and SDI indices were compared with each other on a time scale of 1, 3, 6, 9, and 12 months, as well as seasonal and half a year. To study vegetation drought and calculate NDVI and VCI indices, were used MODIS images, with a spatial resolution of 500 meters for 15 years (2000-2015). The results of the meteorological drought time series in Gharasou showed that the drought occurred comprehensively in the years (2001-2000, 2006-2005, 2008-2007, and 2014-2013). So that the most affected areas of drought were related to the northern and northeastern of the basin (Namin and Abarkooh). The results showed that meteorological drought has been more persistent in recent years and has been significantly correlated with hydrological drought with a delay of 1 to 3 months. NDVI and VCI indices showed that in identifying drought periods, these indices are consistent with meteorological drought, but are different correlation values. Finally, the comparison of NDVI and VCI indices with the SPI index showed that the VCI index with a value of r = 0.44 has the highest correlation with the SPI index. However, the correlation between NDVI and SPI indices is r = 0.38. The results of the VCI index showed that in drought conditions, only in the east of the basin and in the areas around Sabalan mountain, favorable vegetation conditions are observed, but in other areas of the basin, moderate and weak drought has occurred.