تحليل روند تغييرات آبدهي رودخانه‌هاي شمال حوضه دز با استفاده از روش من- كندال اصلاح‌شده

Trend analysis of streamflow changing of north watershed of Dez River with TFPW-MK procedure

سابقه و هدف: مديريت منابع آب و بهره‌برداري صحيح رودخانه‌ها مستلزم بررسي تغييرات و برآورد صحيح دبي رودخانه‌ها مي‌باشد. جهت دست‌يابي به اين هدف، برآورد صحيح دبي رودخانه‌ها بسيار مهم مي‌باشد. يكي از چالش‌هايي كه بشر با آن روبرو است، مساله تغيير اقليم و مشكلات ناشي از آن مانند تغيير دبي رودخانه‌ها مي‌باشد. اگرچه علل تغيير يا عدم تغيير وضعيت آب و هوا هنوز كاملاً شناخته نشده است، ولي بحث در مورد تغيير آب و هوا مورد توجه بسياري از پژوهشگران بوده و خواهد بود. جريان رودخانه به‌عنوان يكي از پارامترهاي مهم در هيدرولوژي و منابع آب در ارتباط متقابل با عناصر اقليمي است. بنابراين، تغييرات عوامل اقليمي مي‌تواند بر آبدهي رودخانه موثر باشد. از اين‌رو، بررسي تغييرات دبي رودخانه در طول زمان مي‌تواند اثرات تغيير يا عدم تغيير در شرايط اقليمي يك منطقه را مشخص نمايد. هدف از اين پژوهش بررسي و تحليل روند تغييرات آبدهي رودخانه‌هاي شمالي حوضه دز با استفاده از روش من- كندال اصلاح شده است. مواد و روش‌ها: منطقه مورد مطالعه در شمال حوضه رودخانه دز در طول جغرافيايي 48 درجه، 23 دقيقه و 33 ثانيه تا 49 درجه، 54 دقيقه و 27 ثانيه و عرض جغرافيايي 32 درجه، 54 دقيقه و 44 ثانيه تا 34 درجه، 8 دقيقه و 7 ثانيه واقع شده است. با توجه به اهميت رودخانه دز در منطقه مورد مطالعه، در اين پژوهش روند تغييرات دبي جريان در ايستگاه‌هاي هيدرومتري شمال حوضه رودخانه دز در سه مقياس ماهانه، فصلي و سالانه با استفاده از روش من- كندال پيش‌‌سفيد شده مورد بررسي قرار گرفت. داده هاي مورد استفاده شامل داده هاي دبي رودخانه هاي 14 ايستگاه هيدرومتري در دوره 40 ساله آماري (2009-1969) در محدوده مورد مطالعه مي‌باشند. در اين پژوهش ابتدا شيب خطي روند داده ها با استفاده از روش تيل- سن تخمين زده شد و سپس با استفاده از روش پيش‌سفيد شده بدون روند اثر ضريب خود همبستگي از داده‌ها حذف گرديد و در نهايت روند تغييرات جريان با استفاده از آزمون من- كندال مورد بررسي قرار گرفت. يافته‌ها: نتايج بيانگر آن است در مقياس سالانه، روند تغييرات آبدهي در بيش از 70 درصد از ايستگاه‌ها نزولي بوده و در سطح 5 درصد معني‌دار است. در مقياس فصلي بيش‌ترين و كم‌ترين تغييرات منفي روند مربوط به فصل بهار و زمستان بوده است و در سطح 10 درصد روند منفي آبدهي 10 ايستگاه معني‌دار بوده است. در مقياس ماهيانه بيش‌ترين تغييرات منفي روند مربوط به فروردين‌ماه بوده است، به‌طوري‌كه در اين فصل روند منفي تعداد 8 ايستگاه در سطح 10 درصد معني‌دار مي‌باشد. كم‌ترين تغييرات منفي روند مربوط به مهرماه و بهمن‌ماه مي‌باشد، به‌طوري‌كه در اين ماه فقط تعداد 3 ايستگاه داراي روند منفي در سطح 10 درصد معني‌دار مي‌باشند. نتيجه‌گيري: نتايج به‌دست آمده از اين پژوهش نشان داد كه آبدهي بيش‌تر ايستگاه‌هاي منطقه مورد مطالعه در مقياس سالانه و ماهانه داراي روند نزولي مي‌باشد. به احتمال خيلي‌زياد، دليل اصلي كاهش آبدهي رودخانه‌ها مربوط به كاهش دبي چشمه ها و همچنين برداشت بي‌رويه از منابع آب‌هاي زيرزميني در سال‌هاي اخير است. بنابراين نياز به مديريت صحيح منابع آب و به‌خصوص جلوگيري از برداشت بي‌رويه مخارن آب زيرزميني در منطقه مطالعه ضروري مي‌باشد.

Background and Objectives: Water resource management and proper utilization of rivers require the correct estimation of streamflow of rivers. To achieve this goal, the correct estimation of streamflow is the most important issue. But one of main problem which human is facing to it, is climate change and its related problems such as changing of streamflow of rivers. Although the causes of change or no change of the weather status is still not fully understood, but the debate about climate change is and will be of interest to many researchers. Streamflow as an important parameter in hydrology and water resources interact with climatic factors. Therefore, changes in climate factors could be effective on river discharge. Hence, study of streamflow changing over time indicates the effects of changing or lack of changing in a study area. The aim of this study was to investigate and analyze the trends of streamflow changing of the North Rivers of the Dez watershed using the modified Mann-Kendall method. Materials and Methods: The study area is located at 48° 23´ 33" to 49° 54´ 27" longitude and 32° 54´ 44" to 34° 08´ 07" latitude. With respect to the importance of Dez River in the Lorestan area, in this study the changing trend of streamflow of hydrometric stations of the North Rivers of the Dez watershed at the three scale namely, monthly, seasonally and annually were investigated using the Trend-Free Pre-Whitening Mann-Kendall (TFPW-MK). The used data includes discharge data of 14 hydrometric stations in the period of 40 years (1969-2009). In this study, the slope of the linear trend of data was estimated using the Theil-Sen approach (TSA) and then using trend-free pre-whitening (TFPW) approach the effect of coefficient of self-correlation of data was eliminated. Finally the changing trend of streamflow was examined using Man-Kendall. Results: The results showed that the decreasing trend rates of more than 70 percent of the stations on annual basis are significant at 5% level. On seasonal basis the maximum and minimum negative changes were related to spring and winter seasons and the negative trend discharge of 10 stations were significant at the level of 10%. On monthly basis the most negative trend was related to April month, as in this season the negative trends of 8 stations were significant at 10% level. The lowest negative changes are related to the October and February, as in this month, the negative trends of only 3 stations were significant at the 10% level. Conclusion: The trend of streamflow of North watershed of Dez River was investigated with TFPW-MK procedure. The results of this study showed that the monthly and annual streamflow of most hydrometric stations have decreasing trend. Most likely, the main reason for decreasing of the streamflow of rivers is related to reducing of discharge of springs and also uncontrolled exploitation of groundwater resources in recent years. So the proper management of water resources and especially preventing indiscriminate harvesting of groundwater in the region is essential.