بخشی از مقاله
چکیده:
خشکسالی یکی از پدیدهای جوی است که اجزای مختلف چرخه هیدرولوژی را تحت تاثیر قرار می دهد . آب زیرزمینی یکی از مهمترین اجزاء چرخه آب است که تحت تاثیر کمبود بارندگی و خشکسالی های طولانیمدت قرار میگیرد. افت کمی و کیفی آب زیرزمینی یکی از اثرات خشکسالی و افزایش برداشت از آبخوان ها است.
در این تحقیق تاثیر خشکسالی بر کمیت و کیفیت آب زیرزمینی دشت بوشکان در استان بوشهر بررسی شده است . به این منظور از شاخصهای مختلفی شامل شاخص بارش استاندارد، شاخص منبع آب زیرزمینی و شاخص اصلاح شده هدایت الکتریکی استاندارد استفاده شده است . بر اساس نتایج حاصله آبخوان منطقه مورد مطالعه یک دوره خشکسالی آب زیرزمینی متوسط را تحمل میکند. این خشکسالی کیفیت آب زیرزمینی را نیز تحت تاثیر قرار داده است بطوری که در سالهای اخیر وضعیت هدایت الکتریکی بحرانیتر شده است.
مقدمه
پدیده خشکسالی اثرات منفی بزرگی بر منابع آب و محیط های وابسته به آنهامی گذارد که عموماً در برخی سال ها خسارات جبران ناپذیری را سبب می گردد؛ این خسارات در مناطق خشک که از دیدگاه اقتصادی ساختار شکننده تری قرار دارند، نمود بیشتری یافته و اثرات منفی ماندگاری را از جهات مختلف بر جای می گذارند.
خشکسالی آبهای زیرزمینی در اثر تغذیه ناکافی مخازن سفره های زیرزمینی بوجود میآید. شدت این خشکسالی با استفاده از حجم - سنجی ذخیره سفره های آب زیر زمینی قابل اندازه گیری است . اما این داده ها به سادگی قابل دسترس نمی باشند . به نظر می رسد که ارزیابی سطح آبهای زیرزمینی شاخص مناسبتر و بهتری برای این مطالعه باشد .
خشکسالی آبهای زیرزمینی همچنین از طریق تاثیر ثانویه آن یعنی ورود جریان پایه به رودخانه ها نیز قابل ارزیابی می باشد . برداشت بیرویه از منابع آب زیرزمینی به دلیل کمبود بارش باعث افت سطح آب زیرزمینی میشود. خشکسالی باعث کا هش نزولات جوی و نهایتاً کاهش میزان تغذیه آب های زیرزمینی خواهد شد . به علاوه کاهش نزولات جوی باعث نیاز به آبیاری بیشتر و پمپاژ بیشتر از آبخوانها میشود. مجموعه این عوامل باعث افت کمی و کیفی آب های زیرزمینی خواهد شد. هدف از این مطالعه بررسی تاثیر خشکسالی بر وضعیت کمی وکیفی آبخوان دشت بوشکان در استان بوشهر است.
منطقه مورد مطالعه
محدوده مطالعاتی بوشکان از محدوده های حوضه آبریز رودخانه مند استان بوشهر میباشد که مساحت آن 1364 کیلومتر مربع است حداقل و حداکثر ارتفاع منطقه مورد مطالعه 499/5 و 1700 متر میباشد. آبخوان دشت بوشکان یک آبخوان آزاد است و از رسوبات دانه درشت شن، ماسه همراه با گراول تشکیل شده است .این رسوبات عمدتاً حاصل فرسایش سازندهای محصور کننده دشت بوشکان بخصوص سازند کنگلومرای بختیاری و سازند آغاجاری می باشند. متوسط عمق برخورد به سطح آب زیرزمینی در دشت بوشکان 36 متر است.
روند نوسانات سطح آب زیرزمینی و حجم آبخوان در سالهای اخیر یک روند نزولی است. روند نزولی سطح آب زیرزمینی در نتیجه کاهش نزولات جوی و افزایش برداشت از آبخوان در این هیدروگراف کاملاً مشخص است . این روند نزولی از ابتدا تا انتهای دوره آماری به صورت منظم مشاهده میشود.
مواد و روشها
در این مطالعه برای کمی کردن اثرات خشکسالی از دو شاخص بارش استاندارد - SPI - و شاخص منبع آب زیرزمینی - GRI - استفاده شده است. شاخص بارش استاندارد - SPI - با استفاده از رابطه زیر محاسبه می شود
بعد از محاسبه شاخصهای بارش استاندارد و شاخص منبع آب زیرزمینی ، وضعیت خشکسالی هواشناسی و خشکسالی آبزیرزمینی بر اساس جدول 1 تعیین میشود. جهت بررسی تاثیر خشکسالی بر وضعیت کیفی آبخوان که نقش مهمی در مدیریت آبخوان دارد، از شاخص اصلاح شده هدایت الکتریکی استاندارد شده - - 1MSECI استفاده شده است
که در این رابطه، ECi هدایت الکتریکی در سال مورد نظر، ECavg میانگین هدایت الکتریکی در دوره آماری و
انحراف معیار هدایت الکتریکی در دوره آماری مورد نظر است.
جدول -1 تعیین وضعیت خشکسالی با توجه به شاخصهای SPI و GRI
خشکسالی آب زیرزمینی
در شکل 1 متوسط شاخص GRI آبخوان دشت بوشکان به صورت ماهانه نشان داده شده است . این نمودار با توجه به دادههای هیدروگراف معرف آبخوان تهیه شده است. روند کلی تغییرات این شاخص نیز مشابه با روند تغییرات سطح آب زیرزمینی است. با توجه به این شکل از اردیبهشت 1388 خشکسالی آب زیرزمینی با شدت متوسط در این محدوده شروع شده است و در ماههای بعدی شدت بیشتری یافته اما همچنان در محدوده خشکسالی آب زیرزمینی متوسط قرار دارد . شدت خشکسالی هیدروژوئولوژیکی از ابتدای دوره آماری - سال آبی - 77-78 به سمت پایان دوره افزایش یافته است.
شکل -1 تغییرات شاخص GRI ماهانه در محدوده بوشکان بر اساس میانگین تراز سطح ایستابی
در شکلهای 2 و 3 توزیع مکانی خشکسالی آب زیرزمینی در منطقه مورد مطالعه نشان داده شده است . در سال آبی 78-79 خشکسالی در این محدوده مشاهده نمی شود - شکل . - 2 در سال آبی 87- 88 بخش وسیعی از منطقه نشان - دهنده خشکسالی هیدروژئولوژیکی متوسط است و در سال 90-91 این وضعیت به خشکسالی متوسط و شدید تغییر پیدا کرده است - شکل . - 3
رابطه بین خشکسالی هواشناسی و خشکسالی آبزیرزمینی
در شکل 4 شاخص GRI و SPI به صورت سری زمانی سالانه نشان داده شده است. همانطور که در این شکل مشاهده میشود بجز در دو مورد جزیی رابطهتقریباً مستقیمی بین این دو شاخص مشاهده می شود - شکل . - 4 این رابطه معنادار به خوبی در فاصله زمانی سال 82 تا 88 مشاهده می شود. همچنین دامنه تغییرات شاخص GRI نسبت به شاخص SPI کمتر است که منطقی به نظر میرسد زیرا خشکسالی ها معمولاً آبهای زیرزمینی را کمتر از سایر منابع آب تحت تاثیر قرار میدهند.
