بخشی از مقاله
چکیده
در مناطق خشک و نیمه خشک، کمبود آب با تغییرپذیري اقلیم تشدید میشود و منابع آب حساسیت بسیار بالایی به تغییرات و نوسانات اقلیمی دارند، به طوريکه در سالهاي اخیر تاثیر توامان اقلیم و عوامل اقتصادي-اجتماعی باعث تشدید فرآیندهاي بیابانزایی از دیدگاه منابع آب گردیده است. بارندگی و دبی از جمله مهمترین عوامل موثر بر فرآیندهاي مرتبط با مدیریت منابع آب میباشند.
آگاهی از روند تغییرات بارش و دبی میتواند سیاستگزاران و مدیران مرتبط با آب را در اتخاذ تصمیمات مدیریتی کمک شایانی نماید. بر همین اساس در تحقیق حاضر روند بارش و دبی متوسط سري هاي زمانی ماهانه، فصلی و سالانه در حوزه آبخیز کارده با 19 سال آمار با استفاده از آزمون ناپارامتریک من-کندال مورد مطالعه قرار گرفت. نتایج حاصل از تحلیل آماري بیانگر وجود روند کاهشی در بارش و دبی متوسط در تمامی فصول مختلف و در سال بوده است.
-1 مقدمه
بارندگی و دبی از جمله مهمترین عوامل موثر بر فرآیندهاي مرتبط با مدیریت منابع آب میباشند. در مناطق خشک و نیمه خشک، کمبود آب با تغییرپذیري اقلیم تشدید میشود و منابع آب حساسیت بسیار بالایی به تغییرات و نوسانات اقلیمی دارند، به طوريکه در سالهاي اخیر تاثیر توامان اقلیم و عوامل اقتصادي- اجتماعی باعث تشدید فرآیندهاي بیابانزایی از دیدگاه منابع آب گردیده است
بهطور کلی شناخت چگونگی روند تغییرات اقلیمی از جمله مواردي است که در سالهاي اخیر مورد توجه محققین قرار گرفته است
روند یکی از اصلیترین عوامل غیرایستایی است که تاثیر آن، تغییر تدریجی در سري زمانی میباشد و عوامل مختلفی از درون و خارج سیستم میتواند آن را سبب گردد
با توجه به اینکه توضیح تغییرات اقلیمی تنها براساس بارش چندان واضح نیست، بسیاري از مطالعاتی که براي بیان تغییرات اقلیمی در ایران انجام شده است صرفا براساس پارامتر بارش بوده است و کمتر روند همگام بارش و مقادیر جریان مورد بررسی قرار گرفته است. بنابراین بررسی روند مقادیر دبی - به عنوان یکی از شاخصهاي خشکسالی هیدرولوژیک - و ارتباط آن با تغییرات بارش یکی از مسائل بسیار مهم در مباحث هیدرواقلیم است
آگاهی از روند تغییرات بارش و دبی میتواند سیاستگزاران و مدیران مرتبط با آب را در اتخاذ تصمیمات مدیریتی در ارتباط با اجراي پروژههاي عمرانی براي آینده کمک شایانی نماید
مطالعات زیادي در مورد تعیین روند متغیرهاي اقلیمی چون بارش، دما و همچنین دبی انجام شده است.
در این راستا Kumar - 2009 - Merwade به بررسی جریان آبراههها در 31 ایستگاه اندازهگیري دبی براساس50 سال داده پرداختند که نتایج آنها روند افزایشی در جریانهاي متوسط و کم را نشان داد.
Xu و همکاران - 2010 - روند دما، بارندگی و دبی در رودخانه Tarim در چین با آزمون منکندال را بررسی کردند.
نتایج تحقیقات آنها نشان داد که روند دما و بارندگی در کل حوزهي آبخیز افزایشی بود. بهطوريکه افزایش دما در مناطق کوهستانی باعث ذوب شدن برف و یخ در فصل بهار شده و دبی را افزایش داده است و روند کاهشی دبی در مناطق دشتی را بهعلت افزایش فعالیتهاي انسانی و استفاده از جریانات سطحی دانستهاند.
Zhang و همکاران - 2010 - به بررسی اثر تغییرات اقلیمی و روند جریان حوزه دریاچه پویانگ چین پرداختند. آنها دریافتند که دبی فصلی و سالانه تمامی ایستگاهها به جز Lijiadu در فصل مرطوب روند افزایشی داشته است. تنها 37/5 درصد ایستگاهها در دبی سالانه افزایش معنیدار داشته، درحالیکه اکثر ایستگاهها در سطح 95 درصد در فصل خشک روند افزایشی داشتهاند .
همچنین نتایج نشاندهنده معنیداري بسیار بالاي تبخیر و تعرق نسبت به بارش بود. کاویانی و عساکره - 1384 - نیز روند بلندمدت بارش سالانه اصفهان را بررسی نمودند. نتایج نشان داد که بارندگیهاي اصفهان طی 103 سال گذشته حاوي رفتاري پایدار بوده است.
همچنین Kahaya - و Kalayci، 2004؛ Raziei و همکاران، 2005؛ Dewit و همکاران، 2007؛ Samuels و همکاران،2009؛ دودانگه و همکاران، 1390؛ محمدي، - 1390 تحقیقات مشابهی را انجام دادند. با توجه به قرارگیري بخشهاي زیادي از ایران در کمربند خشک و نیمه خشک جهان و نقش تعیین کننده نزولات جوي در تامین آب کشور و همچنین مطالعات محدود انجام گرفته جهت تعیین روند بارش و دبی در حوزه آبخیز کارده، هدف از تحقیق حاضر بررسی روند ماهانه، فصلی و سالانه تغییرات بارش و دبی در حوزه آبخیز کارده در شمال شهر مشهد میباشد.
-2 مواد و روشها
حوزه آبخیز رودخانه کارده در مختصات 59º 26´ تا 59º 45´ طول شرقی و 36º 40´ تا 36º 58´´ عرض شمالی واقع شده و در 40 کیلومتري شمال شهر مشهد قرار دارد. حداکثر، متوسط و حداقل ارتفاع از سطح دریا به ترتیب 2930، 2080 و 1300 متر میباشد. طول آبراهه اصلی رودخانه 45 کیلومتر و شیب متوسط آبراهه و حوزه به ترتیب 2/7 و 3/7 درصد میباشد. موقعیت منطقه مورد مطالعه در شکل 1 نشان داده شده است.
شکل -1 موقعیت منطقه مورد مطالعه
بهمنظور انجام این تحقیق دادههاي روزانه، ماهانه، فصلی و سالانه بارش و دبی دورهي آماري 1372 تا 1390 ایستگاه کارده از سازمانهاي مربوطه جمعآوري گردید. براي همین منظور پس از مرتبسازي دادهها، روند سريهاي زمانی دادههاي مطالعاتی با استفاده از روش ناپارامتري من -کندال - Turgay و Ercan، - 2005 در سطح اطمینان 95 و 99 درصد در محیط XLSTAT مورد ارزیابی قرار گرفتند.
آزمون من-کندال ابتدا توسط Mann ارائه و سپس توسط Kendall بسط و توسعه یافت. از نقاط قوت این روش میتوان بهمناسب بودن کاربرد آن براي سريهاي زمانی اشاره نمود که از توزیع آماري خاصی پیروي نمیکنند. اثرپذیري ناچیز این روش از مقادیر حدي که در برخی از سريهاي زمانی مشاهده میشود نیز از مزایاي دیگر این روش است Turgay - و Ercan، . - 2005 فرض صفر این آزمون بر تصادفی بودن و عدم وجود روند در سري دادهها دلالت دارد و پذیرش فرض یک - رد فرض صفر - دال بر وجود روند در سري دادهها میباشد.
-3 جمع بندي و نتیجهگیري
نتایج حاصل از آزمون منکندال براي تحلیل روند متوسط ماهانه، فصلی و سالانه بارش و دبی در حوزه آبخیز کارده در جدول 1 آورده شده است. نتایج در این ایستگاه نشان میدهد که میانگین بارش و دبی در فصول مختلف و در سال روند کاهشی دارند. در بین سري دادهها، میانگین روزانه بارش در فصول مختلف و در سطوح معنیداري 95 و 99 درصد روند معنیداري مشاهده نگردید. میانگین روزانه دبی در فصل پاییز در سطح اطمینان 99 درصد و در فصل زمستان در سطح اطمینان 95 درصد داراي روند نزولی و معنیدار میباشد.
در بین سري دادهها، میانگین روزانه بارش فقط در مهر ماه در سطح اطمینان 95 درصد روند نزولی و معنیدار مشاهده گردید. میانگین روزانه بارش در ماههاي آبان، آذر، فروردین، تیر و مرداد داراي روند افزایشی و در سایر ماهها - بهجز شهریور - داراي روند نزولی میباشد.
همچنین نتایج در این ایستگاه نشان میدهد که میانگین روزانه دبی در ماههاي آبان، دي و بهمن در سطح اطمینان 99 درصد و در ماههاي آذر، اسفند و فروردین در سطح اطمینان 95 درصد داراي روند نزولی و معنیدار میباشد. بر اساس تجزیه و تحلیل روند سريهاي زمانی متوسط ماهانه، فصلی و سالانه بارش و دبی در حوزه آبخیز مورد مطالعه تغییرات در هر دو پارامتر بارش و دبی متفاوت است.
بهطور کلی بر اساس آزمون من کندال متوسط بارش و دبی در سال، در حوزه آبخیز کارده روند کاهشی مشاهده میشود. یکی از دلایل کاهش روند دبی در حوزه آبخیز کارده میتواند بهدلیل وجود سد در بالادست ایستگاه باشد. از آن-جایی که تاکنون در کشور مطالعات کمی در زمینه تحلیل روند بارش و دبی همزمان با هم در مقیاس روزانه، ماهانه، فصلی و سالانه صورت نگرفته است. این مطالعه تصویري از تحلیل روند بارش و دبی در طول چند سال گذشته در حوزه آبخیز کارده را نشان داده و طبعاً انجام مطالعات مشابه در سایر حوزههاي آبخیز کشور به منظور امکانسازي جمعبنديهاي مناسب توصیه می-شود.
