بخشی از مقاله
چکیده
خشکسالی پدیده ای تکرار شونده در اقلیمهای مختلف است و اثرات آن صرفا محدود به مناطق خشک و نیمهخشک نمیشود و میتواند در نواحی با بارش بالا و در هر فصل از سال رخ دهد. خشکسالی هواشناسی یکی از انواع خشکسالی است که در اثر کمبود بارندگی در منطقه در یک دورهی زمانی وسیع رخ میدهد، این نوع خشکسالی سریع تر از انواع دیگر خشکسالی رخ میدهد.
در خشکسالی چهار ویژگی عمده مورد بررسی قرار می گیرد که عبارتند از: شدت، مدت، فراوانی و گستره خشکسالی. هدف از این تحقیق تحلیل شدت خشکسالی هواشناسی در دشت سرخون می باشد. بدین منظور از شاخص بارش استاندارد - SPI - بمنظور بررسی خشکسالی هواشناسی در منطقه بهمراه داده های بارندگی با طول دورهی آماری 23 ساله - 1368-91 - در مقیاس های زمانی 3، 6، 9، 12، 24 و 48 ماهه استفاده گردید. نتایج نشان داد که شدیدترین خشکسالی هواشناسی در سال های 1390 و 1391 رخ داده است و با افزایش مقیاسهای زمانی تداوم و تکرار خشکسالی افزایش مییابد به همین دلیل مقیاسهای 24 و 48 ماهه دورههای خشکی بیشتر و با تداوم و شدت بیشتری نمایش میدهند.
مقدمه
خشکسالی یکی از پیچیده ترین مشکلات را نه تنها در مدیریت منابع آب بلکه در مسائل اقتصادی اجتماعی ایجاد می کند اما تاکنون مسئله تعریف، شناسایی و پیش بینی آن حل نشده است
دلیل اصلی و اولیه خشکسالی، فقدان بارندگی در منطقه برای یک دوره ی زمانی وسیع است که این خشکسالی، خشکسالی هواشناسی نامیده می شود، کمبود آب در اتمسفر تمامی چرخه هیدرولوژی را تحت تاثیر قرار می دهد و باعث ایجاد انواع دیگری از خشکسالیها مانند کشاورزی، هیدرولوژیک و اقتصادی اجتماعی می شود
به منظور بررسی خشکسالی از ابعاد و دیدگاه های مختاف، شاخص های متنوعی ابداع شده است که اساس این شاخص ها اغلب بر مبنای سنجش انحراف مقادیر بارندگی از میانگین دراز مدت طی یک دوره ی زمانی معین استوار است. یکی از کاراترین شاخص ها، شاخص بارش استاندارد 1 - SPI - است که اولین بار توسط مک کی و همکاران به کار برده شد. مرکز اقلیمی کلرادو و مرکز ملی کاهش خشکسالی ایالات متحده آمریکا از جمله مراکزی هستند که از SPI برای پایش وضعیت فعلی خشکسالی استفاده می کنند آنها از مقیاس های زمانی کوتاه مدت 3 - و 6 ماهه - برای اهداف کشاورزی و مقیاس های بلند مدت 12 - ، 24 و 48 ماهه - برای اهداف هیدرولوژی استفاده کردند.
ویژگی SPI این امکان را به تحلیلگر میدهد تا پدیده خشکسالی و همچنین ترسالی را در یک مقیاس زمانی معین و برای هر نقطهای از دنیا تعیین نماید.[3] بنجامین و همکاران در سال 2002 رابطه فراوانی و تداوم خشکسالی های اروپا را در مقیاسهای زمانی مختلف مطالعه کردند، نتایج آنها نشان داد که در مقیاس زمانی کوتاه مدت فراوانی خشکسالی و در مقیاس زمانی دراز مدت تداوم خشکسالی ها بیشتر است .
کومار و همکاران در سال 2009 به ارزیابی شدت خشکسالی با استفاده از شاخص SPI در هند پرداختند، نتایج آنها نشان داد مقادیر SPI در در مقیاسهای زمانی طولانیتر 2 - ، 3 و 4 ماهه - محدوده گسترده تری را در مقایسه با مقیاس زمانی 1 ماهه نشان میدهد.
هانگ و همکاران بیان داشتند یک شاخص خشکسالی زمانی مفید است که بتواند ارزیابی کمی، ساده و روشنی از خصوصیات اصلی خشکسالی یعنی تداوم، شدت، فراوانی و سطح درگیر با خشکسالی ارائه دهد.[
عیوضی و همکاران در سال 1388 روش های مختلف پیش بینی شاخص خشکسالی SPI را مقایسه کردند، آنها از دادههای بارندگی 41 ساله حوزه آبخیز گرگانرود استفاده کردند، نتایج آنها نشان داد که شبکه عصبیRBF2 با دقت کمتری مقادیر SPI و وضعیت خشکسالی را پیش بینی میکند
سلطانی و سعادتی در سال 1386 خشکسالی در استان اصفهان را با استفاده از شاخص SPI بررسی کردند آنها با استفاده از روشهای زمین آمار نقشههای گستره فراوانی خشکسالی در مقیاس زمانی 12 ماهه را ترسیم و مورد تحلیل قرار دادند نتایج آنها نشان داد که قسمتهای غربی استان از خشکسالی متوسط برخوردار است و در بخشهای شرق و شمالی خشکسالی بسیار شدید رخ داده است
شکری کوچک و بهنیا در پژوهشی به پایش و پیش بینی خشکسالی استان خوزستان با استفاده از شاخص SPI و زنجیره مارکف پرداختند، نتایج آنها نشان داد که در تمامی ایستگاهها وضعیت تقریبا نرمال بر اساس شاخص SPI با مقیاس زمانی شش ماهه، بیشترین فراوانی را داراست همچنین آنها پیش بینی کردند که به طور متوسط کل استان در 10 سال آینده درگیر خشکسالی است
از این رو هدف از این تحقیق بررسی شدت خشکسالی هواشناسی در دشت سرخون بندر عباس با استفاده از شاخص SPI به منظور زنگ خطری برای ارائه راهکار در جهت مدیریت منابع آب در این منطقه میباشد.
مواد و روشها منطقه مورد مطالعه
دشت سرخون به فاصله تقریبی 25 کیلومتری از بندرعباس در دامنه شرقی - شمال شرقی کوه گنو واقع شده است. این حوزه با مساحتی حدود 1046 کیلومتر مربع و در حدود عرض های شمالی 9، 27 تا 35، 27 و طول های شرقی 7، 56 تا 33، 56، در حوزه آبخیز سرخون واقع شده است. دشت سرخون از شمال شرق و شرق به محدوده ی شمیل- تخت، از شمال به محدودهی مطالعاتی سرزه - سیاهو و از غرب به محدودههای رضوان، ایسین شرقی و بندرعباس محدود شده و از جنوب به خلیج فارس منتهی میگردد.
بلندترین نواحی دشت دامنه کوه گنو در غرب دشت و پستترین نواحی آن در حاشیهی رودخانه شور در شرق دشت است که ارتفاع آنها از 340 متر به 60 متر کاهش مییابد. بیشترین درجه حرارت متوسط ماهانه در این دشت در تیرماه 35/3 درجه سانتیگراد و کمترین آن در دی ماه 18/5 درجه سانتیگراد می باشد همچنین بارندگی به عنوان موثرترین پارامتر در محدوده طرح میباشد که میزان آن در دشت و ارتفاعات این محدوده به ترتیب 222/5میلیمتر در دشت و 252/4 میلیمتر در ارتفاعات می باشد. بیشترین میزان بارندگی در در ارتفاعات در دی ماه 98 میلیمتر و در دشت این محدوده، در دی ماه 74/5 میلیمتر میباشد شکل 1 موقعیت کشوری و استانی منطقه مورد مطالعه را نشان میدهد.
شکل :1 موقعیت کشوری و استانی دشت سرخون
شاخص بارش استاندارد - SPI -
این شاخص در سال 1995 توسط مککی و همکارانش ارائه شد.[10] این شاخص بر اساس تفاوت بارش از میانگین برای یک مقیاس زمانی مشخص و سپس تقسیم آن بر انحراف معیار بدست میآید و تنها فاکتور موثر در محاسبه این شاخص عنصر بارندگی است مک کی و همکارانش در سال 1993 برای نشان دادن شاخص بارش استاندارد شده از یک سیستم طبقهبندی شده استفاده کردند. آنها بیان کردند یک خشکسالی زمانی اتفاق میافتد که شاخص بارش استاندارد منفی تداوم داشته باشد و همچنین وقوع یک خشکسالی زمانی شدید است که شاخص بارش استاندارد -1 یا کمتر باشد و در صورتیکه مقادیر SPI مثبت شود رخداد خشکسالی به پایان خواهد رسید.[11] مبنای طبقهبندی وضعیت خشکسالی بر اساس این شاخص در جدول 1 ارائه شده است.
جدول :1 طبقه بندی وضعیت رطوبتی بر اساس شاخص بارش استاندارد شده SPI - مک کی و همکاران، . - 1993
روش تحقیق
در این پژوهش از دادههای بارندگی سه ایستگاه موجود در دشت با طول دورهی آماری 23 ساله - 1368-91 - که از پراکنش مناسبی برخوردار بودند استفاده شد و بمنظور بررسی خشکسالی هواشناسی در منطقه، شاخص SPI در مقیاسهای زمانی مختلف - 3، 6، 9، 12، 24 و 48 ماهه - محاسبه شد.
نتایج
شکل 2 نتایج حاصل از محاسبات شاخص SPI در مقیاسهای زمانی 3، 6، 9، 12، 24 و 48 ماهه را نشان می دهد. بر اساس اشکال، در طول دوره آماری بیشتر وضعیت خشکسالی نزدیک به وضعیت نرمال می باشد و بین اعداد +3 تا -3 در نوسان میباشد در مقیاس های زمانی کوتاهتر 3 - و 6 ماهه - شدت دورههای تر و خشک کمتر می باشد ولی مقیاسهای زمانی طولانیتر 24 - و 48 ماهه - خشکسالی و ترسالیها را با شدت بیشتری نشان میدهند، همچنین همچنانکه از نتایج پیداست با افزایش مقیاسهای زمانی تداوم و تکرار خشکسالی افزایش مییابد به همین دلیل مقیاسهای 24 و 48 ماهه دوره های خشکی بیشتر و با تداوم و شدت بیشتری نمایش میدهند.
در هر کدام از مقیاس های زمانی 3 - ، 6، 9، 12، 24 و 48 ماهه - با افزایش دورهی زمانی مقادیر شاخص منفی تر و وقوع خشکسالی هواشناسی بیشتر میشود طوریکه شروع خشکسالی شدید هواشناسی از آبان 1386 می باشد که با افزایش دورهی زمانی بر شدت آن افزوده شده و در نهایت شدیدترین خشکسالی هواشناسی در سالهای پایانی آماری به ترتیب شدت در سالهای 1391 و 1390 رخ داده است.
شکل :2 تغییرات شاخص SPI در مقیاس های زمانی 3 ماهه - الف - ، 6 ماهه - ب - ، 9 ماهه - پ - ، 12 ماهه - ت - ، 24 ماهه - ث - ، 48 ماهه - ج - در دشت سرخون
نتیجه گیری
به طور کلی میتوان نتیجه گرفت که خشکسالی هواشناسی در منطقه حاکم بوده و روند صعودی خشکسالی کاملا مشهود است، این موضوع هشداری به مدیریت منابع آب در دشت سرخون بوده تا بتوان برای کنترل و تعدیل خشکسالی، برنامهریزی و راهکارهای مناسبی ارائه دهد و با توجه به اینکه خشکسالی در سالهای پایانی دوره آماری یعنی در سال های 1390 و 1391 رخ داده است مطمئنا این روند در سالهای آتی نیز ادامه دار خواهد بود.
وقوع یک سال کم باران حتی با نرمال بودن بارش در سال بعد از آن می تواند تاثیرات منفی دراز مدتی بر منابع آب زیرزمینی بگذارد
آگاهی از این منابع میتواند به مدیران و برنامهریزان برای مدیریت بهینه منابع آب کمک زیادی کند.
این مقاله بخشی از نتایج طرح تحقیقاتی با عنوان" مقیاس بندی خشکسالی" به کارفرمایی پژوهشکده هرمز دانشگاه هرمزگان می باشد.
