بخشی از مقاله
چکیده
پدیده خشکسالی موجب کاهش سریع جریانهای سطحی، افت مخازن زیرزمینی، فرسایش آبی و بادی خاک، تغییر کیفیت منابع آب و خاک، افزایش بهرهبرداری از آبهای زیرزمینی و نشت زمین میشود. از این رو برای کاهش اثرات این پدیده و مدیریت خطر آن، ارزیابی خشکسالی و تداوم دورههای آن ضروری می باشد.
در این تحقیق این پدیده از دیدگاه اقلیمی مورد بررسی قرار گرفته و با استفاده از دادههای سهدهه اخیر بارش ماهانه - 1353- 1389 - استان سیستان و بلوچستان، به ارزیابی شدت خشکسالی در این منطقه با استفاده از شاخص درصد از نرمال - PN - و شاخص بارش استاندارد - SPI - و پهنه بندی آن پرداخته شده است. نتایج نشان داد، در شهرهای زهک، زابل، ایرانشهر و چابهار شاخص PN با ضریب همبستگی 1، در شهر خاش شاخص SPI با ضریب 1 توانستهاند خشکسالی شدید و بسیار شدید را بهتر نشان دهند.
مقدمه
خشکسالی یکی از بلایای طبیعی است که خسارات زیادی به زندگی انسان و اکوسیستمهای طبیعی وارد می آورد و با دیگرحوادث طبیعی از قبیل سیل، طوفان و زلزله تفاوتهایی دارد. تاکنون اکثر مطالعات انجام شده در زمینه خشکسالی بصورت توصیفی بوده و کمتر به تحلیل های کمی پرداخته شده است. بنابراین لزوم تحقیق در این زمینه بر کسی پوشیده نیست. خشکسالی وابسته به عوامل و پارامترهای متفاوتی است که در این بین تحلیل داده های بارش از اهمیت برجسته ای برخوردار است .
چرا که بارندگی مهمترین متغیری است که تغییرات آن به طور مستقیم در رطوبت خاک، جریانهای سطحی ، تغییرات آب مخازن زیر زمینی و .... منعکس می شود. از طرف دیگر ، در میان متغیرهای اقلیمی ، بارش جزء بی ثبات ترین آنها خصوصا در مناطق خشک و نیمه خشک محسوب می گردد. به منظور پایش خشکسالی تاکنون شاخص های زیادی از سوی پژوهشگران مختلف پیشنهاد شده است. از بین این شاخص ها میتوان به شاخص های PDSI، PN، CMI، RDI، SIAP، SPI و... اشاره نمود.
هونگ و همکاران - 2001 - سه شاخص خشکسالی - CZI - ، بارندگی استاندارد شده - - Z و - ZSI - را در چهار ناحیه در کشور چین که شرایط خشک تا مرطوب را داشتند با استفاده از 48 سال آمار بارندگی - 1951- 1998 - و دوره های 1، 3، 6، 9 و 12 ماهه ارزیابی کردند. در این تحقیق شاخص SPI مبنا قرار داده شد و سایر شاخصها و عکس العمل آنها در سالهای خشک و تر نسبت به این شاخص ارزیابی گردید. برای این بررسی از همبستگی خطی بین مقادیر این شاخصها با SPI استفاده شد.
این همبستگی بین مقادیر SPI و ZCI بیانگر اینست که SPI و ZCI معمولا رابطه خوبی در مقیاسهای زمانی مختلف بجز در مقیاس زمانی 3 ماهه و در شرایط بسیار خشک از خود نشان می دهد.
سیمانی - - 1390 بررسی و تحلیل وقوع پدیده های خشکسسالی و ترسالی با استفاده از نمایه های دهکها و نمایه بارش DPI - و - PN را در استان کرمان انجام داد. نتایج نشان داد نمایه دهک های بارندگی سالانه مقارن با سال وقوع کمینه بارندگی رخداد خشکسالی بسیار شدید را در تمام ایستگاههای تحت مطالعه گزارش نمودند و از نظر تعیین تصویر خشکسالی بسیار شدید هواشناسی کارایی بیشتری نست به نمایه دیگر داشته است. -
قربانی و همکاران - 1389 - به مطالعه تطبیقی نمایه های هواشناسی خشکسالی SIAP و SPI به روش داده کاوی در استان کرمانشاه پرداختند. نتایج نشان داد که در هیچ یک از مقیاسهای زمانی فصلی، نیم سالانه و سالانه ، بین طبقات خشکسالی از هر یک از این دو نمایه در بیشتر موارد تطابق خوبی مشاهده نشد و رفتار متفاوتی از خشکسالی را نشان می دهند
در این تحقیق به مطالعه ویژگیهای بارندگی در استان سیستان و بلوچستان، بررسی وضعیت خشکسالی آن با استفاده از نمایه های خشکسالی SPI و PN و پهنه بندی خشکسالی در سه دهه گذشته پرداخته شده است تا مناسبترین نمایه ای که وضعیت خشکسالی را در منطقه مورد مطالعه بیان می کند ، تعیین گردد.
مواد و روشها
جهت بررسی خشکسالیها از دادههای ایستگاههای هواشناسی سینوپتیک استان در طی دوره - 1360-1389 - استفاده شده است. مشخصات ایستگاههای مذکور به شرح جدول 1 میباشد.
جدول : - 1 - مشخصاتایستگاههای سینوپتیک استان سیستان و بلوچستان
همگنی داده ها به روش ران تست و برای استخراج مقادیر روند بارش از روش حداقل مربعات بهره برده شد که از این روند می توان به منظور نمایش تغییرات دراز مدت سری بارش استفاده نمود. برای معنی داری روند از ضریب همبستگی اسپرمن استفاده شده است. بر اساس آمار موجود جمع آوری شده از مقدار بارش ماهیانه ایستگاههای سینوپتیک استان سیستان و بلوچستان اجزاء بارش شامل میانگین، چولگی، انحراف معیار، کشیدگی، کمینه و بیشینه بارش مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفت و سپس از شاخص درصد از نرمال - PN - و شاخص بارش استاندارد شده - - SPI برای تعیین شدت و پهنه بندی خشکسالی بر مبناء داده های موجود بارندگی طی سالهای فوق الذکر استفاده گردید.
شاخص درصد نرمال بارندگی - - PN
این شاخص در سال 1994 توسط ویلکی و همکارانش ارائه شد و مفهوم اساسی آن نسبت بارندگی واقعی به مقدار نرمال آن در یک دوره زمانی مشخص می باشد که به صورت درصد بیان می شود و در مقیاسهای مختلف - هفتگی، فصلی و ماهیانه و سالیانه - قابل محاسبه است. تجزیه و تحلیل ین شاخص به هنگام استفاده از آنها برای بررسی شدت خشکسالی یا ترسالی در یک مکان یا فصل معین بسیار موثر است. مقدار این شاخص برای دوره آماری و ایستگاههای مورد مطالعه از فرمول زیر تعیین شد.
نمایه بارش استاندارد - - SPI
از بهترین و جامعترین و در عین حال سادهترین روش مطالعه خشکسالی و ترسالی و خصوصیات آنها محسوب میشود. اساس این شاخص انحراف از میانگین نسبت به انحراف معیار دادههای آماری است. به عبارت دیگر در این روش علاوه بر انحراف از میانگین بارشهای رخداده در طی یک دوره آماری، انحراف معیار دادهها نیز مورد استفاده است، به طوریکه نسبت اختلاف میانگین جامعه یا نمونه از مقدار بارندگی هر سال آماری به انحراف معیار جامعه یا نمونه محاسبه میشود.
معادله آن به صورت زیر میباشد که در آن بارندگی سال i و انحراف معیار بارش در طول دوره آماری، میانگین بارندگی بلند مدت میباشد.
بعد از محاسبه شاخصها در هر سال، با استفاده از جدول 2 ، سالهایی که خشکسالی در منطقه اتفاق افتاده است، مشخص گردید.
جدول - : - 2 طبقات مختلف شاخصهای خشکسالی مورد بررسی
بحث
همانطور که گفته شد، ابتدا با استفاده از داده های بارندگی ایستگاههای سینوپتیک سیستان و بلوچستان اجزای بارش شامل انحراف معیارهای بارندگی، کشیدگی، چولگی، .... محاسبه گردیدند. جدول 3 نتایج این محاسبات را نشان می دهد.
جدول : - 3 - ویژگیهای آماری بارش ایستگاههای سیستان و بلوچستان طی دوره مورد مطالعه
