دوره 13، شماره 26 - ( پاییز و زمستان 1401 1401 )
جلد 13 شماره 26 صفحات 162-146 |
برگشت به فهرست نسخه ها
Download citation:
BibTeX | RIS | EndNote | Medlars | ProCite | Reference Manager | RefWorks
Send citation to:
BibTeX | RIS | EndNote | Medlars | ProCite | Reference Manager | RefWorks
Send citation to:
Kiyani Majd M, Nohtani M, Dehmardeh Ghaleh No M R, Shikh Z. (2022). Zoning and Monitoring of Meteorological Drought in Arid Desert Areas using SPI, SIAP and PN indices (Case Study: Zahedan Plain). J Watershed Manage Res. 13(26), 146-162. doi:10.52547/jwmr.13.26.146
URL: http://jwmr.sanru.ac.ir/article-1-1190-fa.html
URL: http://jwmr.sanru.ac.ir/article-1-1190-fa.html
کیانی مجد مهناز، نهتانی محمد، دهمرده قلعه نو محمدرضا، شیخ زهرا. پهنه‌بندی و پایش خشکسالی هواشناسی در مناطق خشک بیابانی با استفاده از شاخص‌های SPI، SIAP و PN (مطالعه موردی: دشت زاهدان) پژوهشنامه مديريت حوزه آبخيز 1401; 13 (26) :162-146 10.52547/jwmr.13.26.146
1- گروه مرتع و آبخیزداری، دانشگاه زابل
2- دانش‌آموخته دکتری تخصصی بیابان‌زدایی
2- دانش‌آموخته دکتری تخصصی بیابان‌زدایی
چکیده: (1861 مشاهده)
چکیده مبسوط
مقدمه و هدف: پدیده خشکسالی یکی از مخرب‌ترین رویدادهای آب و هوایی است که سالانه موجب وارد آمدن خسارات زیادی به جوامع انسانی می‌گردد. بنابراین شاخص‌های خشکسالی می‌توانند بیان‌کننده حدود طبیعی خشکسالی‌ها باشند. بدین صورت که امکان ارزیابی در مقیاس‌های مختلف زمانی و مکانی را برای ما ممکن می‌سازند. در همین راستا، در پژوهش حاضر به پهنه‌بندی و پایش خشکسالی هواشناسی در مناطق خشک بیابانی با استفاده از شاخص‌های (SPI، SIAP و PN ) در دشت زاهدان پرداخته شد.
مواد و روش‌ها: در این پژوهش، مجموعه داده‌های بارش روزانه ایستگاه‌های دایر در محدوده مورد مطالعه جمع‌آوری شد. با توجه به تراکم پایین ایستگاه‌ها و محدودیت شدید دسترسی به داده در مناطق خشک، تعداد پنج ایستگاه (تصفیه‌خانه، فبی، قطارخنجک، پوده‌چاه و هواشناسی زاهدان) طی دوره آماری مشترک 30 ساله (1987-2016) مناسب ارزیابی گردیدند. ایستگاه های منتخب طی دوره آماری منتخب، دارای سری های زمانی کامل و فاقد نواقص آماری بودند. پس از اطمینان از کیفیت داده‌ها با بکارگیری آزمون‌های همگنی، تصادفی و داده پرت، اقدام به استخراج شاخص‌های SPI، SIAP و PN مقیاس زمانی سالانه با استفاده از نرم‌افزار DIP شد و همچنین به منظور پهنه‌بندی شاخص‌های ارزیابی شده از روش درون یابی عکس فاصله در محیط Arc GIS استفاده شد.
یافته‌ها: با محاسبه ضریب تغییرات سال به سال طول دوره آماربرداری (1987-2016)، کمترین مقدار ضریب تغییرات 88/7 و بیشترین مقدار 208/8 مشخص شد که دشت زاهدان دارای بارندگی نامنظم و با تغییرپذیری بالا همراه است که این امر نشان‌دهنده احتمال وقوع خشکسالی در منطقه میباشد. در ادامه، با بررسی سه نمایه SPI، SIAP و PN مشخص شد که شرایط دشت زاهدان براساس شاخص‌های SPI 24 سال نرمال، SIAP 25 سال نرمال و PN 25 سال خشکسالی ضعیف بوده است. همچنین براساس هر سه نمایه شدیدترین خشکسالی هواشناسی بوقوع پیوسته در دشت زاهدان طی مربوط به سال 2003 بوده است که مقادیر هر یک از این شاخص ها برای سال 2003 به ترتیب 1/49-، 1/16- و 25/32 می باشد و براساس نمایه SPI طی 24 سال از طول دوره آماری شرایط نرمال، نمایه SIAP 25 سال شرایط نرمال و طبق نمایه PN دشت زاهدان با 6 سال ترسالی، 12 سال نرمال و 5 سال از خشکسالی ضعیف برخوردار بوده است. حد آستانه خشکسالی برای سه شاخص SPI 1-، SIAP 0/25- و PN 80 میباشد. علاوه‌براین، پایش تغییرات مکانی سه نمایه SPI، SIAP و PN نشان داد که طی دوره آماری مورد مطالعه، نیمه‌شمالی دشت زاهدان بیشتر تحت تأثیر خشکسالی قرار گرفته است. براساس نقشه های پهنه بندی خشکسالی هواشناسی دشت زاهدان مشخص شد که بر پایه نمایه SPI در سال‌های 2004-1999 محدوده شمال شرقی، نمایه SIAP طی سال‌های 1989-1987 و 1998-2006 بخش‌های شمال و شمال شرقی و براساس نمایه PN طی سال‌های 2005-2003 قسمت‌های جنوب و غرب دشت زاهدان پتانسیل بیشتری از نظر تداوم، فراوانی و شدت وقوع خشکسالی هواشناسی را دارا بوده است.
نتیجه‌گیری کلی: با توجه به اینکه نقشه های پهنه بندی مکانی خشکسالی حکایت از گسترش مکانی و شدت بیشتر پهنه های بحرانی در طی دوره آماری 30 ساله مورد مطالعه در پژوهش حاضر دارد، شناخت این مناطق آسیبپذیر و در معرض خطر و نیز میزان و گستردگی این پدیده، برای اعمال مدیریت و نیز برنامه ریزی های عمرانی، اقتصادی، اجتماعی، زیست محیطی و کشاورزی از سوی دولت مردان و سیاست گذاران امر از ضروریات است .
مقدمه و هدف: پدیده خشکسالی یکی از مخرب‌ترین رویدادهای آب و هوایی است که سالانه موجب وارد آمدن خسارات زیادی به جوامع انسانی می‌گردد. بنابراین شاخص‌های خشکسالی می‌توانند بیان‌کننده حدود طبیعی خشکسالی‌ها باشند. بدین صورت که امکان ارزیابی در مقیاس‌های مختلف زمانی و مکانی را برای ما ممکن می‌سازند. در همین راستا، در پژوهش حاضر به پهنه‌بندی و پایش خشکسالی هواشناسی در مناطق خشک بیابانی با استفاده از شاخص‌های (SPI، SIAP و PN ) در دشت زاهدان پرداخته شد.
مواد و روش‌ها: در این پژوهش، مجموعه داده‌های بارش روزانه ایستگاه‌های دایر در محدوده مورد مطالعه جمع‌آوری شد. با توجه به تراکم پایین ایستگاه‌ها و محدودیت شدید دسترسی به داده در مناطق خشک، تعداد پنج ایستگاه (تصفیه‌خانه، فبی، قطارخنجک، پوده‌چاه و هواشناسی زاهدان) طی دوره آماری مشترک 30 ساله (1987-2016) مناسب ارزیابی گردیدند. ایستگاه های منتخب طی دوره آماری منتخب، دارای سری های زمانی کامل و فاقد نواقص آماری بودند. پس از اطمینان از کیفیت داده‌ها با بکارگیری آزمون‌های همگنی، تصادفی و داده پرت، اقدام به استخراج شاخص‌های SPI، SIAP و PN مقیاس زمانی سالانه با استفاده از نرم‌افزار DIP شد و همچنین به منظور پهنه‌بندی شاخص‌های ارزیابی شده از روش درون یابی عکس فاصله در محیط Arc GIS استفاده شد.
یافته‌ها: با محاسبه ضریب تغییرات سال به سال طول دوره آماربرداری (1987-2016)، کمترین مقدار ضریب تغییرات 88/7 و بیشترین مقدار 208/8 مشخص شد که دشت زاهدان دارای بارندگی نامنظم و با تغییرپذیری بالا همراه است که این امر نشان‌دهنده احتمال وقوع خشکسالی در منطقه میباشد. در ادامه، با بررسی سه نمایه SPI، SIAP و PN مشخص شد که شرایط دشت زاهدان براساس شاخص‌های SPI 24 سال نرمال، SIAP 25 سال نرمال و PN 25 سال خشکسالی ضعیف بوده است. همچنین براساس هر سه نمایه شدیدترین خشکسالی هواشناسی بوقوع پیوسته در دشت زاهدان طی مربوط به سال 2003 بوده است که مقادیر هر یک از این شاخص ها برای سال 2003 به ترتیب 1/49-، 1/16- و 25/32 می باشد و براساس نمایه SPI طی 24 سال از طول دوره آماری شرایط نرمال، نمایه SIAP 25 سال شرایط نرمال و طبق نمایه PN دشت زاهدان با 6 سال ترسالی، 12 سال نرمال و 5 سال از خشکسالی ضعیف برخوردار بوده است. حد آستانه خشکسالی برای سه شاخص SPI 1-، SIAP 0/25- و PN 80 میباشد. علاوه‌براین، پایش تغییرات مکانی سه نمایه SPI، SIAP و PN نشان داد که طی دوره آماری مورد مطالعه، نیمه‌شمالی دشت زاهدان بیشتر تحت تأثیر خشکسالی قرار گرفته است. براساس نقشه های پهنه بندی خشکسالی هواشناسی دشت زاهدان مشخص شد که بر پایه نمایه SPI در سال‌های 2004-1999 محدوده شمال شرقی، نمایه SIAP طی سال‌های 1989-1987 و 1998-2006 بخش‌های شمال و شمال شرقی و براساس نمایه PN طی سال‌های 2005-2003 قسمت‌های جنوب و غرب دشت زاهدان پتانسیل بیشتری از نظر تداوم، فراوانی و شدت وقوع خشکسالی هواشناسی را دارا بوده است.
نتیجه‌گیری کلی: با توجه به اینکه نقشه های پهنه بندی مکانی خشکسالی حکایت از گسترش مکانی و شدت بیشتر پهنه های بحرانی در طی دوره آماری 30 ساله مورد مطالعه در پژوهش حاضر دارد، شناخت این مناطق آسیبپذیر و در معرض خطر و نیز میزان و گستردگی این پدیده، برای اعمال مدیریت و نیز برنامه ریزی های عمرانی، اقتصادی، اجتماعی، زیست محیطی و کشاورزی از سوی دولت مردان و سیاست گذاران امر از ضروریات است .
نوع مطالعه: پژوهشي |
موضوع مقاله:
بلايای طبيعی (سيل، خشکسالی و حرکت های توده ای)
دریافت: 1401/1/3 | پذیرش: 1401/4/21
دریافت: 1401/1/3 | پذیرش: 1401/4/21
فهرست منابع
1. Abbasinia, A., J. Morshedi and M.G. Zohorian. 2021. Analysis and comparison of SPI and GRI indices in meteorological and groundwater drought assessment (Case study: Mehran plain, Ilam province). Quarterly Journal of Natural Geography, 13(51): 114-95 (In Persian).
2. Ansari, H. and K. Davari. 2007. Zonig drought using standardized precipitation index (SPI) in GIS Environment, Case study of Khorasan province. Tehran, J. Geographi. Res, 60: 97-108 (In Persian).
3. Bazrafshan, O., F. Mahmudzadeh and J. Bazrafshan. 2017. Evaluation of temporal trends of the drought indices SPI and SPEI in the Southern Coast of Iran. Desert Management, 4(8): 54-69 (In Persian).
4. Beidokhti. Z.A., A. Shahidi, M.R. Farzaneh and M.J. Khordadi. 2014. Spatial and temporal distribution of drought affected by climate change in South Khorasan province. The Second National Conference on Water Crisis (Climate Change, Water and Environment), 17, September, Kurdish University of Kurdistan Province, (In Persian).
5. Berna, R., F. Azimi and N. Saeedi Dehki. 2010. Comparison of PN, SIAP and RAI indices in the Study of Droughts in Khuzestan Province with Emphasis on Abadan and Dezful Stations, Quarterly Journal of Natural Geography, 9(3): 77-88 (In Persian).
6. Bradley, A. 1968. Distribution-Free Statistical Tests, Chapter 12.
7. Fallahi Khoshhi, M., M.R. Mansori, A.R. Ghaderi and H. Salehi. 2018. Drought zoning and analysis in Lorestan province using drought indicators. Geography and Human Relations, 2(6): 219-200 (In Persian).
8. Grubbs, F.E. 1969. Procedures for Detecting Outlying Observations in Samples. Technometrics, 11(1): 1-21. [DOI:10.1080/00401706.1969.10490657]
9. Hamzeh Nejad, S., N. Hamdami, H. Nazarnejad and K. Khorami. 2018. Drought zoning of Qarasu watershed using SPI and IDW index. 13th National Conference on Watershed Management Science and Engineering of Iran and 3rd National Conference on Natural Resources and Environment Protection. Mohaghegh Ardabili University, Iran, 6 pp (In Persian).
10. Jahangir, M.H. and M. Sarani Rad. 2018. Investigation of drought situation in South Khorasan province by normal precipitation percentage index (PNPI) and standardization method index (Z). Environmental Technology Science, 28(4): 59-45 (In Persian).
11. Khosravi, M., A.R. Moghari and M.R. Mansoori Daneshvar. 2012. Evaluation of SIP, RAI, PNI and SPI indices for zoning of drought severity in Iran by comparing IDW interpolation methods and digital elevation model DEM. Geography and Environmental Sustainability (Geographical Research Journal), 2(5): 70-53 (In Persian).
12. Khalili, A. and J. Bazrafshan. 2003. Evaluation of the efficiency of several meteorological drought indices in different climatic samples of Iran. Newar Magazine, 48(49): 83-79 (In Persian).
13. Kardan Moghaddam, H., F. Hajizadeh and B. Credit. 2009. Determining droughts based on annual rainfall statistics in the east of the country. The Second National Conference on Drought Impacts and Management Strategies May 25, Isfahan Agricultural Research and Training Center and Natural Resources, (In Persian).
14. Karimi, A. and M. Habibnejad. 2011. Investigation of meteorological drought index in synoptic stations of Mazandaran. Journal of Irrigation and Water Engineering, 2(5): 25-15 (In Persian).
15. Moghli, M. 2015. Evaluation of interpolation indices in drought zoning using GIS (Case study: Larestan). Quarterly Journal of Natural Geography, Eighth Year, No. 28: 42-29 (In Persian).
16. McKee, T.B., N.J. Doesken and J. Kleist. 1995. Drought Monitoring With Multiple Time Scale. Proceeding of the 9th Conference on Applied Climatology. Dallas. TX.USA. 233-236.
17. Mehri, S., Kh. Haji, V. Alizadeh and R. Mostafazadeh. 2015. Evaluation of spatial variations in the severity of meteorological drought cycles at different time scales in Kurdistan province. Journal of Geographical Information, 26(102): 162-151 (In Persian).
18. Mohammadi, M., A. Bardi Sheikh and H. Ahmadi. 2010. Drought Severity Zoning in Sistan and Baluchestan Province with Index (SPI) Using GIS. Proceedings of the National Geomatics Conference, Tehran, Iran (In Persian).
19. Mirzaei Hassanlou, A., H. Abqari and M. Erfanian. 1399. Evaluation of SPEI Drought Index and Trend Analysis Using Non-Parametric Methods in Selected Stations of Urmia Lake Catchment Area. Watershed Management Research Journal, 11(22): 175-187 (In Persian).
20. Mousavi Sardashti, S.R., K. Soleimani, F. Shokrian and S.H. Roshan. 1400. Investigation of the Relationship between Groundwater Changes and Drought Using SPI and GRI Indices in Lordegan Plain. Watershed Management Research Journal, 12(23): 74-65 (In Persian).
21. Naserzadeh, M.H. and A. Ahmadi. 2012. The performance of meteorological drought indicators in assessing drought and its zoning in Qazvin province. Journal of Applied Research in Geographical Sciences, 12(27): 162-141 (In Persian).
22. Omidvar, K., R. Ebrahimi and F. Really. 2014. Evaluation of some geostatistical methods in zoning drought severity (Case study: Northwest and Central regions of Iran). Journal of Irrigation and Water Engineering, 5(17): 43-30 (In Persian).
23. Robertson, W.D., D.W. Bloews, C.J. Ptacek and J.A. Cherry. 2000. Long-term Performance of in Situ Reactive Barriers for Nitrate Remediation. Ground Water, 38(5): 689-695. [DOI:10.1111/j.1745-6584.2000.tb02704.x]
24. Salehvand, A. and M.M. Momeni. 2013. Drought Zoning with Indicators (PNI, DI, CZI, ZSI and SPI) and Sequences in the Cities of Khuzestan Province in GIS Environment, Quarterly Journal of Geography and Urban Planning of Zagros Landscape, 3(17): 52-35 (In Persian).
25. Tsakiris, G., I. Nalbantis, H. Vangelis, B. Verbeiren, M. Huysmans, B. Tychon, I. Jacquemin, F. Canters, S. Vanderhaegen, G. Engelen, L. Poelmans, P. Becker and O. Batelaan. 2013. A System- Based Paradigm of Drought Analysis for Operational Management. Water Resources Management. 27: 10. 5281-5297. [DOI:10.1007/s11269-013-0471-4]
26. Willke, G., J.R.M. Hosking, J.R. Wallis and N.B. Guttman. 1955. The national Drought Atlas. Institute for Water Resources, Report 34-NDS-4, U.S. Army Corps of Engineers.
27. Willmott, C. 1984. On the evaluation of model performance in physical geography, in Spatial Statistics and Models, edited by G.L. Gaileand C.J. Willmott, D. Reidel, Hingham, Mass, pp: 443-460. [DOI:10.1007/978-94-017-3048-8_23]
28. Water Dam Consulting Engineers. 2018. Design of flood management and control system, collection, water management of Zahedan. General Department of Natural Resources of Sistan and Baluchestan, 222 pp (In Persian).
29. Yousefi, H., A. Nohehgar, Z. Khosravi and M. Azizabadi Farahani. 2015. Drought Management and Zoning Using SPI and RDI Indicators (Case Study: Markazi Province). Echo Hydrology, 2(3): 344-337 (In Persian).
30. Zabol Abbasi, F., Sh. Malbousi and Gh. Fallah Qalehri. 2008. Drought Zoning Using Percentage of Normal (PN). First International Conference on Water Crisis. Zabol University, Iran. 12 pp (In Persian).
ارسال پیام به نویسنده مسئول
| بازنشر اطلاعات | |
 |
این مقاله تحت شرایط Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License قابل بازنشر است. |
