نوع مقاله : پژوهشی

نویسندگان

1 کارشناس ارشد هواشناسی کشاورزی، دانشگاه سمنان، سمنان، ایران

2 استادیار گروه بیابانزدایی، دانشگاه ، سمنان، ایران

3 دکتری تخصصی جغرافیای طبیعی، عضو باشگاه پژوهشگران جوان و نخبگان

4 استادیار گروه مدیریت مناطق خشک و بیابانی، دانشگاه سمنان، سمنان، ایران

چکیده

چکیده
هدف اصلی این پژوهش، تعیین گستره­ی تداوم خشکسالی­های هواشناسی و هیدرولوژیکی و مشخص کردن ارتباط بین آن­ها است. در این تحقیق از شاخص­های بارش استاندارد (SPI) و سطح آب استاندارد (SWI)، جهت بررسی خشکسالی­ها استفاده شد. در این تحقیق از 16 ایستگاه باران‌سنجی و 31 حلقه چاه پیزومتری با طول دوره­ی آماری مشترک 30 ساله (1362 تا 1392) استفاده شد. برای آنالیز روند خشکسالی­ها از 7 مقیاس زمانی 1، 3، 6، 12، 24 و 48 ماهه و مقیاس سالانه استفاده شد. در این پژوهش برای بازسازی نواقص آماری از روش همبستگی و از روش نسبت نرمال برای همگنی داده­ها بهره گرفته شده است. سپس برای بررسی روند تغییرات میزان بارش و آب­های زیرزمینی و تحلیل کمی خشکسالی­های حوضه از شاخص­های SPI و SWI استفاده گردید تا امکان ارزیابی آن در مقیاس­های مختلف زمانی و مکانی میسر شود. با محاسبات انجام شده و بررسی نقشه­ی گستره­ی خشکسالی­های سالانه هواشناختی مناطق نیمه­ی غربی و شرق حوضه بیشتر از سایر مناطق خشکسالی داشته­اند. در بررسی نقشه­ی گستره­ی خشکسالی­های سالانه آب زیرزمینی مناطق جنوب غرب، غرب و شمال بیشتر از سایر مناطق در معرض خشکسالی قرار گرفته­اند. طولانی­ترین تداوم از لحاظ طول مدت خشکسالی هواشناسی نشان می­دهد که در بخش­های شمال شرقی، غرب و جنوب غربی دارای تداو­م­های طولانی­تری نسبت به سایر مناطق دارند. همچنین طولانی­ترین تداوم از لحاظ طول مدت خشکسالی آب­های زیرزمینی نشان مـی­دهد در نواحی شمالی و جـنوب غربی و مرکز حوضـه، طولانی­ترین تداوم­های خشکسالی وجود دارد.

تازه های تحقیق

-

کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله [English]

The Study of the Periods of Drought and its Impact on Groundwater Resources of the Gorgan Roud River Basin

نویسندگان [English]

  • Narjes Bay 1
  • Shima Niko 2
  • Vahid Feizi 3
  • Haydeh Ara 4

1 - MSc in Agricultural Meteorology, Semnan University, Semnan, Iran

2 - Assistant Professor, Faculty of Desert Studies, Semnan University,Semnan, Iran

3 - Young Researchers and Elite club, Central Tehran Branch, Islamic Azad University, Tehran, Iran,

4 Assistant Professor, Faculty of Desert Studies, Semnan University, Semnan, Iran

چکیده [English]

Abstract
Introduction
Drought, with its gradual, tranquil, and crawling occurrence, is one of the most important natural disasters that affects various aspects of human life. This phenomenon, as a disastrous climatic phenomenon, directly affects communities through changes in their access to water resources. One of the most important effects of drought on water resources is the reduction and drop in groundwater aquifers and the decrease in river flow rates. The hydrological drought, with the effects of periods of atmospheric drops, affects the sources of groundwater or surface water supplies such as river flows, reservoirs, lakes, and groundwater. Therefore, the effect of the rainfall shortage on the components of the hydrological system such as soil moisture, river flow, surface of reservoirs, and groundwater is seen after a long time. Climatological drought with a time lag in one place leads to a hydrological drought which, consequently, leads to water stress. Determining the starting and ending dates of droughts, their severity, continuity, spatial distribution, assessment, and quantification is one of the most important issues in the study area. Accordingly, the main objective of this research was to determine the extent of the continuity of meteorological and hydrological droughts and the relationship between them.
Methodology
The Gorganroud River watershed forms 48% of Golestan Province with an area of ​​11393.1 km2. It is located in the geographical range of '36 ° 36 'to 37 ° 37' the northern latitude and '00 ° 54 'to '29 ° 56 the eastern altitude. It is located in the national scale of the Gorgan River basin in the north of the country. From the south east to the eastern Alborz, from the east to mount Aladagh and mount Glydiyah, from the north to the Atrak basin, and from the west to the Caspian Sea and the Gharasso basin. The Gorganroud River has 17 main branches that are connected in different parts and, ultimately, flood the Caspian Sea. The basin is used as a forest in the south and east, but in the north and west, alluvial plains are exploited in agriculture and pasture. In order to study droughts, the standardized precipitation index (SPI) and standardized water-level index (SWI) were used. The data used in this study was extracted from 16 meteorological stations and 31 piezometric wells, with a common statistical period of 30 years (1362-1392). To analyze the droughts' trend, seven scales of 1, 3, 6, 12, 24, and 48 were used in a monthly and annual scales. In this study, to reconstruct the statistical errors and homogenize the data, acorrelation and normal ratio methods were used. Then, the SPI and SWI indices and the quantitative analysis of droughts of basin were used to evaluate the trend of rainfall and underground water in different spatial and temporal scales.
Result
According to the calculations and checking the map of the annual extent of meteorological drought, the western and eastern regions of the basin were affected by drought more than other regions. In addition, according to the map of the annual extent of the groundwater droughts, the southwestern, western, and northern parts were affected by drought more than other regions. Considering the duration of the meteorological drought, the northeastern, western, and southwestern parts had longer durations than other regions. Considering the duration of the groundwater drought, the northern, southwestern, and central parts of the basin had the longest duration.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Keyword: Spatial analysis of drought
  • Standard precipitation index
  • Standardized water-level index
  • Groundwater
منابع
ـ اژدری، زهرا؛ فلامرزی، یاشار؛ پالیزدان، نرگس و غلی فتح­زاده (1395)، بررسی نوسانات سطح تراز آب زیرزمینی دشت تویسرکان در دو مقیاس نقطه­ای و منطقه­ای، هیدروزئومورفولوژی، شماره 8، صص 141-160.
ـ اسلامیان، سیدسعید؛ نصری، مسعود و نعیمه رحیمی (1388)، بررسیدوره­هایترسالیوخشکسالیواثراتآنبرتغییراتمنابعآبحوضه­یآبخیزدشتبوئین، جغرافیا و برنامه­ریزی محیطی، شماره­ی پیاپی(33)، شماره­ی­ 1، صص 90-75.
ـ ساری صراف، بهروز؛ محمودی، سعید؛ زنگنه، سعید و زهرا پاشایی (1394)، پایش و پیش­بینی ترسالی و خشکسالی تبریز با استفاده از مدل Climgen و شاخص  SPI، مجله هیدروژئومورفولوژی، شماره­ی 2، صص 61-78.
ـ عزیزی، قاسم (1382)، ارتباطخشکسالی­هایاخیرومنابعآبزیرزمینیدردشتقزوین، پژوهش­های جغرافیایی، شماره­ی 46، صص 143-131.
ـ فریدپور، مجتبی؛ زینالی، بتول؛ رضایی، علی و سپیده ماسپی (1393)، بررسی خصوصیات خشکسالی های ژئوهیدرولوژیکی دشت مرند با استفاده از شاخص SWI و رویکرد GIS، همایش ملی راهکارهای پیش روی بحران آب در ایران و خاورمیانه، صص 159-165.
ـ کماسی، مهدی؛ شرقی،  و وحید نورانی (1395)، شناسایی عوامل موثر بر کاهش تراز آب زیرزمینی با بهره­گیری از معیار موجک-آنتروپی (مطالعه­ی موردی: آبخوان دشت سیلاخور)، مجله­ی هیدروژئومورفولوژی، شماره­ی 9، صص 63-68.
ـ صفری شاد، مهتاب؛ حبیب­نژاد روشن، محمود؛ ایلدرمی، علیرضا و حسین زینی­وند (1396)، پتانسیل تأثیر تغییر اقلیم بر جریان رودخانه در حوضه­ی آبخیز همدان-بهار، هیدروزئومورفولوژی، شماره­ی 10، صص 81-98.
ـ محمدی، محسن؛ مرادی، حمیدرضا و مهدی وفاخواه (1391)، توزیعمکانیوارتباطبینخشکسالی­هایهواشناسیوآب­هایزیرزمینیدردشتاراک، فصلنامه­ی جغرافیای طبیعی، شماره­ی 15، صص 26-41.
ـ ملکی­نژاد، حسین و مهدی سلیمانی مطلق (1390)، بررسیشدتخشکسالی­هایهواشناسی وهیدرولوژیکدرحوضه­یچغلوندی، مجله­ی پژوهش آب ایران، شماره­ی نهم، صص 72-61.
ـ نادریان­فر، محمد؛ انصاری، حسین؛ ضیائی، علی­نقی و کامران داوری (1390)، بررسیروندتغییراتنوساناتسطحآب­زیرزمینیدر حوضه­یآبریزنیشابور تحتشرایطاقلیمیمختلف،  فصلنامه­ی علمی پژوهشی مهندسی آبیاری و آب، شماره­ی ­3، صص 37-22.
-Bhuiyan, C., Singh, R.P., Kogan, F.N., (2006), Monitoring Drought Dynamics in The Aravalli Region (India) Using Different Indices Based on Ground and Remot Sensing Data, International Journal of Applied Earth Observation and Geoinformation, Vol. 8,  PP.289-302.
-Dracup, J.A., Lee K,S., Paulson G. (1980), On the Definition of Droughts, Journal of Waterresources Research, 16(2), PP.297-302.
-Khan, S., Gabriel, H.F., Rana, T. (2014), Standard precipitation index to track drought and assess impact of rainfall on watertables in irrigation areas, Irrig Drainage Syst, 22, PP.159-177.
-Mckee B.T., Nolan J., Doesken N.J., Kleist J. (1995), Drought Monitoring with Multiple Timescales, 9th. Conference on Applied Climatology, PP.233-236.
-Mckee, T.B., Doesken, N.J. and Kleist, J. (1993), The relationship of drought frequency and duration to time scales, Preprints 8th Conference on Applied Climatology, PP.179-184.
-Palmer, W.C. (1965), Meteorological Drought, U.S. Weather Bureau Res, No. 2, PP.45-58.
-Pandey, R.P., Mishra, S.K., Singh, R., and Ramasastri, K.S. (2008), Streamflow Drought Severity Analysis of Betwa River System (India), Water Resources Management, No. 22, PP.1127-1141.
-Serrano, S.M., Lopez-Moreno J.I., (2015), Hydrological response to different time scales of climatological drought: an evaluation of the Standardized Precipitatio Index in a mountainous Mediterranean basin, Hydrology and Earth System Sciences, No. 9, PP. 523-533.
-Thampsons, S. (1999), Hydrology for Water Management, Prentice Hall Inc, PP.1-352.