پیش بینی خشکسالی جریان رودخانه با استفاده از شاخص SPI و زنجیره مارکف در حوزه آبریز کرخه
- سال انتشار: 1395
- محل انتشار: پژوهش های حفاظت آب و خاک، دوره: 23، شماره: 2
- کد COI اختصاصی: JR_JWSC-23-2_007
- زبان مقاله: فارسی
- تعداد مشاهده: 388
نویسندگان
دانشجوی دکترای هواشناسی کشاورزی، پردیس کشاورزی، گروه مهندسی آبیاری و آبادانی، دانشگاه تهران
دانشیار گروه هواشناسی کشاورزی، پردیس کشاورزی، گروه مهندسی آبیاری و آبادانی-دانشگاه تهران
دانشجوی دکترای هواشناسی کشاورزی، پردیس کشاورزی، گروه مهندسی آبیاری و آبادانی، دانشگاه تهران
دانشجوی دکترای هواشناسی کشاورزی، پردیس کشاورزی، گروه مهندسی آبیاری و آبادانی، دانشگاه تهران
چکیده
سابقه و هدف: خشکسالی یکی از پیچیده ترین بلایای طبیعی در جهان است و زمانی رخ می دهد که آب قابل دسترس یک سامانه برای تامین نیازهای حداقل یکی از بخش های زیستی، اقتصادی و اجتماعی طی یک دوره زمانی قابل ملاحظه کافی نباشد. گرچه به طور کلی تعریفی جهانی از خشکسالی وجود ندارد، می توان خشکسالی را به انواع مختلفی تقسیم بندی نمود: خشکسالی هواشناسی، کشاورزی، هیدرولوژیکی و اقتصادی-اجتماعی. خشکسالی هیدرولوژیکی که در این مقاله به آن پرداخته می شود، در فاز زمینی چرخه هیدرولوژیکی به صورت کاهشی مشخص در میزان آب قابل دسترس در همه اشکال آن مانند جریان رودخانه، سطح آب مخازن و دریاچه ها و سطح آب زیرزمینی تعریف می شود. از جمله اثرات خشکسالی هیدرولوژیکی می توان به کاهش یا زوال ذخایر آبی، بدتر شدن کیفیت آب، عدم کفایت آب مورد نیاز برای آبیاری و در نتیجه افت محصول، کاهش قدرت تولید، برهم خوردن تعادل زیستگاه های ساحلی و تاثیر بر فعالیت های اقتصادی – اجتماعی اشاره کرد. هدف از این مقاله ارزیابی خشکسالی هیدرولوژیکی در حوزه ی آبریز کرخه با استفاده از شاخص SDI و پیش بینی این نوع خشکسالی با استفاده زنجیره مارکف ناایستا می باشد. مواد و روش ها: در این مطالعه، به منظور تعیین وضعیت خشکسالی هیدرولوژیکی، از شاخص خشکسالی جریان رودخانه ( SDI) که براساس حجم تجمعی جریان رودخانه است، برای دوره های مرجع 3، 6، 9 و 12 ماهه در 4 ایستگاه هیدرومتری واقع در حوزه ی آبریز کرخه (آفرینه، پلچهر، قورباغستان و پلزال) طی سالهای 1387-1354 (دوره آماری 33 ساله) استفاده شد. چهار دوره مرجع منتخب در هر سال هیدرولوژیکی که دارای همپوشانی هستند، عبارتند از: مهر-آذر، مهر-اسفند، مهر-خرداد، مهر-شهریور (یک سال کامل هیدرولوژیکی). پس از تعیین وضعیت های خشکسالی برای هر سری زمانی و دوره مرجع، با فرض این که فرآیند اصلی دارای ساختار زنجیره مارکف ناایستا است، احتمال انتقال وضعیت برای همه ایستگاه ها و در همه دوره های مرجع محاسبه شد.یافته ها: در حالی که همبستگی بین دو شاخص SDI و SPI ضعیف بود، نتایج همبستگی و ارتباط بین مقادیر SDI در دوره های مرجع مختلف نشان داد که با اطمینان بسیار بالایی می توان در پیش بینی وضعیت خشکسالی هیدرولوژیکی کل سال از شاخص SDI شش ماهه (مهر-اسفند) استفاده نمود. از دیگر نتایج این مطالعه می توان به استفاده از داده های بارش به جای داده های جریان رودخانه به منظور پیش بینی خشکسالی هیدرولوژیکی در ایستگاه هایی که همبستگی بالایی بین شاخص SDI و SDI وجود دارد، اشاره کرد. نتیجه گیری: از ویژگی های عمده روش مورد استفاده در این مقاله می توان به استفاده از شاخصی ساده به نام شاخص خشکسالی جریان رودخانه (SDI)، که شدت خشکسالی هیدرولوژیکی را با استفاده از متوسط دبی جریان رودخانه برای دوره های دارای همپوشانی 3، 6، 9 و 12 ماهه (دوره های مرجع) در هرسال هیدرولوژیکی توصیف می کند، در نظر گرفتن 5 طبقه (وضعیت) خشکسالی، تولید ماتریس احتمال انتقال وضعیت برای دو دوره مرجع منتخب با فرض تبعیت فرآیند اصلی از زنجیره مارکف، امکان پیش بینی شدت خشکسالی دوره مرجع تجمعی بلندمدت تر با استفاده از شدت خشکسالی دوره های مرجع قبلی و استفاده از داده های بارش به جای داده های جریان رودخانه به منظور پیش بینی خشکسالی هیدرولوژیکی در ایستگاه هایی که همبستگی بالایی بین شاخص SDI و SPI وجود دارد، اشاره کرد. کلمات کلیدی: خشکسالی هیدرولوژیکی، شاخص SDI، زنجیره مارکف، پیش بینی خشکسالی، حوزه کرخهکلیدواژه ها
خشکسالی هیدرولوژیکی, شاخص SDI, زنجیره مارکف, پیش بینی خشکسالی, حوزه کرخهاطلاعات بیشتر در مورد COI
COI مخفف عبارت CIVILICA Object Identifier به معنی شناسه سیویلیکا برای اسناد است. COI کدی است که مطابق محل انتشار، به مقالات کنفرانسها و ژورنالهای داخل کشور به هنگام نمایه سازی بر روی پایگاه استنادی سیویلیکا اختصاص می یابد.
کد COI به مفهوم کد ملی اسناد نمایه شده در سیویلیکا است و کدی یکتا و ثابت است و به همین دلیل همواره قابلیت استناد و پیگیری دارد.