بررسی رابطه ی خشکسالی هیدرولوژیکی در واکنش به خشکسالی هواشناسی و اثرات مخزن (مطالعه موردی: حوضه آبریز زاینده رود)

با توجه به وقوع خشکسالی هیدرولوژیکی بعد از خشکسالی هواشناسی، تعیین رابطه زمانی بین این دو خشکسالی امری ضروری است. در این مطالعه، حوضه­ی آبریز زاینده­رود در قسمت مرکزی ایران به­عنوان منطقه مطالعاتی انتخاب گردید. ایستگاه­های منتخب در این حوضه با توجه به موقعیت و روند داده های بارش آنها، ایستگاه دامنه فریدن، ایستگاه قلعه شاهرخ (بالادست سد) و ایستگاه پل زمان­خان (پایین دست سد) در نظر گرفته شده است. در ابتدا بر اساس داده­های ماهانه­ی بارش و جریان طی سال­های ۱۳۶۰ تا ۱۳۸۹، سری­های شاخص بارش استاندارد (SPI) و شاخص جریان استاندارد (SSI) (به ترتیب نشان­دهنده خشکسالی هواشناسی و خشکسالی هیدرولوژیکی)، هر یک با دوره زمانی ۳ ماهه محاسبه شدند. سپس با استفاده از تئوری ران ویژگی­های خشکسالی هواشناسی و هیدرولوژیکی، از جمله مدت زمان و مقدار خشکسالی شناسایی گردید. در ادامه با استفاده از نرم­افزار R و برنامه­نویسی در آن، بهترین مدل برای بررسی رابطه بین خشکسالی هواشناسی و هیدرولوژیکی مورد پردازش قرار گرفت. با توجه به تعداد نمونه­ها، مدل اعتبارسنجی هم شد. رابطه­ای که خشکسالی هیدرولوژیکی به خشکسالی هواشناسی واکنش نشان می­دهد با استفاده از یک مدل تابع غیرخطی در ایستگاه قلعه شاهرخ و ایستگاه پل زمان­خان که به ترتیب شرایط بدون مخزن و شرایط تحت تاثیر مخزن را نشان می­دهد، ایجاد می­گردد. نتایج نشان داد که یک رابطه غیر­خطی بین خشکسالی هیدرولوژیکی و خشکسالی هواشناسی وجود دارد و آستانه­ای که در آن خشکسالی هیدرولوژیکی شروع به واکنش به خشکسالی هواشناسی می کند با توجه به مدل تابع غیر­خطی بدست می­آید. مدل تابع نمایی با داشتن شاخص­های اعتبارسنجی مناسب و همچنین ضریب  بالا در هر دو ایستگاه، به­عنوان بهترین مدل انتخاب شد. مدت و مقدار خشکسالی هیدرولوژیکی در ایستگاه قلعه شاهرخ به­ترتیب برابر ۷/۱ و ۹/۱ است و همچنین مدت و مقدار این خشکسالی در ایستگاه پل زمان­خان (تحت تاثیر مخزن سد) برابر ۵۵/۰ و ۴۵/۱ است. در اصل زمان وقوع خشکسالی هیدرولوژیکی در پایین دست سریع­تر اتفاق خواهد افتاد. این مطالب نشان داد که فعالیت­های عملیاتی مخزن سد زاینده­رود به­طور قابل توجهی مدت و مقدار خشکسالی هیدرولوژیکی را نسبت به شرایط بدون مخزن، کاهش می­دهد.

کلیدواژه ها:

خشکسالی هیدرولوژیکی و هواشناسی ، مخزن ، اعلام زودهنگام ، آستانه های شاخص خشکسالی