پایش و تحلیل روند خشکسالی های هیدرولوژیکی با استفاده از تکنیک های سنجش از دور (RS) و GIS

خشکسالی هیدرولوژیکی یکی از پیچیده ترین و اثرگذارترین انواع خشکسالی است که با کاهش جریان رودخانه ها، افت سطح آب های زیرزمینی، کاهش ذخایر سدها و اختلال در تعادل منابع آب سطحی و زیرسطحی شناخته می شود. با توجه به افزایش فشار بر منابع آب ناشی از تغییرات اقلیمی، رشد جمعیت، توسعه فعالیت های کشاورزی و بهره برداری بی رویه از منابع آب، پایش دقیق و مستمر خشکسالی های هیدرولوژیکی به یکی از ضرورت های اصلی در مدیریت پایدار منابع آب تبدیل شده است. روش های سنتی پایش خشکسالی، عمدتا متکی بر داده های ایستگاه های زمینی هستند؛ با این حال، کمبود ایستگاه های پایش، ناپیوستگی زمانی داده ها، خطاهای اندازه گیری و محدودیت پوشش مکانی، کارایی این روش ها را در تحلیل های منطقه ای و بلندمدت کاهش می دهد. در این زمینه، بهره گیری از فناوری سنجش از دور و سامانه اطلاعات جغرافیایی، امکان پایش گسترده، یکپارچه و پیوسته تغییرات مولفه های هیدرولوژیکی را فراهم می سازد.هدف اصلی این مقاله، بررسی قابلیت تکنیک های سنجش از دور و GIS در پایش، تحلیل مکانی زمانی و ارزیابی روند خشکسالی های هیدرولوژیکی است. در این راستا، داده های ماهواره ای و مکانی مرتبط با متغیرهایی نظیر پوشش گیاهی، دمای سطح زمین، رطوبت خاک، پهنه های آبی، بارش، تبخیر و تعرق و تغییرات ذخیره آب خشکی مورد توجه قرار می گیرند. همچنین، شاخص های مختلف خشکسالی از جمله شاخص نرمال شده تفاوت پوشش گیاهی، شاخص وضعیت پوشش گیاهی، شاخص وضعیت دمایی، شاخص سلامت پوشش گیاهی، شاخص تفاوت نرمال شده آب و شاخص های مرتبط با تغییرات ذخایر آب سطحی و زیرزمینی در محیط GIS قابل محاسبه و تحلیل هستند. در این پژوهش، پس از جمع آوری و پیش پردازش داده های ماهواره ای، نقشه های مکانی خشکسالی در دوره های زمانی مختلف تهیه شده و سپس با استفاده از روش های آماری و مکانی، شدت، گستره و روند تغییرات خشکسالی مورد بررسی قرار می گیرد. برای تحلیل روند زمانی نیز می توان از آزمون های آماری غیرپارامتریک نظیر من کندال و برآوردگر شیب سن استفاده کرد تا جهت و میزان تغییرات خشکسالی در بازه زمانی مطالعه مشخص شود.نتایج حاصل از بررسی های انجام شده نشان می دهد که تلفیق داده های سنجش از دور با قابلیت های تحلیلی GIS می تواند ابزار موثری برای شناسایی مناطق مستعد خشکسالی هیدرولوژیکی، پایش تغییرات منابع آب و ارزیابی شدت و تداوم دوره های خشک باشد. یافته های تحلیلی نشان می دهد که شاخص های مبتنی بر پوشش گیاهی و دمای سطح زمین، اگرچه بیشتر در پایش خشکسالی کشاورزی کاربرد دارند، اما در ترکیب با شاخص های رطوبت خاک، بارش، تغییرات پهنه های آبی و داده های ماهواره ای مربوط به ذخایر آب، می توانند تصویر جامع تری از وضعیت خشکسالی هیدرولوژیکی ارائه دهند. همچنین نتایج بیانگر آن است که مناطق دارای کاهش مستمر منابع آب سطحی، افت رطوبت خاک و کاهش معنی دار پوشش گیاهی، معمولا با شدت بیشتری در معرض پیامدهای خشکسالی هیدرولوژیکی قرار دارند. از سوی دیگر، تحلیل روند زمانی می تواند دوره های تشدید یا کاهش خشکسالی را آشکار ساخته و مبنایی علمی برای تصمیم گیری در زمینه مدیریت منابع آب، برنامه ریزی کشاورزی، مدیریت مخازن سدها، کنترل برداشت از آب های زیرزمینی و تدوین راهبردهای سازگاری با تغییر اقلیم فراهم کند.به طور کلی، نتایج این مقاله نشان می دهد که استفاده هم زمان از فناوری سنجش از دور و GIS، به دلیل پوشش مکانی وسیع، تکرارپذیری زمانی، کاهش هزینه های پایش و امکان ترکیب لایه های متعدد اطلاعاتی، رویکردی کارآمد و قابل اعتماد برای پایش خشکسالی های هیدرولوژیکی محسوب می شود. این رویکرد می تواند محدودیت های روش های سنتی را تا حد زیادی کاهش داده و با تولید نقشه های پهنه بندی خطر خشکسالی، روندهای مکانی زمانی و تحلیل های مدیریتی، نقش مهمی در ارتقای نظام پایش و مدیریت بحران آب ایفا کند.

کلیدواژه ها:

خشکسالی هیدرولوژیکی ، سنجش از دور ، سامانه اطلاعات جغرافیایی ، پایش خشکسالی ، تحلیل روند ، منابع آب ، شاخص های خشکسالی ، داده های ماهواره ای ، تغییرات اقلیمی ، مدیریت منابع آب.