
تعداد نشریات | 26 |
تعداد شمارهها | 404 |
تعداد مقالات | 3,546 |
تعداد مشاهده مقاله | 5,501,456 |
تعداد دریافت فایل اصل مقاله | 3,763,443 |
پهنهبندی خطر خشکسالی آب زیرزمینی و ارتباط شاخصهای خشکسالی هواشناسی و هیدرولوژیک در آبخوان ارومیه | ||
مدل سازی و مدیریت آب و خاک | ||
مقاله 16، دوره 5، شماره 2، 1404، صفحه 272-289 اصل مقاله (1.65 M) | ||
نوع مقاله: پژوهشی | ||
شناسه دیجیتال (DOI): 10.22098/mmws.2025.16234.1519 | ||
نویسندگان | ||
سمانه دادآفرید1؛ مهدی عرفانیان* 2؛ بهزاد حصاری3؛ خدیجه جوان4 | ||
1دانشجوی دکتری، گروه مرتع و آبخیزداری، دانشکدة منابع طبیعی، دانشگاه ارومیه، ارومیه، ایران | ||
2دانشیار، گروه مرتع و آبخیزداری، دانشکدة منابع طبیعی، دانشگاه ارومیه، ارومیه، ایران | ||
3دانشیار، گروه مهندسی آب، دانشکدة کشاورزی، دانشگاه ارومیه، ارومیه، ایران | ||
4دانشیار، گروه جغرافیا، دانشکدة ادبیات و علوم انسانی، دانشگاه ارومیه، ارومیه، ایران | ||
چکیده | ||
بخش وسیعی از آب شرب، کشاورزی و صنعت مورد نیاز کشور از آبهای زیرزمینی تأمین میشود و نقش بسزایی در توسعه اقتصادی کشور دارد. دادههای ماهانه تراز آب زیرزمینی 43 پیزومتر در محدوده آبخوان ارومیه به مدت 20 سال مورد ارزیابی قرار گرفت. با توجه به این که دوره آماری 30 ساله برای اکثر روشهای شاخص خشکسالی تعمیم داده شده است؛ لذا از معیارهای ضریب همبستگی، ضریب تعیین، ریشه میانگین مربعات خطا، هانا و هینولد، ضریب کاپا، ضریب کرامر و درصد همبستگی طبقات برای مقایسه و اعتبارسنجی میزان همبستگی شاخص SPI و SPEI در دوره آماری ۲۰ ساله با دوره آماری 30 ساله استفاده شد. برای مقایسه میزان همبستگی SPI و SPEI در مقیاسهای 3، 6، 9 و ۱۲ ماهه با شاخص ماهانه SGI از ضریب همبستگی پیرسون استفاده شد. از نرمافزار ArcMap بهمنظور تهیه نقشه پهنهبندی خطر خشکسالی آب زیرزمینی استفاده شد. در نقشه پهنهبندی برای هر پیزومتر، بر اساس شدت، تداوم و خطر خشکسالی رتبه تخصیص داده شده است. بهمنظور تحلیل تأثیر تأخیر زمانی بر ارتباط شاخصهای خشکسالی هواشناسی و هیدرولوژیک، میزان همبستگی با تأخیرهای زمانی مختلف، برآورد شد. میزان همبستگی شاخص SPI و SPEI محاسبه شده با استفاده از 20 سال داده (1400-1381) با دادههای 20 سال متناظر شاخص SPI و SPEI محاسبه شده با استفاده از 30 سال داده (1400-1371) نشان دهنده همبستگی قوی دادهها با یکدیگر بود. در مقیاس زمانی 3، 6، 9 و 12 ماه بهترین میزان همبستگی شاخص SGI با شاخص SPEI در مقیاسهای زمانی 9 و ۱۲ ماهه محقق شد. در مقیاسهای 3، 6، 9 و ۱۲ ماهه با ایجاد تأخیر زمانی، ابتدا میزان همبستگی افزایش و سپس کاهش یافت. بهطور متوسط، تأخیر زمانی 3 تا 5 ماهه موجب افزایش میزان همبستگی گردید. خشکسالی در پیزومترهایی که همبستگی زیاد با شاخصهای SPI و SPEI دارند، ناشی از شرایط اقلیمی است و میزان همبستگی پایین SPI و SPEI با شاخص SGI ، ناشی از عوامل انسانی است. نقش عوامل اقلیمی در وقوع خشک سالی هیدرولوژیک در سطح آبخوان یکسان نبوده و نواحی جنوبی آبخوان که همبستگی کمتری را با شاخصهای اقلیمی داشتند جزء طبقات پرخطر در پهنهبندی خطر خشکسالی آب زیرزمینی قرار گرفتند. | ||
کلیدواژهها | ||
پیزومتر؛ ضریب همبستگی؛ ارزیابی خطر؛ شاخص SGI | ||
مراجع | ||
منابع امیری، وهاب (1399). بررسی پتانسیل نفوذ شورابه به منابع آب زیرزمینی با استفاده از مدلسازی عددی مطالعه موردی: آبخوان ساحلی ارومیه. مخاطرات محیط طبیعی، 26، 161-184. doi:10.22111/jneh.2020.32772.1601 بذرافشان، جواد (1381). مطالعه تطبیقی برخی شاخصهای خشکسالی هواشناسی در چند نمونه اقلیمی ایران، پایاننامه کارشناسی ارشد هواشناسی کشاورزی، دانشگاه تهران،کرج. زاهدی، مجید، و قویدل رحیمی، یوسف (1386). تعیین آستانه خشکسالی و محاسبه میزان بارش قابل اعتماد ایستگاههای حوضه آبریز دریاچه ارومیه. پژوهشهای جغرافیایی، 59، 21-34. شکوهی، علیرضا و مروتی، رضا (1393). ارزیابی عملکرد شاخصهای شناسایی خشکسالی و بارش استاندارد از وضعیت خشکسالی حوضه دریاچه ارومیه. مهندسی و مدیریت آبخیز، 6(3)، 232-246. doi:10.22092/ijwmse.2014.101628 طاوسی، تقی، منصوری دانشور، محمدرضا و موقری، علیرضا (1391). پهنهبندی شدت خشکی در ایران با استفاده از مدل تبخیر و تعرق هارگریوز-سامانی بر مبنای توپوگرافی رقومی DEM. جغرافیا و پایداری محیط (پژوهشنامه جغرافیایی)، 2(3)، 95-110. عبداللهی اسدآبادی، سجاد، آخوندعلی، علی محمد و میرعباسی نجف آبادی، رسول (1397). مدلسازی احتمالاتی و داده مبنای بارش-رواناب با بهرهگیری از توابع چند متغیره مفصل. هفدهمین کنفرانس هیدرولیک، دانشگاه شهرکرد، ایران. فتوحی، صمد، مصباح، سیدحمید، و صدری، سعیده (1393). شناسایی و تحلیل ماتریس ریسک خشک شدن تالاب مهارلو و پیامدهای آن بر محیط. اکوبیولوژی تالاب (تالاب)، 6(20)، 54-43. محسنی ساروی، محسن، صفدری، علی اکبر، ثقفیان، بهرام، و مهدوی، محمد (1383). تحلیل شدت، مدت، فراوانی و گستره خشکسالیهای حوزه کارون به کمک شاخص بارش استاندارد (SPI). منابع طبیعی ایران، 57(4)، 607-620. نخعی، محمد، محبی تفرشی، امین و سعدی، توفیق (1402). اررزیابی و پهنهبندی مکانی-زمانی خطر خشکسالی آب های زیرزمینی در آبخوان هشتگرد توسط شاخص منبع آب زیرزمینی. زمین شناسی مهندسی، 17(2)، 464-444. doi:10.22034/JEG.2023.17.4.1019771
References Abdollahi Asadabadi, S., Akhondali, A.M., & Mirabbasi Najafabadi, R. (2017). Probabilistic and data-based modeling of rainfall-runoff using detailed multivariate functions. The 17th Iranian Hydraulic Conference, Shahrekord, Iran. [In Persian] Abhishek, A., Kinouchi, T., & Sayama, T. (2021). A comprehensive assessment of water storage dynamics and hydroclimatic extremes in the Chao Phraya River Basin during 2002–2020. Journal of Hydrology, 603, 126868. doi:10.1016/j.jhydrol.2021.126868 Abramopoulos, F., Rosenzweig, C., & Choudhury, B. (1988). Improved ground hydrology calculations for global climate models (GCMs): Soil water movement and evapotranspiration. Journal of Climate, 921-941. doi:10.1175/1520-0442(1988)001%3C0921:IGHCFG%3E2.0.CO;2 Abu Arra, A., & Şişman, E. (2024). Innovative Drought Classification Matrix and Acceptable Time Period for Temporal Drought Evaluation. Water Resources Management, 1-23. doi:10.1007/s11269-024-03793-0 Allen, R.G., Pereira, L.S., Raes, D., & Smith, M. (1998). Crop evapotranspiration-Guidelines for computing crop water requirements-FAO Irrigation and drainage, FAO Paper 56, 300(9), D05109. Amiri, V. (2019). Investigation of the saltwater intrusion potential into groundwater resources using numerical modeling (case study: Urmia coastal aquifer). Journal of Natural Environment Hazards. 26(, 161-184. doi:10.22111/jneh.2020.32772.1601 [In Persian] Bazrafshan, J. (2015). Comparative study of some meteorological drought indicators in some climatic samples of Iran. Master's thesis in Agricultural Meteorology, University of Tehran, Karaj. [In Persian] Bazrafshan, O., Parandin, F., & Farokhzadeh, B. (2016). Assessment of hydro-meteorological drought effects on groundwater resources in Hormozgan region-South of Iran. Ecopersia, 4(4), 1569-1584. dor:20.1001.1.23222700.2016.4.4.2.9 Bhuiyan, C. (2004). Various drought indices for monitoring drought condition in Aravalli terrain of India, Proceedings of the XXth ISPRS Congress, Istanbul, Turkey, pp. 12-23 Bloomfield, J., Marchant, B. (2013). Analysis of groundwater drought building on the standardized precipitation index approach. Hydrology and Earth System Sciences. 17(12), 4769-4787. doi:10.5194/hess-17-4769-2013 Burman, R., & Pochop, L. (1994). Evaporation, evapotranspiration, and climatic data. Amsterdam, Elsevier, 278 pages. Chamanpira, G., Zehtabian, G., Ahmadi, H., & Malekian, A. (2014). Effect of drought on groundwater resources in order to optimize utilization management, case study: Plain Alashtar. Watershed Engineering and Management, 6(1), 10-20. doi:10.22092/ijwmse.2014.101733[In Persian] Cohen, J. (1960). A coefficient of agreement for nominal scales. Educational and psychological measurement, 20(1), 37-46. doi:10.1177/001316446002000104 Cramér, H. (1999). Mathematical methods of statistics. Princeton University Press, 575 pages. FID. (2011). Risk Management in DFID. (Online PDF),1-16, Retrieved from https://assets.publishing.service.gov.uk/ Fotouhi, S., Mesbah, S.H., & Sadri, S. (2014). Identifying and analyzing drying risk matrix of Maharlou wetland and its outcomes in the environment. Journal of Wetland Ecobiology. 20, 43-54. [In Persian] Guo, M., Yue, W., Wang, T., Zheng, N., & Wu, L. (2021). Assessing the use of standardized groundwater index for quantifying groundwater drought over the conterminous US. Journal of Hydrology, 598, 126227. doi:10.1016/j.jhydrol.2021.126227 Hampel, F.R. (1974). The influence curve and its role in robust estimation. Journal of the American Statistical Association, 69(346), 383-393. doi:10.1080/01621459.1974.10482962 Hanna, S.R., & Heinold, D.W. (1985). Development and application of a simple method for evaluating air quality models. American Petroleum Institute. Hargreaves, G.H., & Samani, Z.A. (1982). Estimating potential evapotranspiration. Journal of the Irrigation and Drainage Division, 108(3), 225-230. doi:10.1061/JRCEA4.0001390 Hellwig, J., De Graaf, I.E.M., Weiler, M., & Stahl, K. (2020). Large‐scale assessment of delayed groundwater responses to drought. Water Resources Research, 56(2), e2019WR025441. doi:10.1029/2019WR025441 Hollinger, S., Isard, S., Welford, M. (1993). A new soil moisture drought index for predicting crop yields. Proceedings of the 8th Conference on Applied Climatology. USA, Anaheim, CA, Pp. 187-190. Javadzadeh, H., Ataie-Ashtiani, B., Hosseini, S.M., & Simmons, C.T. (2020). Interaction of lake-groundwater levels using cross-correlation analysis: A case study of Lake Urmia Basin, Iran. Science of The Total Environment, 729, 138822. doi:10.1016/j.scitotenv.2020.138822 Leelaruban, N., Padmanabhan, G., & Oduor, P. (2017). Examining the relationship between drought indices and groundwater levels. Water, 9(2), 82. doi:10.3390/w9020082 Li, B., & Rodell, M. (2015). Evaluation of a model-based groundwater drought indicator in the conterminous US. Journal of Hydrology, 526, 78-88. doi:10.1016/j.jhydrol.2014.09.027 McKee, T.B., Doesken, N.J., & Kleist, J. (1993). The relationship of drought frequency and duration to time scales. In Proceedings of the 8th Conference on Applied Climatology. USA, Anaheim, CA, Pp. 179-183. Mendicino, G., Senatore, A., & Versace, P. (2008). A Groundwater Resource Index (GRI) for drought monitoring and forecasting in a Mediterranean climate. Journal of Hydrology, 357(3-4), 282-302. doi:10.1016/j.jhydrol.2008.05.005 Mohseni Saravi, M., Safdari, A., Saqhafian, B., & Mahdavi, M. (2005). Severity, Frequency, Duration and Area Analysis of Karoon Basin Droughts Using the Standardized Precipitation Index (SPI). Iranian Journal of Natural Resources, 57)4(, 607-620. [In Persian] Nakhaei, M., Mohebbi Tafreshi, A., & Saadi, T. (2023). Assessment and spatio-temporal zoning of groundwater drought risk in Hashtgerd aquifer by groundwater resource index. Journal of Engineering Geology, 17)4(, 444-464. doi:10.22034/JEG.2023.17.4.1019771 [In Persian] Nalbantis, I., & Tsakiris, G. (2009). Assessment of hydrological drought revisited. Water Resources Management, 23(5), 881-897. doi:10.1007/s11269-008-9305-1 Palmer, W.C. (1965). Meteorological drought. Department of Commerce, Weather Bureau. 45, 1-58. Pearson, K. (1907). Mathematical Contribution to the theory of Evolution. A first study of the statistics of pulmonary tuberculosis. Biometrika, 5(4), 478–478. doi:10.2307/2331696 Sadeghfam, S., Mirahmadi, R., Khatibi, R., Mirabbasi, R., & Nadiri, A.A. (2022). Investigating meteorological groundwater droughts by copula to study anthropogenic impacts. Scientific Reports. 12(1), 8285. doi:10.1038/s41598-022-11768-7 Sharafi, L., Zarafshani, K., Keshavarz, M., Azadi, H., & Van Passel, S. (2020). Drought risk assessment: Towards drought early warning system and sustainable environment in western Iran. Ecological Indicators, 114, 106276. doi:10.1016/j.ecolind.2020.106276 Shokoohi, A., & Morovati, R. (2014). An investigation on the Urmia Lake Basin drought using RDI and SPI indices. Watershed Engineering and Management. 6(3) 232-246. doi:10.22092/ijwmse.2014.101628 [In Persian] Soleimani Motlagh, M., Ghasemieh, H., Talebi, A., & Abdollahi, K. (2017). Identification and analysis of drought propagation of groundwater during past and future periods. Water Resources Management, 31, 109-125. doi:10.1007/s11269-016-1513-5 Song, G.Y., Hu, H.H., & Yang, M.S. (2023). Practice a reflection on Svoboda, M., Hayes, M., & Wood, D. (2012). Standardized Precipitation Index: User guide. Geneva, Switzerland. Tavoosi, T., Mansuri Daneshvar, M.R., & Movaqqari, A. (2012). The zonation of aridity intensity in Iran using Hargreaves-Samani evapotranspiration model based on digital elevation model (DEM). Geography and Environmental Sustainability, 2(4), 95-110. [In Persian] Van Lanen, H.A., & Peters, E. (2000). Definition, effects and assessment of groundwater droughts. Pp. 49-61, In: Drought and drought mitigation in Europe. Springer- Netherlands. doi:10.1007/978-94-015-9472-1_4 Vicente-Serrano, S.M., Beguería, S., & López-Moreno, J.I. (2010). A multiscalar drought index sensitive to global warming: the standardized precipitation evapotranspiration index. Journal of Climate, 23(7), 1696-1718. doi:10.1175/2009JCLI2909.1 WMO, (2008). Manual on Low-Flow Estimation and Prediction. World Meteorological Organization. Geneva, Switzerland. WMO, (2012). Climate and meteorological information requirements for water management. World Meteorological Organization. Geneva, Switzerland. Wright, S. (1921). Correlation and causation. Journal of Agricultural Research, 20(7), 557-585. Yeh, H.F., & Chang, C.F. (2019). Using standardized groundwater index and standardized precipitation index to assess drought characteristics of the Kaoping River Basin, Taiwan. Water Resources, 46(5), 670-678. doi:10.1134/S0097807819050105 Zahedi, M., & Ghavidel Rahimi, Y. (2016). The Determination of drought threshold and computations of dependable rainfall rate for stations of Urmia Lake drainage basin. Geographical Research Quarterly. 39(7):21-34. [In Persian] Zarei, A.R., Moghimi, M.M. & Bahrami, M. (2019). Comparison of reconnaissance drought index (RDI) and effective reconnaissance drought index (eRDI) to evaluate drought severity. Sustainable Water Resources Management, 5, 1345-1356. doi:10.1007/s40899-019-00310-9
| ||
آمار تعداد مشاهده مقاله: 250 تعداد دریافت فایل اصل مقاله: 24 |