بررسی ارتباط بین خشکسالی‌های آب‌شناسی و هواشناسی حوزه آبخیز مهارلو، استان فارس

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجوی کارشناسی ارشد مدیریت مناطق بیابانی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه شیراز

2 استادیار، بخش مهندسی منابع طبیعی و محیط زیست، دانشکده کشاورزی، دانشگاه شیراز

چکیده

هدف از پژوهش حاضر، بررسی روند ارتباط بین خشکسالی آب­شناسی و هواشناسی حوزه آبخیز مهارلو در استان فارس است. در این تحقیق، به‌منظور ارزیابی خشکسالی هیدرولوژیکی از شاخص استاندارد سطح آب (SWI) و از آمار آب‌های زیرزمینی 60 چاه پیزومتری با طول دوره زمانی مشترک 15 ساله (1392-1378) و برای ارزیابی خشکسالی هواشناسی، از شاخص بارش استاندارد شده (SPI) استفاده شد و از آمار 18 ایستگاه باران‌سنجی حوزه آبخیز مهارلو طی یک دوره‌ آماری 15 ساله (1392-1378) استفاده شد. به‌منظور پهنه‌بندی خشکسالی‌ها و تهیه نقشه‌های مربوطه، از روش‌های مختلف زمین آمار شامل میان‌یابی عکس مجذور فاصله (IDW) و کریجینگ معمولی در نرم‌افزار ArcGIS استفاده شد و نتایج مدل­ها بر اساس معیار‌های میانگین مطلق خطا (MAE)، میانگین انحراف خطا (MBE) و ریشه دوم میانگین مربعات باقی‌مانده (RMSE) ارزیابی شد. شایان ذکر است که برای بررسی روند زمانی خشکسالی هواشناسی و هیدرولوژیکی از آزمون من–کندال استفاده شد. نتایج نشان داد که خشکسالی هیدرولوژیکی دارای روند معنی‌دار افزایشی بوده، در حالی‌که خشکسالی هواشناسی در ابتدا کاهشی و سپس افزایشی بوده، روند خاصی را دنبال نمی‌کند. در سال 78، بیشترین میزان خشکسالی با مقدار SWI 2.25 و در سال 81، بیشترین میزان ترسالی با مقدار SWI -2.66 رخ داده ‌است. همچنین، نتایج نشان داد که در قسمت‌های جنوب غرب و مرکز بیشترین ترسالی و در نواحی شمال غربی، بیشترین شدت خشکسالی مشاهده شده ‌است. نتایج خشکسالی هواشناسی نیز بیانگر آن بود که در سال 78 بیشترین شدت ترسالی در ایستگاه کمهر رخ داده ‌است و بیشترین شدت خشکسالی طی سال‌های بعد نیز در ایستگاه کمهر رخ داده ‌است. همچنین، نتایج ارزیابی روش‌های میان‌یابی نشان داد که روش عکس مجذور فاصله با کمینه میزان MAE (0.2688) و RMSE (0.629) به‌عنوان مناسب‌ترین روش میان‌یابی و نقشه شاخص SPI بر اساس کمینه MAE (0.2688) و MBE (-0.000051) به‌عنوان مناسب‌ترین شاخص در ارزیابی خشکسالی انتخاب شد.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Investigation of the relationship between hydrological and meteorological droughts at Maharloo Watershed, Fars Province

نویسندگان [English]

  • Mahdis Amiri 1
  • Hamid Reza Pourghasemi 2
1 Shiraz University-College of Agriculture, Department of Natural Resources and Environmental Engineering
2 Assistant Professor, Faculty of Agriculture, Shiraz University, Shiraz, Iran
چکیده [English]

The current study aims to investigate the relationship between hydrological and meteorological droughts in the Maharloo Watershed, Fars Province. In order to assess the hydrological drought, Standardized Water-Level Index (SWI) was used, calculated from piezometric groundwater level data from 60 observation wells within 15 years (2000-2014). The Standardized Precipitation Index (SPI), calculated from the 15 years of rainfall data from 18 stations was used to assess meteorological drought in the study area. Two geostatistical techniques were employed to create drought zonation maps namely Inverse Distance Weighting (IDW) and simple kriging. Correspondingly, three criteria were chosen to evaluate the results including Mean Absolute Error (MAE), Mean Bias Error (MBE), and Root-Mean-Square error (RMSE). Furthermore, the Mann-Kendall test was used to assess the temporal trends of hydrological and meteorological droughts. As a result, trends in hydrological drought were increasing in a significant manner, while meteorological drought trend was decreasing at first and increasing afterwards so that it did not follow any particular trend. With regard to the results of hydrological drought assessment, the driest period has been occurred in 2000 with the SWI value of about 2.25, while 2003 had the highest SWI value equals -2.66 as the most significant wet period. Moreover,   the most intense drought and wet periods have been occurred respectively in northwestern and southwestern to central parts of the study area. The results of meteorological drought assessment indicated that the Komehr station has had the most intense wet period in 2000, however; it turned to have the most intense drought periods later on. As regards the evaluation of interpolation techniques, the IDW method with the lowest MAE value of 0.2688 and the lowest RMSE value of 0.0629was chosen as the best interpolation method compared to simple kriging. Also, the drought map obtained from the SPI method with the lowest values of MAE (0.2688) and MBE (-0.000051) found to be the most desirable method to assess the drought behavior in the study area.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Hydrological drought
  • Maharloo Watershed
  • Meteorological drought
  • Standardized water-level index
  • Standardized precipitation index