نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

• سید مسعود سلیمان پور ¹
• سمیرا زندی‌فر ²
• امید رحمتی ³
• محبوبه معتمدنیا ⁴

¹ دانشیار بخش تحقیقات حفاظت خاک و آبخیزداری، مرکز تحقیقات و آموزش کشاورزی و منابع طبیعی استان فارس، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، شیراز، ایران

² استادیار بخش تحقیقات بیابان، مؤسسه تحقیقات جنگل‌ها و مراتع کشور، سازمان تحقیقات آموزش و ترویج کشاورزی، تهران، ایران

³ استادیار بخش تحقیقات حفاظت خاک و آبخیزداری، مرکز تحقیقات و آموزش کشاورزی و منابع طبیعی استان کردستان، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، سنندج، ایران

⁴ دکتری تخصصی، اداره منابع طبیعی و آبخیزداری شهرستان بافق، استان یزد، ایران

چکیده

مقدمه
امروزه خشکسالی با توجه به کاهش میزان نزولات جوی و افزایش نیاز به محصولات کشاورزی به یک تهدید طبیعی برای امنیت غذایی تبدیل شده است. خشکسالی می‌تواند بخش قابل‌توجهی از کل جمعیت را تحت تأثیر قرار دهد، به‌ویژه ساکنان مناطق خشک و نیمه‌خشک بیشتر در معرض تهدید قرار دارند. هنگامی‌که سامانه‌های آب زیرزمینی تحت تأثیر خشکسالی قرار می‌گیرند، ابتدا تغذیه آب زیرزمینی و بعداً تراز آب زیرزمینی و میزان تخلیه آن کاهش می‌یابد. ویژگی‌های خشکسالی از جمله مدت، شدت و فراوانی در سفره آب زیرزمینی نسبت به سایر انواع خشکسالی‌ها تغییر می‌کند.
 
مواد و روش‌‌ها
با توجه به اهمیت ارزیابی و پایش خشکسالی، وضعیت خشکسالی 12 محدوده مطالعاتی حوزه آبخیز درانجیر در سال آبی 1382-1381 تا 1398-1397 بررسی شد. این حوزه آبخیز در استان‌های یزد و کرمان با مساحت و ارتفاع متوسط به‌‌ترتیب 50736.44 و 1857.90 کیلومتر مربع و متر واقع شده است. مساحت ارتفاعات و دشت در این حوزه آبخیز به‌‌ترتیب 58.99 و 40.99 درصد است. آمار تراز آب چاه‌های مشاهده‌ای در سطح حوضه با مراجعه به سازمان‌های ذی‌ربط اعم از سازمان تحقیقات منابع آب ایران (تماب)، سازمان آب منطقه‌ای استان‌‌های یزد و کرمان تهیه شد. سپس، با استفاده از روش میان‌یابی وزن فاصله معکوس مقادیر متوسط ماهانه تراز آب زیرزمینی از نقشه‌های مورد نظر استخراج شد. بر اساس رابطه‌ شاخص GRI، در محیط برنامه‌ MATLAB، مقادیر خشکسالی آب زیرزمینی محاسبه شد.
 
نتایج و بحث
بر اساس نتایج محاسبه‌ شاخص GRI مشخص شد که شدیدترین خشکسالی‌ها در محدوده‌های کویر درانجیر، بردسیر و قریه‌‌العرب وقوع یافته است که به‌‌ترتیب کمبودی برابر با 81.38، 77.75 و 75.66 دارند. همچنین، طولانی‌ترین خشکسالی‌ها در محدوده‌‌ قریه‌‌العرب وقوع یافته است که تداومی برابر با 121 ماه دارد. لذا، محدوده‌ قریه‌‌العرب، با دارا بودن شدت و تداوم بالای خشکسالی، از شرایط بحرانی‌تر خشکسالی طی دوره‌ آماری مذکور نسبت به دیگر محدوده‌های مطالعاتی برخوردار بوده است. مطابق نتایج فراوانی طبقات شاخص GRI، برای محدوده‌های مطالعاتی حوزه آبخیز درانجیر مشخص شد که بعد از خشکسالی نرمال در تمام محدوده‌ها، خشکسالی ملایم، از بالاترین فراوانی برخوردار بوده است.
نتیجه‌‌گیری
کمبود و نوسانات شدید نزولات جوی، رخداد پدیده خشکسالی به‌ویژه در مناطق دارای اقلیم خشک و نیمه‌خشک را اجتناب‌ناپذیر می‌کند. از این‌رو، داشتن درک روشنی از اثر و شدت پدیده خشکسالی بر بوم‌سازگان، می‌تواند کمک شایانی به مدیران در برنامه‌ریزی و تصمیم‌گیری بهتر مدیریت منابع حوضه و استفاده بهینه از شرایط برحسب پتانسیل موجود داشته باشد. پایش تغییرات وضعیت سفره‌های آب زیرزمینی به‌‌دلیل خشکسالی و بهره‌برداری بیش از حد سایر حوزه‌های آبخیز کشور و تهیه اطلس نهایی آن توصیه می‌شود. همچنین، لازم و ضروری است که با استفاده از مدل‌های متناسب در این زمینه وضعیت خشکسالی با نتایج و یافته‌های حاصله مقایسه شود. در نهایت، برای مقابله با این پدیده طبیعی توصیه می‌شود برنامه‌های کوتاه و بلندمدت در قالب راهکارهای توسعه سطح زیر کشت محصولات گلخانه‌ای، استفاده از ارقام مقاوم به خشکی و با راندمان مصرف آب بالا، توسعه سامانه‌های تحت‌فشار در آبیاری به‌جای سامانه‌های سنتی در باغ‌‌ها و مزارع و اجرای پروژه‌های مؤثر در افزایش ذخیره منابع آب آبیاری زیرزمینی و سطحی نظیر بندهای سنگ سیمانی، خاکی، پخش ‌‌سیلاب در منطقه مورد مطالعه توصیه می‌شود.

کلیدواژه‌ها

• برداشت آب
• تغییرات اقلیمی
• توزیع مکانی
• شاخص GRI
• مدیریت منابع آب

عنوان مقاله [English]

Analysis of groundwater drought in the Daranjir Watershed

نویسندگان [English]

• Seyed Masoud Soleimanpour ¹
• S. Zandifar ²
• O. Rahmati ³
• M. Motamednia ⁴

¹ Associate Professor, Soil Conservation and Watershed Management Research Department, Fars Agricultural and Natural Resources Research and Education Center, Agricultural Research, Education and Extension Organization (AREEO), Shiraz, Iran

² Assistant Professor, Desert Research Department, Research Institute of Forests and Rangelands, Agricultural Research, Education and Extension Organization (AREEO), Tehran, Iran

³ Assistant Professor, Soil Conservation and Watershed Management Research Department, Kurdistan Agricultural and Natural Resources Research and Education Center, Agricultural Research, Education and Extension Organization (AREEO), Sanandaj, Iran

⁴ Ph.D., Natural Resources and Watershed Management Department, Bafgh County, Yazd Province, Iran

چکیده [English]

Introduction
Currently, drought poses a significant threat to food security due to reduced rainfall and increased agricultural demand. Its impact is particularly severe in arid and semi-arid regions, where populations are more vulnerable. Drought affects groundwater systems by initially lowering water supply, followed by a decline in groundwater levels and discharge. Compared to other types of drought, characteristics such as duration, intensity, and frequency alter groundwater systems.
 
Materials and methods
Given the critical need for drought assessment and monitoring, this study investigated drought conditions in 12 areas within the Daranjir Watershed from 2002–2003 to 2017-2018. The watershed spans approximately 50,736.44 km² across Yazd and Kerman provinces, with elevations ranging up to 1,857.90 meters. Highlands cover 58.99% of the area, while plains cover 40.99%. Data on groundwater levels from observation wells were obtained from Iranian Water Resources Research Organization (Tamab) and regional water organizations in Yazd and Kerman provinces. Average monthly groundwater level values were then extracted from maps using inverse distance weighting interpolation in MATLAB. Groundwater drought conditions were subsequently calculated based on the Groundwater Resources Index (GRI) in MATLAB.
 
Results and discussion
The GRI index calculations revealed severe droughts in Daranjir, Bardsir, and Qaryeh al-Arab deserts, with deficits of 81.38, 77.75, and 75.66, respectively. Qaryeh al-Arab experienced the longest drought, spanning 121 months, indicating the area's high intensity and prolonged drought conditions compared to other study areas. Mild droughts were the most frequent after normal drought across all study areas based on GRI index class frequencies.
 
 
Conclusions
Due to insufficient and highly variable atmospheric precipitation, drought is inevitable, especially in arid and semi-arid climates. Understanding drought severity and its impact on ecosystems is crucial for effective watershed resource management and optimal resource utilization. Continuous monitoring of groundwater levels due to drought and preparation of a comprehensive atlas for other watersheds in the country are recommended. Additionally, comparing drought conditions using appropriate models is essential. Short and long-term strategies are advised to mitigate this natural phenomenon, such as expanding greenhouse crop cultivation, utilizing drought-resistant crop varieties with high water efficiency, adopting pressurized irrigation systems, and implementing infrastructure projects to enhance groundwater and surface water storage, such as cement dams, reservoirs, and floodwater spreading systems in the study area.

کلیدواژه‌ها [English]

• Climate change
• GRI index
• Spatial distribution
• Water extraction
• Water resource management