رویکردهای نوین در مهندسی آب و محیط‌زیست

نشریه علمی

شماره جاری

بر اساس شماره‌های نشریه

بر اساس نویسندگان

بر اساس موضوعات

نمایه نویسندگان

نمایه کلیدواژه ها

درباره نشریه

اهداف و چشم انداز

اعضای هیات تحریریه

فرایند پذیرش مقالات

اصول اخلاقی انتشار مقاله

بانک ها و نمایه نامه ها

اطلاعات آماری نشریه

پرسش‌های متداول

اخبار و اعلانات

پیوندهای مفید

بررسی تغییرات زمانی و مکانی خشک‌سالی هواشناسی (SPI) درحوزه آبخیز کارون

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانش آموخته‌ی کارشناسی ارشد مهندسی آبخیزداری، گروه حفاظت آب و خاک، دانشگاه تربیت مدرس، تهران، ایران

2 استاد، گروه مهندسی آبخیزداری، دانشکده منابع طبیعی، دانشگاه تربیت مدرس، تهران

3 استاد، گروه مهندسی آبخیزداری، دانشکده منابع طبیعی، دانشگاه تربیت مدرس، تهران، ایران

چکیده

خشک‌سالی از ویژگیهای اصلی و تکرار شـونده‌ی اقلـیم‌های مختلف و هم‌چنین یکی از وقایع محیطی و بخش جدایی ناپذیر نوسـانات اقلیمی است. سامانه‌های پایش در تدوین طرح‌های مقابله با خشکسالی و مدیریت آن از اهمیت بسیاری برخوردار می‌باشد و به همین دلیل از شاخص‌های کمی موجود برای بیان این پدیده استفاده می‌گردد. از آنجا که این شاخص‌ها به صورت نقطه‌ای محاسبه می‌گردد، لازم است که به صورت مکانی پردازش شود. در این راستا از روش‌های میانیابی و از جمله زمین آمار استفاده می‌شود. در این پژوهش تحلیل و چگونگی تغییرات زمانی خشک‌سالی هواشناسی و همچنین قابلیت روش‌های کریجینگ، کوکریجینگ، عکس فاصله وزنی (IDW) و تابع شعاعی (RBF)، در تحلیل مکانی خشکسالی هواشناسی در کل حوزه آبخیز کارون مورد ارزیابی قرار گرفت. تحلیل خشک‌سالی با استفاده ازداده‌های بارندگی 58 ایستگاه بارانسنجی و 11 ایستگاه سینوپتیک با طول دوره آماری 30 ساله در بازه زمانی 66-1365 تا 95-1394 با استفاده از شاخص بارش استاندارد شده (SPI) انجام گرفت. سپس نقشه‌های خشکسالی تهیه و مورد ارزیابی قرار گرفت. نتایج بدست آمده نشان داد که کمترین مقدار ریشه میانگین مربعات خطا (RMSE) مربوط به روش کوکریجینگ با مقدار (32/0)، و روش تابع شعاعی با مقدار (34/0)، و این روش به عنوان بهترین روش برای سال (92-1391) می‌باشد. هم‌چنین سال (87-1386)، بیشترین ایستگاه‌ها درگیر خشک‌سالی خیلی شدید و سال (79-1378)، بیشترین ایستگاه درگیر خشک‌سالی شدید بودند. نتایج نشان داد که روش کوکریجینگ از دقت بالاتری نسبت به سایر روش‌ها در پهنه‌بندی خشک‌سالی برخوردار است.

کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله [English]

Investigating temporal and spatial changes of meteorological drought (SPI) in Karun watershed

نویسندگان [English]

  • Mozhgan Moradi 1
  • Hamid Reza Moradi 2
  • Mehdi Vafakhah 3

1 M.Sc. Graduate, Department of Watershed Management Engineering, Faculty of Natural Resources, TarbiatModares University, Noor, Iran

2 Professor, Department of Watershed Management Engineering, Faculty of Natural Resources, Tarbiat Modares University, Noor, Iran.

3 Professor, Department of Watershed Management Engineering, Faculty of Natural Resources, Tarbiat Modares University, Noor, Iran.

چکیده [English]

Drought is one of the main and repeated features of different climates and also one of the environmental events and an integral part of climate fluctuations. Monitoring systems are very important in developing plans to deal with drought and its management, and for this reason, available quantitative indicators are used to express this phenomenon. Since these indices are calculated pointwise, it is necessary to process them spatially. In this regard, mediation methods including geostatistics are used. The analysis and how the meteorological drought changes over time, as well as the ability of kriging, cokriging, image distance weighted (IDW) and radial function (RBF) methods, were evaluated in the spatial analysis of meteorological drought in the entire Karun large watershed. Drought analysis was done using rainfall data from 58 rain gauge stations and 11 synoptic stations with a statistical period of 30 years in the period from 1987 to 2016 using the standardized precipitation index (SPI). Then drought maps were prepared and evaluated. The obtained results showed that the lowest value of the root mean square error (RMSE) related to the cokriging method with a value of (0.32), and the radial function method with a value of (0.34), and this method is considered the best method for the year 2013 is Also, in the year 2008 most stations were involved in very severe drought and year 2000, most stations were involved in severe drought. The results showed that the Cokriging method has higher accuracy than other methods in drought zoning.

کلیدواژه‌ها [English]

  • geostatistics
  • SPI index
  • rain gauge station
  • drought
  • monitoring systems
مراجع
Arabi Z., Badraghnejad A. 2021. Measurement and correlation analysis of drought time series based on Moody's satellite images and Standard Precipitation Climatic Index (SPI) in the eastern slope of Zagros. Journal of Spatial Analysis of Environmental Hazards, Year 8, 4 (3), pp. 71-88. (in Persian).
 Bagheri R., Mohammadi S. 2012. Investigating the spatial changes of drought using geostatistics in Kerman province in a 30-year statistical period (1970-2000), Pasture and Desert Research of Iran, 19(2) pp .296-283. (in Persian).
 Banglapedia E. 2003. National Encyclopedia of Bangladesh, Islam, S. edited, Asiatic Society of Bangladesh.
 Dracup J.A, Lee K.S, 1980. Paulson Jr EG, On the statistical characteristics of drought events, Water Resource Research, 16(4):pp. 289–296.  Gibbs W., J Maher. 1967. Rainfall Deciles as Drought Indicators, Bureau of Meteorology Bulletin, 48, Commonwealth of Australia, Melbourne.  Gibbs W., Maher J. 1967. Rainfall Deciles as Drought Indicators, Bureau of Meteorology Bulletin,48,CommonwealthofAustralia, Melbourne.  Guttmn B N. 1999. Comparing the Drought Index and the Standardized Precipitation Index. J of American Water Resources Association: 34(1), pp.113-121.
 Hayes M., Svoboda M., Wall N., Widhalm M. 2011. The lincoln declaration on drought indices: universal meteorological drought index recommended. Bull. Am. Meteor. Soc. 92 (4), pp.485–488.  Hejazizadeh Z., Joyzadeh S. 2018. Analysis of spatial statistics of drought in Iran, Journal of Applied Research in  Geographical Sciences. Year 19, No. 53 (2): pp. 277-251(in Persian).  Hijazizadeh Z., Pejoh F., Shakiba H. 2017. Analyzing the accuracy of drought indices and determining the best climate index in the south.  (Geography) scientific-research and international quarterly of the Geographical Society of Eastern Iran, 19th year, 68(1), pp. 5-21(in Persian).  Hisdal H., Tallaksen L.M. 2000. Drought Event Definition, Technical Report No. 6, Assessment of the Regional Impact of Droughts in Europe, Department of Geophysics, University of Oslo, Blindern, Norway. Kakaei E., Moradi H.R., Moghaddam Nia A., Van Lanen H.A.J. 2019. Quantifying Positive and Negative Human-Modified Droughts in the Anthropocene: Illustration with Two Iranian Catchments, Water Journal, 11 (884), pp.1 – 28.
 Leshni Zand M., Parvaneh B., Payamni K., Sepahvand A. 2013. Studying the compatibility of meteorological and hydrological drought in Sarab Said Ali basin. Irrigation and water engineering scientific-research quarterly - third year, 9 (3), pp. 1-11. (in Persian).
 Lopez-moreno J.I., Vicente-serrano S.M., Beguria S., Garcia-Rui M., Portela M.M., Almeida A.B. 2009. Dam effects on droughts magnitude and duration in atransboundary basin: The Lower River Tagus, Spain and Portugal, Water Resources Research, 45(2), pp.1-13.
 Maleki Nejad H., Soleimani Motlaq M. 2018. Investigation of the severity of meteorological and hydrological droughts in Chaglundi basin, Iranian Water Research Journal, fifth year, 9 (4), pp. 61-72. (in Persian).
 Mckee T.B., Doesken N J., Kleist J. 1993, the Relationship of Drought Frequency and Duration to Time Scale, 8th Conference on Applied Climatology, Anaheim, CA, American Meteorological Society, pp, 179-184.
 Mckee T B., Doesken N J., Kleist J. 1993. "The Relationship of Drought Frequency and Duration to Time Scales". In: Proc. 8th Conf. on Applied Climatology, January 17 – 22, 1993. American Meteorological Society, Massachusetts, pp.179 - 184.
 Mishra A K., Singh V P. 2010. A review of drought concepts, Journal of Hydrology, 391(9):202-216.
 Mix K., W Groeger., A Lopes V. 2016. Impacts of dam construction on streamflows during drought periods in the Upper Colorado River Basin, Texas, Lakes and reservoirs, 21(4), pp. 329-337. Palmer, W.C. 1965. Meteorological drought. USWB, Res. Paper No.45.
 Moradi H., Rajabi M., Farajzadeh M. 2016. Analysis of the trends and spatial characteristics of the severity of droughts in Fars province. Scientific-research quarterly of pasture and desert research in Iran. No. 1(3), pp. 109-97. (in Persian).
Moradi H.R., Rajabi M., Farajezadeh M. 2011. Investigation of meteorological drought characteristics in Fars province, Iran, Catena, 84(7), pp.35-46.
 Raisi, M. B., Vafakhah M. 2018. Spatial analysis of drought in three coastal provinces of the Caspian Sea, Iran's specialized scientific quarterly of natural ecosystems. First year (3) pp. 1-10. (in Persian).
 
 Sadeghi S., Alijani B., Saligheh N., Ghahroudi T. 2008. Synoptical analysis of anti cyclones on the continuous drought in Khorasan Province. Journal of geography and regional development, (10), pp.105-118.
 Sirdas S., Sen Z. 2003. Spatio-temporal drought analysis in the Trakya region.
 Soltani S., Saadati SS. 2016. Drought zoning in Isfahan province using Standard Precipitation Index (SPI), Scientific-Research Journal of Watershed Science and Engineering of Iran, 1(2),pp 67-64 (in Persian).
Vafakhah M., Rajabi M. 2013. The effectiveness of meteorological drought profiles for monitoring and evaluating droughts in the Bakhtegan, Tashk and Maharlo lakes watershed. the desert. Volume 10, (1) 3, pp. 371-381.(in Persian).
Wilhite D A., Glantz M.H. 1985. Understanding the drought phenomenon: the role of definitions. Water International, 10(3),pp.111-120.
Zengchao H., Singh VP. 2015. Drought characterization from a multivariate perspective. A review, Journal of Hydrology, 527(5), pp. 668–678
رویکردهای نوین در مهندسی آب و محیط‌زیست
دوره 2، شماره 1
شهریور 1402
صفحه 113-128
فایل ها
هم رسانی
ارجاع به این مقاله
آمار