تحليل منطقه اي شاخص هاي خشكسالي هواشناسي در مناطق همگن هيدرولوژيك و پيش بيني آن در دوره هاي بازگشت مختلف براي حوضه زاينده رود

اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان

علوم و مهندسي آب

كارشناسي ارشد

خشكسالي يكي از مهم‌ترين مخاطرات هيدروكليماتيك است كه با تأثير بر منابع آب، كشاورزي، محيط‌زيست و فعاليت‌هاي اقتصادي، ضرورت ارزيابي دقيق احتمال وقوع و شدت رخدادهاي آن افزايش يافته است. با توجه به ناهمگني اقليمي و مكاني حوضه آبريز زاينده‌رود، تحليل خشكسالي در مقياس ايستگاهي نمي‌تواند به‌تنهايي بيانگر رفتار منطقه‌اي اين پديده باشد. پژوهش حاضر با هدف تحليل فراواني منطقه‌اي شدت و مدت خشكسالي هواشناسي در مناطق همگن حوضه آبريز زاينده‌رود و برآورد مقادير متناظر با دوره‌هاي بازگشت مختلف انجام شده است. بدين منظور، ابتدا شاخص‌هاي استاندارد بارش (SPI) و استاندارد بارش-تبخيرتعرق (SPEI) در مقياس‌هاي زماني مختلف محاسبه و ويژگي‌هاي رخدادهاي خشكسالي، شامل شدت و مدت، استخراج شد. سپس با استفاده از روش خوشه‌بندي، ايستگاه‌هاي مورد مطالعه به مناطق اقليمي همگن تقسيم و همگني مناطق تشكيل‌شده با استفاده از آزمون Hosking–Wallis ارزيابي شد. در ادامه، تحليل فراواني منطقه‌اي مبتني بر گشتاورهاي خطي (L-moments) انجام و توزيع‌هاي احتمال مختلف براي توصيف شدت و مدت خشكسالي مورد ارزيابي قرار گرفتند. به‌منظور كاهش عدم‌قطعيت ناشي از انتخاب توزيع احتمال، رويكرد ميانگين‌گيري مدل بيزي (BMA) براي تلفيق نتايج توزيع‌هاي منتخب به كار گرفته شد. در نهايت، منحني‌هاي رشد منطقه‌اي و كوانتايل‌هاي خشكسالي براي دوره‌هاي بازگشت مختلف استخراج و رفتار خشكسالي در مناطق همگن، شاخص‌هاي SPI و SPEI و مقياس‌هاي زماني مختلف مقايسه شد. نتايج نشان داد كه الگوي آماري خشكسالي در مناطق همگن يكسان نبوده و توزيع احتمال مناسب با تغيير شاخص، مقياس زماني و منطقه تغيير مي‌كند. براي نمونه، در برخي مقياس‌ها توزيع‌هاي GPA و GLO براي SPI و توزيع‌هاي GNO، GPA و PE3 براي SPEI عملكرد مطلوب‌تري داشتند. همچنين، مقايسه توابع توزيع تجمعي و نمودارهاي Q-Q نشان داد كه توزيع‌هاي منتخب در بخش مركزي داده‌ها انطباق مناسبي با مشاهدات دارند، اما اختلاف‌ها در دنباله‌هاي توزيع، به‌ويژه براي رخدادهاي شديدتر، افزايش مي‌يابد. اين موضوع اهميت لحاظ كردن عدم‌قطعيت انتخاب مدل را در برآورد كوانتايل‌هاي مربوط به دوره‌هاي بازگشت طولاني‌تر نشان مي‌دهد. استفاده از BMA امكان تلفيق اطلاعات توزيع‌هاي مختلف و ارائه برآوردهاي منطقه‌اي با لحاظ عدم‌قطعيت مدل را فراهم كرد. همچنين، نتايج منحني‌هاي رشد منطقه‌اي نشان داد كه مقادير طراحي شدت و مدت خشكسالي با افزايش دوره بازگشت افزايش يافته و الگوي تغييرات آنها در مناطق همگن و بين شاخص‌هاي SPI و SPEI متفاوت است. در مجموع، چارچوب ارائه‌شده مي‌تواند مبنايي مناسب براي ارزيابي احتمالاتي ريسك خشكسالي، برآورد مقادير طراحي و پشتيباني از برنامه‌ريزي و مديريت منابع آب در حوضه زاينده‌رود فراهم كند.

238047

مديريت منابع آب

مهندسي كشاورزي

دانشگاه صنعتي اصفهان