دانلود مقاله ارزيابی خشکسالی و تأثير آن بر آب زيرزمينی

گروه محصول -> کشاورزی ، محیط زیست و دام و طیور

دانلود مقاله ارزيابی خشکسالی و تأثير آن بر آب زيرزمينی

قیمت: ۳۵۰۰۰ریال تعداد صفحات: 13 کد محصول :2701 حجم فایل:2,4 MB نوع فایل :rar

فایل ورد قابل ویرایش

توضیحی مختصر از مقاله :

چکيده

خشكسالي يكي از پديدههاي آب و هوايي و از جمله رخدادهايي است كه هر ساله خسارتهاي زيادي را باعث ميشود. اين پديده از ويژگيهاي اصلي و تكرار شونده تمامي اقليمها به شمار ميآيد. اثرات خشکسالی صرفاً به نواحي خشك و نيمهخشك محدود نبوده و میتواند اثرات زیان آوری بر منابع آب زیرزمینی هر منطقه داشته باشد. به منظور مطالعه و بررسی خشکسالیهای دشت قزوین، از دادههای بارش 23 ایستگاه باران سنجی با دوره آماری 36 ساله (85- 84، 50- 49) استفاده شده است. با استفاده از شاخص بارش استاندارد 24 ماهه (SPI ) ویژگیهای خشکسالی ارزیابی شده است. نتایج این ارزیابی حاکی از آن است که سال آبی 79-78 سال خشکی بوده است. جهت حصول اطمینان بیشتر میانگین متحرک بارش 3 ساله، 5 ساله و 7 ساله برای این ایستگاهها محاسبه شدند که نتیجه حاصله تصدیقی بر نتیجه فوق الذکر بود. در ادامه با استفاده از روشهای زمین آماری از جمله روشهای Kriging , IDW و RBF بهترین روش برای سال مورد نظر انتخاب گردید و سپس نقشههای پهنه بندی خشکسالی در محیط ArcGIS برای منطقه مورد نظر با توجه به بهترین روش زمین آماری برای ماههای سال 79-78 تهیه گردید و نتایج حاصله مورد بررسی قرار گرفت و نشان داد خرداد ماه بیشترین و آبان ماه کمترین درصد خشکسالی را دارا بودهاند. در پایان رابطه SPI 24 ماهه و سطح آب زیرزمینی و همچنین رابطه بارش ماهانه و سطح آب زیرزمینی بررسی شد. این بررسی کاهش سطح آب زيرزمينی با وقوع خشکسالی را نشان داده و تفاوت ايجاد شده در سطح آب نسبت به سالهای گذشته و روند طبيعی آبخوان، اختلاف معنیداری را نشان میداد.

کلمات کليدی: خشکسالی، آب زيرزمينی، زمين آمار،شاخص SPI

1. مقدمه

خشکسالیهاي سالهاي 1378 تا 1380 کشور، اثرات فراگیري داشت که باعث خسارات جبران ناپذیري به بخشهاي کشاورزي، صنعتی و اقتصادي وارد کرد. بروز خشکسالی در این سه سال سبب شد تا 10 استان از 28 استان کشور تحت تأثیر شدید قرارگیرد، در این ایام ایران خشک ترین سالها را در مقایسه با 50 سال اخیر داشته به طوری که میانگین بارش به درصد متوسط بارش 30 ساله، کاهش یافت [1].در ارتباط با خشکسالیهای ایران، فرج زاده (1374) ضمن بررسی شاخص خشکسالی در ایران، پهنههای هم ارزش از نظر خشکسالی را بررسی نمود [2]. غیور (1375) شدت، مدت و وسعت خشکسالیهای ایران را مورد مطالعه و بررسی قرار داد [3]. عزیزی (1378) به بررسی و مطالعه ارتباط خشکسالیهای ایران و النیو نوسان جنوبی پرداخته است [4]. حمیدیان پور (1384) به بررسی تحلیل دوره های خشکسالی دشت مشهد و میزان تاثیر آن بر منابع آب پرداخت. او با استفاده از روش SPI، خصوصیات خشکسالی (فراوانی وقوع، شدت، مدت) و دوره های آن ارزیابی شده و جهت بررسی اثرات خشکسالی بر روی منابع آب زیرزمینی از روش همبستگی و رگرسیون بین میانگین وزنی بارش دشت و تغییرات سطح ایستابی ماهانه و سالانه دشت استفاده کرد [5].

از نمونه کارهای دیگر که در ارتباط با اثرات خشکسالی بر منابع آب زیرزمینی و بارش میباشد، میتوان به تحقیقات ماتر (79و1972) [6و 7] اشاره نمود. استرکامپ و همکاران (1995) به منظور برآورد میزان شارژ مجدد آبهای زیرزمینی در حوضههای بدون باران سنج در کشور عمان و ابوظبی روش موازنه آب را بسط دادند [8]. پاندا و همکاران (2007) به بررسی اثرات خشکسالی بر روی تراز آب زیرزمینی در اریسا پرداختند. آنها در این بررسی دوره زمانی 2003- 1994 را مورد آنالیز قرار دادند و به این نتیجه رسیدند که افت آب زیرزمینی در طول سالهای خشک، ناشی از کمبود بارش، درجه حرارت بالا و رشد و تکامل زندگی بشری بوده که این کمبود آب زیرزمینی در سالهای مرطوب قابل جبران نمیباشد [9].در این تحقیق، ارتباط نوسانات سطح آب زیرزمینی دشت قزوین با خشکسالیها و به خصوص خشکسالی 79-1378، بررسی شده است. دشت قزوین با 4220 کیلومتر مربع مساحت و 300 مترضخامت متوسط آبرفت، حدود 2/1 میلیارد متر مکعب در سال پتانسیل دارد [10]. این پتانسیل قابل توجه، سبب اهمیت دشت قزوین به عنوان یک مرکز مهم کشاورزی، صنعتی و مسکونی شده است. بر اساس شواهد موجود، در حال حاضر سالیانه حدود 4/1 میلیارد متر مکعب آب از این دشت برداشت میشود. این حجم برداشت باعث افت مخزن دشت به میزان 200 میلیون متر مکعب در سال شده است. کمتر از 10 درصد از آب برداشتی در بخشهای شرب و صنعت و حدود 90 درصد آن در بخش کشاورزی مصرف میشود.

2. مواد و روشها

2. 1. موقعيت منطقه، آمار و دادههاي مورد استفاده

استان قزوین با وسعت15821 کیلومترمربع در موقعیت 48 درجه و 45 دقیقه تا 50 درجه و 50 دقیقه طول شرقی و 35 درجه و37 دقیقه تا36 درجه و 45 دقیقه عرض شمالی واقع شده است .این استان از دو بخش متمایز کوهستانی و دشت تشکیل شده و با توجه به این ساختار توپوگرافی متفاوت، شرایط اقلیمی مختلفی درآن به وجود آمده است. در این تحقیق به منظور مطالعه پدیده خشکسالی، از میان ایستگاههاي هواشناسی موجود در محدوده مورد مطالعه 23 ایستگاه بارانسنجی، با در نظرگرفتن معیارهایی از جمله داشتن آمار طولانی مدتو پراکنش مناسب در منطقه، انتخاب و به این ترتیب دوره آماري از سال آبی 50-1349لغایت 85- 1384 به عنوان مبناي مطالعه انتخاب گردید.

هم چنین از روش رگرسیون خطی و کمترین مربعات براي بازسازي آماري در ایستگاه هاي مورد مطالعه، که در آن داده گمشده به عنوان متغیر وابسته و داده هاي موجود در سایر ایستگاهها به عنوان متغیر مستقل در نظر گرفته می شود، استفاده گردید.برای تجزیه و تحلیل خشکسالیها در ایستگاههای بارانسنجی دشت از شاخص بارش استاندارد(SPI) استفاده شد. با وارد کردن مقادیر بارندگی ماهانه در نرم افزار DIP که توسط مرید و همکاران تهیه و تدوین گردیده است، مقادیر SPI دادهها محاسبه شده است. از آنجا که شاخص SPI 24 ماهه امکان پایش منابع آب زیرزمینی را میدهد ، در این تحقیق به بررسی شاخص SPI 24 ماهه پرداخته شد. از آنجايي كه اطلاعات نقطه‌اي اين شاخص در ايستگاه‌ها براي پايش خشكسالي كفايت نمي‌كند و بسط و گسترش آنها به صورت مكاني و منطقه‌اي لازم مي‌باشد. لذا نياز به روش‌هاي درون‌يابي مي‌باشد. از اين‌رو از سه روش درون‌يابي، فاصله وزني معكوس[1] (IDW)، توابع پايه‌اي شعاعي[2] (RBF) و كريجينگ[3] (Kriging) استفاده گرديد. ارزيابي روش‌ها و انتخاب بهترين مدل در اين تحقيق با استفاده از شاخص جذر ميانگين مربعات خطا (RMSE) براساس رابطه زير انجام شد.