واکاوی عوامل تاثیرگذار بر خشکسالی هیدرولوژیک (مطالعه موردی حوضه‌های آبخیز استان لرستان)

نوع مقاله: مقاله علمی پژوهشی

نویسندگان

1 دانش آموخته کارشناسی ارشد آبخیز داری

2 عضو هیات علمی دانشگاه گلستان

3 عضو هیات علمی دانشگاه مازندران

4 عضو هیات علمی دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی ساری

چکیده

برای برنامه‌ریزی مدیریت بهینه منابع آب به‌‌ویژه در حوضه‌های آبخیز بزرگ، شناخت روابط هیدرولوژیکی جهت تشخیص عوامل تأثیرگذار بر خشکسالی هیدرولوژیک امری ضروری به نظر می‌رسد. خشکسالی از جمله عوامل طبیعی است که طی چند دهه گذشته خسارات زیادی را متوجه جوامع و محیط زیست ایران و حتی جهان نموده است. این تحقیق به بررسی عوامل تأثیرگذار بر خشکسالی هیدرولوژیک حوضه آبخیز استان لرستان می‌پردازد. ابتدا 25 ایستگاه مناسب با توجه به پراکنش جغرافیایی و تنوع مساحت این استان در نظر گرفته شدند. اطلاعات فیزیوگرافی ایستگاه‌ها با استفاده از نقشه‌های توپوگرافی استخراج، سپس تجزیه و تحلیل عاملی روی 15 متغیر نمونه برداری شده از ایستگاه‌ها در نرم‌افزار آماری R-3-1-1 انجام شده است. نتایج نشان دادند که متغیرهای بارش، مساحت، تراکم زهکشی، و درصد اراضی فقیر از عوامل اصلی بوده و در مجموع 684/84 درصد از کل تغییرات در داده‌ها را بیان می‌کنند. سپس متغیرهای چهارگانه استخراج شده با تحلیل خوشه‌ای گروه‌بندی شدند و در نهایت دو گروه همگن بدست آمدند. به‌منظور بررسی صحت تحلیل خوشه‌ای در تعیین مناطق همگن از تحلیل ممیزی استفاده شد. تحلیل ممیزی صورت گرفته برای دو گروه همگن بر اساس متغیرهای چهارگانه یک تابع متمایز کننده ایجاد گردید. نتایج ضرایب تابع متمایز کننده در حالت استاندارد نشان ‌دادند که در تابع ایجاد شده متغیر بارش با بارندگی متوسط با بیشترین بار وزنی 979/0، و متغیر مساحت با بار وزنی877/0، مهمترین متغیرهای متمایز کننده گروه‌های همگن از یکدیگر می‌باشند. در نهایت مقادیر همبستگی برآورد شده نشانگر آن است که دو گروه همگن از یکدیگر مجزا می‌باشند.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Inspection of factors that influence the hydrological drought (Case study: Lorestan watershed province)

نویسنده [English]

  • Karim Solymani 4
چکیده [English]

For optimization management planning of the water resources, particular in vast watershed, recognition of the hydrological relationships to determine influential hydrological factors in the hydrologic drought is necessary. Drought is one of the natural factors which in recent decades damaged many areas and environments in not only in Iran but also in the world. This research investigates factors that influence the hydrological drought analysis in Lorestan watershed province. In this research, we first selected 25 stations of Lorestan province which were suitable in geographic transmittance status and area varieties. The physiographical data of considered stations were derived through the topographic maps. These data were analyzed by factor analysis for 15 measured variables in the considered stations by R-3-1-1 statistical software. The Results have showed that the factors of rainfall, area, drainage density, and areas with poor vegetation as main factors have stated 84.684 percent of total variations in the total selected data. Then, four selected factors were classified in to two homogenous groups by the cluster analysis. In order to test the accuracy of the cluster analysis in the homogenous areas, discriminant analysis was performed. Based on the four main selected factors in two homogenous areas, we have derived a differentiating function. The differentiating function coefficients in the standard mode showed that in the formed function, average rainfall and area with weight factor of 0.979 and 0.877, respectively, were the most significant group differentiator variables. Finally the coefficient correlation values indicate that these two groups are distinct from each other.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Drought
  • factorial analysis
  • Homogenizing
  • Cluster analysis
  • discriminant Analysis
  1. آذر، عادل و منصور مؤمنی. 1377. آمار و کاربردهای آن در مدیریت (تحلیل آماری). چاپ نوزدهم، تهران، انتشارات سمت.
  2. اکبری، مسلم؛ کریم سلیمانی و محمود حبیب­نژاد روشن. 1388. پهنه‌بندی سیلاب با استفاده از سامانه­ی اطلاعات جغرافیایی GIS. مجموعه مقالات هشتمین سمینار بین­المللی مهندسی رودخانه دانشگاه شهید چمران اهواز.
  3. بی‌همتا، محمد‌رضا و محمد‌علی زارع‌ چاهوکی. 1390. اصول آمار در علوم منابع طبیعی. چاپ سوم، تهران، انتشارات دانشگاه تهران.
  4. پورمحمدی، سمانه و دیگران. 1390. ارزیابی و برآورد اجزای بیلان آبی در حوزه‌های مناطق خشک با به‌‌کارگیری سنجش از دور و سیستم اطلاعات جغرافیایی (مطالعه­ی موردی: حوزه آبخیز منشاد یزد)، فصل­نامه آب و فاضلاب، شماره 22.
  5. داودی راد، علی‌اکبر. 1378. بررسی روابط بین عوامل مورفومتری حوزه و دبی‌های سیلابی در حوزه‌های آبخیز مرکزی ایران، پایان‌نامه کارشناسی ارشد، استاد راهنما محمد مهدوی، دانشگاه تهران، پردیس دانشکده کشاورزی و منابع طبیعی
  6. زرین، هدایت‌اله. 1382. جریان کم از حوضه­ی کارون و کرخه به منظور برآورد رواناب، پایان‌نامه کارشناسی ارشد، استاد راهنما مهدی وفا خواه، دانشگاه تربیت مدرس، دانشکده منابع طبیعی نور.
  7. سمیعی، مسعود.1382. تعمیم منطقه‌ای جریان‌های کم‌آبی (مطالعه­ موردی: استان تهران)، پایان‌نامه کارشناسی‌ارشد، استاد راهنما عبدالرسول تلوری، دانشگاه تهران،  دانشکده منابع طبیعی.
  8. شماعی­زاده، مریم. 1383. تجزیه و تحلیل منطقه‌ای جریان کم در حوضه­ کارون شمالی، پایان‌نامه کارشناسی ارشد، استاد راهنما سعید سلطانی کوپائی، دانشگاه صنعتی اصفهان، دانشکده آبیاری.
  9. قاسمی، محسن. 1389. بررسی مترولوژیکی و هیدرولوژیکی شاخص خشک‌سالی در حوزه­ی کرخه، پایان‌نامه کارشناسی ارشد، استاد راهنما منوچهر حیدر پور، دانشگاه صنعتی اصفهان، دانشکده آبیاری.

-       قاسمی، احمد رضا. 1379. خشک‌سالی و بارندگی مازاد ایران و ارتباط آن‌ با پدیده­ ال نینو- نوسانات جنوبی، پایان‌نامه کارشناسی ارشد، استاد راهنما سید محمدجعفر ناظم السادات، دانشگاه شیراز، دانشکده منابع طبیعی.

  1. موسوی، علی‌اکبر. 1378. بررسی و تعیین پارامترهای هیدرولوژیکی حوزه­ی آبخیز مشابه (مطالعه­ موردی: حوزه­ آبخیز دریاچه­ی نمک)، پایان‌نامه کارشناسی ارشد، استاد راهنما غلامرضا زهتابیان، دانشگاه تهران، پردیس دانشکده  کشاورزی و منابع طبیعی.
  2. وفاخواه، مهدی. ١٣٧٨. مهم‌ترین عوامل مؤثر در بروز سیلاب با استفاده از تجزیه و تحلیل عاملی در حوزه­ آبخیز قره‌چای، پژوهش و سازندگی، شماره 45.
11. Bates, B.C., Rahman, A., Mein, R.G. and Weinmann, P.E. 1998. Climatic and physical factors that influence the homogeneity of regional floods in southeastern Australia, Water Resources Research, 34:3369-3380.

12. Eslamian, S., Zareei, A. and Abreshamchi, S. 2005. Estimation of flows regional flow in the river basin of Mazandaran, Science and Technology Journal of Agriculture and Natural Resources, 8(1): 27-38.

13. Hall, M.J. and Minns, W.A. 2009. The classification of hierologically homogeneous regions, Hydraulic and Environment Engineering Hydrological Sciences, 44(5).

14. Jonathan, I., Graciana, P. and Kenneth, M. 2004. Evaluation of the impact of climate change on hydrology and water resources in Swaziland, Physics and Chemistry of the Earth, 29: 1193–1202.

15. Kjeldsen, T.R. and Smithers, J.C. 2002. Regional flood frequency analysis in the KwaZulu-Natal provinces South Africa, using the index-flood method, Journal of Hydrology, 255: 194-211.

16. Modarres, R. 2008. Regional Frequency Distribution Type of Low Flow in North of Iran, Journal of Water Resource Management, 22: 823 – 841.

17. Nalbantis, I. and Tsakiris, G. 2008. Assessment of Hydrological Drought Revisited, Water Resources Bulletin, 18(6):965-970.

18. Nu¨tzmann, G. And Mey, S. 2007. Model-based estimation of runoff changes in a small lowland watershed of Germany, Journal of Hydrology, 334: 467– 476.

19. Shabani, M. 2003. Land use assessment methods in statistics drought intensity zoning Fars Province, Journal of Water Engineering, 2(2):31-36.

20. Siyue, l. 2009. Water quality in the upper Han River china: The impacts of land use land cover in riparian buffer zone, Journal of Hazardous materials, 165: 467-476.

21. Wiliams, B., Onsman, A. and Brow, T. 2010. Exploratory factor analysis: A five- step guide for novices, Journal of Emergency Primary Health Care, 8: 220-234.

22. Worrall, F., Burt, T.P. and Adamson, J.K. 2007. Change in runoff initiation probability over a severe drought in a peat soil Implications for flow paths, Journal of Hydrology, 345: 16– 26.

23. Yue, S. and Wang, C.Y. 2004. Scaling of Canadian low flows, Stochastic Environmental Research and Risk Assessment, 18: P 291-305.

24. Zaidman, M.D. 2003. Flow-duration-frequency Behavior of British rivers based on annual minimum data, Journal of Hydrology, 277, (3-4)195-213.