ارزیابی اثرات شدت مدت خشکسالی ها در مقیاس زمانی گوناگون بر نوسان های سطح آب زیرزمینی (مطالعه ی موردی: دشت نیشابور)

فصلنامه علمی مهندسی منابع آب

مقاله 1، دوره 4، شماره 9، خرداد و تیر 1390، صفحه 1-16   

نویسندگان

محمد نادریان فر^{* 1}؛ حسین انصاری²

¹دانشجوی دکترای گروه مهندسی آب دانشکده کشاورزی دانشگاه فردوسی مشهد

²استادیار و عضو هئیت علمی گروه مهندسی آب دانشکده کشاورزی دانشگاه فردوسی مشهد

تاریخ دریافت: 19 دی 1394،  تاریخ پذیرش: 19 دی 1394 

چکیده

دشت نیشابور در سال‌های اخیر با افت چشمگیر سطح آب زیرزمینی مواجه شده است. در نتیجه، نقش عوامل مدیریتی در این دشت دارای اهمیت می‌باشد. از آن‌جا که پراکندگی بارندگی و ویژگی‌های زمین شناسی، در نقاط گوناگون دشت متفاوتند، در این پژوهش برای بررسی اثر خشک و ترسالی‌ها بر نوسان‌های سطح آب زیرزمینی، ابتدا از بین چاههای مشاهده ای انتخاب شده در سطح دشت، با استفاده از تحلیل خوشه‌ای با کاربرد روش "وارد" (Ward)، 6 چاه مشاهده ای معرف برای هرخوشه از دشت انتخاب گردید (خوشه‌ی 1: سلطان آباد، خوشه‌ی 2: فیلخانه، خوشه‌ی 3: امان آباد، خوشه‌ی 4: اراضی مهندس، خوشه-ی 5: امیرآباد و خوشه‌ی 6: حسین آباد جنگل). سپس میانگین بارندگی در طول دوره‌ی 85-1352 در هر کدام از خوشه‌ها با استفاده از روش IDW محاسبه شد. نتایج آزمون من-کندال نشان دادند که شیب سطح آب زیرزمینی در هر 6 چاه مشاهده‌ای برای ماههای گوناگون دارای روند منفی می‌باشد. لذا، روند از سطح آب زیرزمینی چاه مشاهده ای معرف هر خوشه به روش برون یابی منحنی روند حذف گردید. نتایج همبستگی پیرسون بین بارش و سطح آب زیرزمینی فاقد روند نشان دادند که اثرات بارندگی بر سطح آب زیرزمینی به صورت سالانه تکرار می‌گردد؛ لذا، برای یافتن اثرات خشکسالی و ترسالی بر سطح آب زیرزمینی، از شاخص SPI استفاده شد. نتایج تحلیل‌ها نشان دادند که برای خوشه‌ی 1 تا 6 بیش‌ترینR2 بین سطح آب زیرزمینی فاقد روند و SPI با مقیاس زمانی به ترتیب 54، 42، 36، 48، 36 و 36 ماهه برابر با 405/0، 434/0، 063/0، 248/0، 362/0 و 211/0 می‌باشند. نتایج نشان می‌دهند که خوشه‌ی امان آباد تحت تاثیر حرکت جریان‌های آب زیرزمینی، بویژه تغذیه و حرکت آب‌های زیرزمینی از بخش شرقی دشت و ارتفاعات بینالود قرار دارد.
 

کلیدواژه‌ها

بارندگی؛ شاخص SPI؛ تحلیل خوشه‌ای؛ سطح آب زیرزمینی؛ برون یابی روند

مراجع

1- ایـــزدی، ع؛ ک. داوری؛ ا. علیـــزاده و ب. قهرمـــان. 1387.کـاربرد مـدل دادههـای ترکیبـی در پـیش بینـی سـطح آب زیرزمینی. مجله آبیاری و زهکشی ایران. 133-144 :(2) 2.

2- حسینی، آ؛ م. فرج زاده و س. ولایتی. 1384. تحلیل بحران آب درنیشابور با رویکرد برنامه ریزی محیطی. کمیته پژوهشات شرکت سهامی آب منطقه ای خراسان.

3- حمیدیانپور، م. 1384. تحلیل دوره های خشکسالی دشـت مشهد و میزان تاثیر آن بر منابع آب. پایان نامه جهـت دریافـت درجه کارشناسی ارشد. دانشگاه شهید بهشتی تهران.

4- سـجادی، ک. 1388. شــبیه سـازی جریـان آب زیرزمینــی دشــت نیــشابور بــا اســتفاده از مــدل PMWIN. پایــان نامــه کارشناسی ارشد. دانشگاه فردوسی مشهد.

5- علیــزاده، ا. 1385. اصــول هیــدرولوژی کــاربردی. مــشهد: انتشارات دانشگاه امام رضا (ع). 808 صفحه.

6- نادریـانفـر، م. 1389. بررسـی رونـد تغییـرات فراسـنجهای کیفی و کمی منابع آب زیرزمینی تحت شرایط اقلیمی گوناگون. پایاننامه کارشناسی ارشد. دانشگاه فردوسی مشهد.

7- ولایتی، س و س. توسلی.1370. منابع و مسائل آب خراسان. موسسه چاپ و انتشارات آستان قدس رضوی، مشهد.

8- Edwards, D. C. and T. B. McKee. 1997.Characteristics of 20th century drought in theUnited States at multiple time scales,Atmospheric Science Paper No. 634.

9- Hayes, M., D. A. Wilhite., M. Svoboda.,and Vanyarkho. 1999. Monitoring the 1996drought using the Standardized PrecipitationIndex. Bull. Amer. Meteor. Soc. 80: 429–438.

10- Khan, S., H. F. Gabriel., and T. Rana.2008. Standard precipitation index to trackdrought and assess impact of rainfall onwatertables in irrigation areas. Irrig. Drain.Syst. 22: 159–177.

11- Komuscu, A. U. 1999. Using the SPI toanalyze spatial and temporal patterns ofdrought in Turkey. Drought Network News.11: 7–13.

12- Lorenzo-Lacruz, J., S. M. VicenteSerrano.,J. I. Lopez-Moreno., S. Begueria.,and J. M. Garcia-Ruiz. 2010. The impact ofdrought water management on varioushydrological systems in the headwaters of the

Tagus River (central Spain). J. Hydrol. 386:13– 26.

13- McKee, T. B. N., J. Doesken., and J.Kleist. 1993. The relationship of droughtfrecuency and duration to time scales, EightConf. On Applied Climatology, Anaheim, CA.Am. Meteorol. Soc. 179–184.

14- McKee, T. B., N. J. Doesken, and J.Kleist, 1995. Drought monitoring withmultiple time scales. In: Proc. 9th Conf. onApplied Climatology, January 15 – 20, 1995.American Meteorological Society,Massachusetts. pp. 233 - 236.

15- Panda, D. K., A. Mishra., S. K. Jena., B.K. James., and A. Kumar. 2007. The influenceof drought and anthropogenic effects ongroundwater levels in Orissa, India. J. Hydrol.343: 140– 153.

16- Shahid, Sh., and M. K. Hazarika. 2009.Groundwater Drought in the Northwestern

District of Bangladesh. Water Resour.Manage. (In Press).

17- Szalai, S., C. S. Szinell., and J. Zoboki.2000. Drought Monitoring in Hungary. In:Early warning systems for drought

preparedness and drought management.WMO,Geneva. pp. 161-176.

18- Vicente-Serrano, S. M., and J. I. LopezMoreno.2005. Hydrological response todifferent time scales of climatological drought:an evaluation of the Standardized PrecipitatioIndex in a mountainous Mediterranean basin.Hydrol. Earth Syst. Sci. 9: 523–533.