بررسی تأثیر خشک‌سالی بر منابع آب زیرزمینی به‌منظور مدیریت بهینه بهره‌برداری، مطالعه موردی: دشت الشتر

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجوی دکترای، دانشگاه آزاد اسلامی، واحد علوم و تحقیقات تهران

2 استاد، دانشکده منابع طبیعی، دانشگاه تهران

3 استاد، دانشگاه آزاد اسلامی، واحد علوم و تحقیقات تهران

4 استادیار، دانشکده منابع طبیعی، دانشگاه تهران

چکیده

خشک‌سالی مخاطره آمیزترین پدیده طبیعی است. گرچه امکان جلوگیری از وقوع آن وجود ندارد، اما می‌توان با انجام اقداماتی اثرات منفی آن را کم نمود. یکی از سیستم‌هایی که به‌شدت تحت تأثیر خشک‌سالی واقع شده و کمتر مورد توجه قرار می‌گیرد، آب‌های زیرزمینی است. در این پژوهش، با استفاده از شاخص بارندگی معیار شده (SPI) در مقیاس‌های مختلف ماهانه، فصلی و سالانه و شاخص منبع آب زیرزمینی (GRI) درطول دوره آماری 1389-1370 وضعیت خشک‌سالی و تأثیر آن بر منابع آب زیرزمینی دشت الشتر بررسی شد. پس از انجام آزمون‌های همگنی روی داده‌های جمع‌آوری شده و رفع نواقص آماری به روش تفاضل و نسبت‌ها، شاخص‌های مذکور از طریق نرم‌افزار DIP در مقیاس‌های زمانی سالانه، فصلی و سه، شش، نه، 12، 18، 24 و 48ماهه محاسبه شد. در مرحله بعد با توجه به مقدار SPI و GRI محاسبه شده، وضعیت رطوبتی برای هر بازه زمانی تعیین شد. نتایج نشان می‌دهد  که روند خشک‌سالی هواشناسی و آب زیرزمینی دشت منفی است. همبستگی بین شاخص SPI در مقیاس‌های زمانی مختلف با اعمال و بدون اعمال تأخیر زمانی، با میانگین تراز سطح سفره آب زیرزمینی و شاخص GRI بررسی شد. تحلیل‌های آماری نشان داد که شاخص SPI در مقیاس زمانی 24ماهه بدون تأخیر زمانی با میانگین تراز سطح سفره آب زیرزمینی و شاخص GRI در سطح 0/01 معنی‌دار بوده و دارای بیشترین ضریب همبستگی است که حاکی از تأثیرگذاری خشک‌سالی بر آب زیرزمینی دشت الشتر می‌باشد. رابطه رگرسیون بین تراز متوسط سطح ایستابی و SPI-24 نشان داد که 64/4 درصد از واریانس تراز متوسط سطح ایستابی تحت تأثیر SPI-24 و 35/6 درصد متأثر از سایر عوامل است. با بررسی مجموع بزرگی خشک‌سالی (DM) معلوم شد که خشک‌سالی‌های هواشناسی و آب زیرزمینی به‌ترتیب بر فصول زمستان و پاییز منطبق هستند. بدون ‌شک مدیریت بهینه بهره‌برداری به‌خصوص در فصول بهار و تابستان اثر بسیار مهمی در جلوگیری از تخریب منابع آب زیرزمینی منطقه دارد.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Effect of drought on groundwater resources in order to optimize utilization management, case study: Plain Alashtar

نویسندگان [English]

  • Gholamreza Chamanpira 1
  • Gholamreza Zehtabian 2
  • Hasan Ahmadi 3
  • Arash Malekian 4
1 PhD Student, Sciences and Researches Unit, Islamic Azad University, Iran
2 Professor, Faculty of Natural Resources, University of Tehran, Iran
3 Professor, Sciences and Researches Unit, Islamic Azad University, Iran
4 Assistant Professor, Faculty of Natural Resources, University of Tehran, Iran
چکیده [English]

Drought is the most hazardous natural phenomenon. Although not preventable, its negative effects can be reduced through taking some measures. One of the systems severely affected by drought while less considered is the groundwater. In this study, drought status and its impact on groundwater resources was investigated in Alashtar Plain using Standardized Precipitation Index (SPI) at monthly, quarterly, and annual scales and the Groundwater Resource Index (GRI) during the statistical period of 1991-2010. After data collection, statistical errors were corrected by subtraction and ratios method. Then, to determine the status, SPI and GRI were calculated with DIP software on an annual, seasonal, and three, six, nine, 12, 18, 24, and 48-month time scales for Alashtar Plain. Then, according to SPI and GRI value, the moisture status were determined for each period. Results indicated that the trend of plain meteorological and groundwater drought is negative. Correlation between SPI at different time scales with and without the time delay and with average groundwater level and GRI was analyzed. Statistical analysis showed that SPI was significant at the level of 0.01, in the 24-month time scale without any time delay with mean groundwater level and GRI and had the highest correlation coefficient, suggesting the impact of drought on Alashtar plain groundwater. Regression relation between the mean level of the water table and SPI_24 showed that 64.4% of the variance at the mean level of water table was affected by SPI_24 and 35.6% was affected by other factors. Drought magnitude (DM) analysis showed that meteorological and groundwater droughts are consistent with winter and autumn, respectively. Undoubtedly, optimized utilization management, especially in spring and summer, may have a critical impact on preventing damages to the groundwater resources of the region.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Drought magnitude
  • Groundwater Resource Index
  • lag time
  • Standardized precipitation index
  • Statistical analysis