بررسی تغییرات زمانی و اثر خشکسالی هواشناسی بر منابع آب زیرزمینی دشت کرمان با استفاده از شاخص‌های بارش استاندارد (SPI) و منابع آب زیرزمینی (GRI)

نوع مقاله : پژوهشی

نویسندگان

1 استادیار گروه اکولوژی، پژوهشگاه علوم و تکنولوژی پیشرفته و علوم محیطی، دانشگاه تحصیلات تکمیلی صنعتی و فناوری پیشرفته، کرمان، ایران

2 استادیار، گروه اکولوژی، پژوهشگاه علوم و تکنولوژی پیشرفته و علوم محیطی، دانشگاه تحصیلات تکمیلی صنعتی و فناوری پیشرفته، کرمان، ایران.

3 استادیار گروه محیط‏ زیست، پژوهشگاه علوم و تکنولوژی پیشرفته و علوم محیطی، دانشگاه تحصیلات تکمیلی صنعتی و فناوری پیشرفته، کرمان، ایران

چکیده

با توجه به اهمیت فراسنج‏های اقلیمی، به‏ویژه بارندگی و تأثیر آن بر منابع آب، این تحقیق با هدف بررسی خشکسالی هواشناسی و تأثیر آن بر منابع آب زیرزمینی دشت کرمان طی دورۀ زمانی 18 ساله (1375‏ـ 1392) انجام شد و مقادیر شاخص بارش استاندارد در ایستگاه باران‏سنجی کرمان و شاخص منبع آب زیرزمینی دشت، در مقیاس‏های زمانی چندگانه (1، 3، 6، 9،‏ 12‏، 18‏، 24 و 48 ماهه) به‏دست آمد. نتایج آزمون همبستگی بین شاخص منبع آ‏ب زیرزمینی و شاخص بارش استاندارد طی دورۀ زمانی مطالعه‏شده بدون تأخیر زمانی و نیز با تأخیر زمانی یک تا 12 ماهه نشان داد شاخص منبع آ‏ب زیر‏زمینی، شش و 18 ماهه با بارش استاندارد، 48 ماهه با ضریب همبستگی 628/0 و 631/0 بدون تأخیر زمانی و شاخص منبع آب زیرزمینی، 48 ماهه با شاخص بارش استاندارد همین دوره با تأخیر زمانی شش‏ ماهه ضریب همبستگی 686/0 دارد. بررسی مدل رگرسیونی نشان داد حداکثر 57 درصد تغییرات شاخص منبع آب زیر‏زمینی (48‏ ماهه) توسط شاخص بارش استاندارد (48 ماهه با تأخیر زمانی شش‏ماهه) قابل تبیین و توجیه است. این مهم به تأثیر سایر عوامل از جمله برداشت بی‏رویه از منابع آب زیرزمینی بر افت سفرۀ آب زیرزمینی و میزان شاخص منبع آب زیرزمینی مرتبط است. نقشۀ هم‏افت سطح آب زیرزمینی نشان‏دهندۀ افت سطح آب زیر‏‏‏زمینی در سطح دشت به‏طور متوسط 20 متر و بالاآمدگی سطح آب زیر‏‏زمینی در محدودۀ شهر کرمان به میزان 14 متر در دورۀ آماری مطالعه‏شده است.

کلیدواژه‌ها

موضوعات

عنوان مقاله [English]

Investigating the temporal variation and meteorological drought effect on groundwater resources in Kerman plain using SPI and GRI indices

نویسندگان [English]

  • Sedigheh Mohammadi 1
  • Farzin Naseri 2
  • Hamid Nazaripour 3
1 Assistant professor, Department of Ecology, Institute of Science and High Technology and Environmental Sciences, Graduate University of Advanced Technology, Kerman, Iran
2 1. Department of Ecology, Institute of Science and High Technology and Environmental Sciences, Graduate University of Advanced Technology, Kerman, Iran.
3 Department of Environment, Institute of Science and High Technology and Environmental Sciences, Graduate University of Advanced Technology, Kerman, Iran.
چکیده [English]

Whereas climatic parameters find importance due to their impacts on water resources, therefore this research was done carried out for investigating of meteorological drought and its impacts on Kerman groundwater resources in the eighteen- year’s period (1997-2014). In this regard Standardized Precipitation Index (SPI) values in Kerman meteorological station and Groundwater Resource Index (GRI) of plain in different time scales (1, 3, 6, 9, 12, 18, 24 and 48 months) was calculated. The results of correlation test between GRI index in different time scales and SPI index in the time period under research without any delay and with a time lag of one to twelve months showed that 6 and 18 months GRI index have significantly related to 48 month SPI index with 0.628 and 0.631 Pearson coefficients, respectively and also 48 months GRI index was correlated to 48 months SPI index with 6 month lag time and its Pearson coefficient was 0.686. The results of regression model showed that up to 57 percent of variations in GRI index explained and justified by SPI index. This is due to other factors such as uncontrolled exploitation of groundwater resources on the loss of groundwater and groundwater index linked. Iso-decline maps showed that the decline in groundwater levels across the plain, an average of 20 meters and rising in ground water levels in the range of Kerman city by 14 meters.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Correlation and Regression analysis
  • Kerman Plain
  • Standardized Precipitation Index
  • Groundwater Resource Index

مراجع

Mishra AK, Singh VP. A review of drought concepts. J Hydrol. 2010; 391(1-2): 202–216.
[2]. Keneth HF. Climate Variation Drought and Desertification. W. M. O. Annual Report. Jevenva; 2003.
[3]. Karang Li. Drought early Warning and Impact Assessment in China. Proceeding of an Export Group meeting; 2004.
[4]. Kordavani P. Drought and ways to cope with it in Iran. 1nd ed. Tehran. Tehran University Press; 2001. [Persian]
[5]. Li Bailing, Rodell M. Evaluation of a model-based groundwater drought indicator in the conterminous U.S. J. Hydrol. 2015; 526(1-2): 78-88.
[6]. Peters E, Bier G, Van Lanen HAJ, Torfs PJJF. Propagation and spatial distribution of drought in a groundwater catchment. J. Hydrol. 2006; 321(1-4): 257-275.
[7]. Malins D, Metternicht G. Assessing the spatial extent of dry land salinity through fuzzy modeling. Ecol. Modell. 2006; 193(3-4): 387-411.
[8]. Abdinejad GhA. Research in to Effective Factors on Desertification and Drought. Jungle and Range. 2009; 78(1): 8-10. [Persian]
[9]. Tallaksen LM, Van Lanen HAJ. Hydrological Drought: Processes and Estimation Methods for Streamflow and Groundwater. 1nd ed. Netherlands. Elsevier Press; 2004.
[10]. Mckee T B, Doesken NJ, Kleist J. The relationship of drought frequency and duration to time scales. Proprints. 8th Conference of Applied Climatology. California: Anaheim; 1993.
[11].Ghare Sheykhloo AH, Khosravani Shiri Z, Arabali A. Monitoring and zonation of drought for optimized water resources management. Third Confrence of water resources management. Tabriz: Tabriz university; 2009. [Persian]
[12]. Mendicino G, Senatore A, Versace P. A Groundwater Resource Index (GRI) for drought monitoring and forecasting in a Mediterranean climate. J. Hydrol. 2008; 357(1-2): 282-302.
[13]. Adhikary SK, Das SK, Saha GC, Chaki, T. Groundwater drought assessment for barind irrigation project in northwestern Bangladesh. 20th International Congress on Modelling and Simulation. Adelaide: Australia; 2013.
[14]. Seeboonruang U. Impact assessment of climate change on groundwater and vulnerability to drought of areas in Eastern Thailand. Environ. Earth Sci. 2015; 75(1):42-62.
[15]. Hao Z, Hao F, Singh V, Xia Y, Ouyang W, Shen X. A theoretical drought classification method for the multivariate drought index based on distribution properties of standardized drought indices. Adv. Water Resour. 2016; 92(4): 240-247.
[16]. Šebenik U, Brilly M, Šraj M. Drought Analysis using the Standardized Precipitation Index (SPI). Acta Geogr Slov. 2017; 57(1): 31-49.
[17]. Seyf M, Mohamadzade H, Mosaedi A. Evaluating the impacts of drought on groundwater resources in Fasa aquifer using SPI, GRI and SECI. Water Resources Engineering. 2013; 5(13): 45-59. [Persian]
[18]. Chaman pira GH, Zehtabian Gh, Ahmadi H, Malekian A. Research in to drought effects on groundwater resources for optimized Utilization management, case study: Plain Alashtar. Watershed Engineering and Management. 2015; 6(1): 10-20. [Persian]
[19]. Ahmadi Akhoorme M, Nohegar A, Soleimani Motlagh M, Taie Semiromi,M. Groundwater drought investigating using SWI and GRI indices (Case study: Marvdasht Kharameh Aquifer). Journal of irrigation and water engineering. 2015; 6(21): 105-118. [Persian]
[20]. Bakhtiare Enayat B, Malekian A, Salajegheh A. Time and Lag Correlation Analysis between Climate Drought and Hydrological Drought in Hashtgerd Plain. Iranian Journal of Soil and Water Research. 2016; 46(4):609-616. [Persian]
[21]. Mahdavi M. Applied Hydrology. Vol. 1. 4nd ed. Tehran: University of Tehran Press;2003.
[22]. Mohamadi S, Salajegheh A, Mahdavi M, Bagheri R. An investigation on spatial and temporal variations of groundwater level in Kerman plain using suitable geostatistical method (During a 10-year period), Iranian Journal of Range and Desert Reseach. 2012; 19 (1): 60-71. [Persian]
 
[23].Wilhite DA, Glantz MH. Understanding the drought phenomenon: The role of definitions. Water Int. 1985;10: 111–120.
[24]. Tabatabaei, S.M.F. Living things. 384 pp.Enteshar Sahami. 2006.
[25]. Shahidasht AR, Abbasnejhad, A. Survey of groundwater resources in Kerman province plain. Journal of applied geology, 2011; 7 (2): 131-146.
اکوهیدرولوژی
دوره 5، شماره 1
فروردین 1397
صفحه 11-22

فایل ها

سابقه مقاله

  • تاریخ دریافت: 30 بهمن 1395
  • تاریخ بازنگری: 12 اردیبهشت 1396
  • تاریخ پذیرش: 30 خرداد 1396

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار