بررسی اثر عنصر بارش بر منابع آب زیرزمینی با استفاده از تحلیل سری‌های زمانی- مکانی خشکسالی (مطالعه موردی: دشت مشهد در حوزه آبخیز کشف رود)

جغرافیا و مخاطرات محیطی

مقاله 1، دوره 6، شماره 1 - شماره پیاپی 21، فروردین 1396، صفحه 19-44   

نوع مقاله: پژوهشی

شناسه دیجیتال (DOI): 10.22067/geo.v6i3.60760

نویسندگان

سمیرا نورمحمدی^{* 1}؛ سید محمد تاجبخش²؛ هادی معماریان²

¹دانشگاه بیرجند

²بیرجند

چکیده

عوامل مختلف طبیعی و انسانی در چند دهه اخیر باعث ایجاد شرایط بحرانی و افت سطح آب‌های زیرزمینی در بیشتر حوزه‌های آبخیز کشور از جمله استان خراسان رضوی شده است. در این تحقیق از تکنیک‌های تحلیل سری‌های زمانی‌مان-کندال و پتیت برای تحلیل روند شاخص‌ خشکسالی هواشناسی SPI و شاخص خشکسالی آب زیرزمینی PSI در دوره آماری 30 ساله (1393-1363) حوزه آبریز دشت مشهد استفاده شده است. جهت تحلیل مکانی وقوع خشکسالی هواشناسی و ارتباط آن با خشکسالی آب زیرزمینی نیز از روش‌های زمین آمار و تحلیل نقطه داغ استفاده گردید. نقشه‌های میان یابی شده شاخص SPI نشان داد که در سال‌های 79-78 تا 80-79، 85-84، 87-86، 90-89 و 93-92 حوزه آبریز مطالعاتی عمدتاً در طبقات فروخشک و خیلی خشک قرار می‌گیرد؛ اما نتایج تحلیل سری زمانی شاخص SPI در تمامی ایستگاه‌ها به‌جز ایستگاه اندرخ نشان می‌دهد که تغییرات تدریجی موجود در سطح پنج درصد معنی‌دار نیست؛ بنابراین حوزه آبخیز مشهد – چناران حداقل در طی سه دهه اخیر تغییرات تدریجی محسوسی را در میزان بارش و خشکسالی هواشناسی در اکثر ایستگاه‌های مورد مطالعه تجربه نکرده ‌است. تغییرات تدریجی سری زمانی شاخص PSI در چاه‌های مشاهداتی قاسم‌آباد، کلاته نادر، مسکران، نومهن و هاشم‌آباد غیرمعنی‌دار و در بقیه چاه‌ها (35 چاه) معنی‌دار می‌با‌شند. شاخص PSI در همۀ چاه‌ها به‌جز بلوار تلویزیون دارای روند کاهشی است. نقشه‌های پهنه‌بندی نیز نشان می‌دهند که شاخص PSI در دشت مورد مطالعه از سال‌های 64-1363 تا 79-1378 بیشتر در شرایط نرمال قرار گرفته و از سال‌های 79-1378 هر چه به سمت حال حاضر پیش می‌رویم در طبقه شرایط خطرناک و حداقل تاریخی قرار می‌گیرد. نتایج تحلیل همبستگی بین دو شاخص SPI و PSI نشان می‌دهد که در اکثر موارد و سال‌ها ارتباط ضعیفی بین خشکسالی هواشناسی و آب زیرزمینی وجود دارد و نمی‌توان ارتباط معنی‌دار قوی بین این دو پدیده در دشت ارائه کرد. همچنین بر اساس تحلیل سری‌های زمانی دبی سالیانه آب مهم‌ترین رودخانه‌های تغذیه کننده (که نشان دهنده روندی غیر معنی دار در دوره مطالعاتی است) باز هم نمی‌توان ارتباط معنی‌دار قوی بین خشکسالی هیدرولوژیکی و خشکسالی آب زیرزمینی در منطقه برقرار نمود. سطح آب زیرزمینی دشت مشهد-چناران از سال 1364 تا 1393 بیشتر از 25 متر افت را تجربه کرده که بیشترین آن در بین سال‌های 1378 تا 1382 بوده که بالغ بر 6 متر افت مشاهده شده است. تعداد حفر چاه در طول این چهار سال 1054 حلقه است که بیشترین میزان حفر چاه را در طول دوره آماری نشان می‌دهد؛ بنابراین برداشت بی‌رویه از منابع آب زیرزمینی را می‌توان عامل اصلی افت سطح سفره در دشت مشهد معرفی کرد.

کلیدواژه‌ها

افت سطح آبخوان؛ تحلیل سری زمانی؛ خشکسالی، میان یابی؛ SPI؛ PSI

مراجع

ایمانی، مهناز؛ طالبی اسفندارانی، علی؛ 1390. بررسی آثار خشکسالی بر تغییرات سطح سفره آب زیرزمینی دشت بهاباد یزد با استفاده از شاخص‌های SPI و GRI. چهارمین کنفرانس مدیریت منابع آب ایران.

بهنیافر، ابولفضل؛ قنبرزاده، هادی؛ اشراقی، علی؛ 1389. بررسی عوامل مؤثر در فرونشست‌های دشت مشهد و پیامدهای ژئومورفیک آن. فصل نامه جفرفیا و برنامه‌ریزی شهری چشم انداز زاگرس. سال دوم. شماره 5. پاییز 1389.

ترشیزیان، حبیب اله؛ آقابیگی، محمد؛ برزکار، اسماعیل؛ 1386. امکان استفاده از قنوات مترو که جهت تغذیه مصنوعی آب‌های زیرزمینی در دشت مشهد.

جهانی، سمانه؛ دلبری، معصومه؛ 1388. ارزیابی و برآورد بیشترین بارش 24 ساعته در استان گلستان، همایش ملی مدیریت بحران آب. دانشگاه آزاد اسلامی واحد مرودشت، اسفندماه 1388.

حسنی‌پاک، علی اصغر؛ 1392. زمین آمار (ژئواستاتیستیک)، دانشگاه تهران.

دفتر مطالعات آب‌های زیرزمینی، (1388. گزارش پیشنهاد تمدید ممنوعیت دشت مشهد.

رضوانیان، سمیه؛ اسدی، تورج؛ گودرزی، حسام الدین؛ 1392. بررسی تأثیر خشکسالی بر منابع آب زیرزمینی دشت مشهد. سومین همایش ملی سلامت محیط زیست توسعه پایدار، دانشگاه آزاد اسلامی واحد بندرعباس.

ارع ابیانه، حمید؛ بیات ورشکی، مریم. و معروفی، صفر؛ 1391. بررسی نوسانات عمق آب زیرزمینی در دشت ملایر، نشریه دانش آب و خاک، 22 (2):173-190.

طائی سمیرمی، مجید؛ فاتحی‌مرج، احمد؛ میرنیا، سید خلاق؛ 1391. بررسی اثرات تغذیه مصنوعی بر توزیع زمانی و مکانی خشکسالی‌های هیدروژئولوژیک با استفاده از شاخص حالت پیزومتریک (مطالعه موردی: دشت گربایگان، استان فارس)"، مجله تحقیقات منابع آب ایران، سال هشتم، شماره 1، بهار و تابستان.

سبزی‌پرور، علی اکبر؛ کاظمی، آزاده؛ معروفی، صفر؛ غفوری، محمد؛ بذرافشان؛ 1389. ارزیابی تطبیقی هفت نمایه خشکسالی هواشناسی با استفاده از روش تحلیل خوشه‌ای، مجله علوم و تکنولوژی محیط‌زیست، دوره دوازدهم، شماره یک، بهار.

سلاجقه، علی؛ نجفی حاجی‌پور، منصور؛ و فتح آبادی، ابوالحسن؛ 1388. تحلیل خشکسالی با استفاده از شاخص SPI و زنجیره مارکوف مطالعه موردی: استان چهار محال و بختیاری، پنجمین همایش ملی علوم و مهندسی آبخیزداری ایران، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان.

سربازی، محبوبه؛ مهدوی، محمد؛ فیض نیا، سادات؛ و قزل سوفلو، عباسعلی؛ 1388. پهنه‌بندی کیفیت آب‌های زیرزمینی دشت مشهد، پایان نامه کارشناسی ارشد، پردیس کشاورزی و منابع طبیعی، دانشگاه تهران.

سلیمانی، مهدی؛ قاسمیه، هدی؛ ساداتی نژاد، سیدجواد؛ میرزاوند، محمد؛ 1392. بررسی اثر خشکسالی هیدرولوژیک بر نوسانات آب زیرزمینی با استفاده از شاخص PSI، پنجمین کنفرانس مدیریت منابع آب ایران، دانشگاه شهید بهشتی - انجمن علوم و مهندسی منابع آب ایران.

شرکت سهامی آب منطقه‌ای خراسان رضوی؛ 1389. گزارش تعیین وضعیت آب زیرزمینی دشت مشهد.

شکیبا، علیرضا؛ میرباقری، بابک؛ خیری، افسانه؛ 1389. خشکسالی و تأثیر آن بر منابع آب زیرزمینی در شرق استان کرمانشاه با استفاده از شاخص SPI، جغرافیا، فصلنامه علمی – پژوهشی انجمن جغرافیای ایران، 8 (25)، 20.

کریمی، ولی‌الله؛ حبیب‌نژاد روشن، محمود؛ آبکار، علی جان؛ 1390. بررسی شاخص‌های خشکسالی هواشناسی در ایستگاه‌های سینوپتیک مازندران، فصلنامه علمی پژوهشی مهندسی آبیاری و آب، سال دومف شماره 5 پاییز

صفائی، حمید؛ اصغری، کیوان. و صفوی، حمیدرضا؛ 1392. مقایسۀ شاخص خشکسالی منابع آب زیرزمینی (GRI) با شاخص بارش استاندارد (SPI) مطالعه موردی: آبخوان کوهپایه- سگزی، هفتمین کمگره ملی مهندسی عمران، دانشکده مهندسی شهید نیکبخت، زاهدان 17 و 18 اردیبهشت ماه.

گرجستانی، کیان؛ اخترپور، علی؛ ابریشمی، سعید؛ 1394. مطالعه آزمایشگاهی و عددی تأثیر افزایش رطوبت ناشی از بالا آمدگی سطح آب زیرزمینی مشهد بر پایداری، یک گود پایدار سازی به روش Anchorage، پایان نامه کارشناسی ارشد، پردیس دانشگاهی، دانشگاه فردوسی مشهد.

لشگری‌پور، غلامرضا؛ سویزی، زینب؛ پیوندی، زکیه؛ 1384. افت سطح آب زیرزمینی و نشست زمین در دشت مشهد، مجموعه مقالات همایش انجمن زمین شناسی ایران، دانشگاه تربیت معلم تهران.

مقدم، علیرضا؛ قلعه‌بان‌تکمه‌داش، میلاد؛ اسماعیلی، کاظم؛ 1391. بررسی روند تغییرات زمانی و مکانی پارامترهای کیفی آب دشت مشهد با استفاده از سیستم اطلاعات جغرافیایی، مجله پژوهش‌های حفاظت آب و خاک، جلد بیستم، شماره سوم، 1392.

مساعدی، ابوالفضل؛ کوهستانی؛ نسیرین؛ 1389. تحلیل روند تغییرات دبی رودخانه‌های استان گلستان با استفاده از روش‌های پارامتری و ناپارامتری، چهارمین کنفرانس منطقه‌ای تغییر اقلیم.

نادریان‌فر، محمد؛ انصاری، حسین؛ ضیایی، علی‌قلی؛ داوری، کامران؛ 1390. بررسی روند تغییرات و نوسانات سطح آب زیرمینی در حوزه آبریز نیشابور تحت شرایط اقلیمی مختلف، سال اول، شماره 3، بهار 1390.

نورمحمدی، سمیرا؛ معماریان، هادی؛ 1394. بحران آب دشت مشهد، عوامل، پیامدها و راهکارها، اولین همایش ملی بحران آب و مدیریت آن در مناطق خشک ایران.

یاسمنی، سمانه؛ محمدزاده، حسین؛ مساعدی، ابوالفضل؛ 1391. بررسی اثر خشکسالی بر تغییرات سطح آب زیرزمینی دشت تربت جام- فریمان با بکارگیری شاخص‌های SPI و GRI.

وردی پورآزاد، آیلین؛ آذرخشی، مریم؛ مساعدی، ابولفضل؛ فرزادمهر، جلیل؛ 1393. " بررسی اثر خشکسالی هواشناسی بر تغییرات سطح آب زیرزمینی دشت مشهد با استفاده از شاخص‌های SPI و GRI. کنفرانس بین المللی توسعه پایدار، راه‌کارها و چالش‌ها، تبریز.

Adunola,O.A.,2014.Evaluation of urban residential thermal comfort in relation to indoorand outdoor air temperatures in Ibadan, Nigeria. Building and Environment75, 19-20

Aras,H.,Aras, N., 2004. Forecasting residential natural gas demand. Energy Sources26, 463-472

Bani-Domi, M., 2005. Trend analysis of temperatures and precipitation in Jordan. Social Sciences & Humanities17, 15-36.

Collins, D. A., Della-Marta, P. M., Plummer, N.,Trevin,B. C.,2000. Trends in annual frequencies of extreme temperature events in Australia. Australian Meteorological Magazine49,277-292

Gil, S.,Deferrari, J., 2004. Generalized model of predication of natural gas consumption. Journal of Energy Resources Technology126, 90-96

IPCC.,2001. Climate Change 2001.The Scientific Basis.Contribution of Working Group I to the third assessment reportof the Intergovernmental Panel on Climate Change.Cambridge University Press 83.

Kalkstein, L.S., Valimont,K.M., 1986. An evaluation of summer discomfort in the United States using a relative climatological index. Bulletin of the American Meteorological Society 7, 842-848

Martilli, A., 2014. An idealized study of city structure, urban climate, energy consumption, and air quality. Urban Climate2, 430-446

Sarak, H.,Satman, A.,2003. The method ofdegree-day for estimate the residential heating natural gas consumption in Turkey study. Energy25, 929-939

Perini,K., &Magliocco,A.,2014. Effects of vegetation, urban density, building height, and atmospheric conditions on local temperatures and thermal comfort. Urban Forestry & Urban Greening 3, 495-506

Takahashi,H., 1990. Migration of the cold air mass related to rain belt formation of the Chinese continent and atmospheric systems during the Baiu season (in Japanese). Geographical Review of Japan64, 10-24