سامانه پشتیبانی خدمات اطلاعات

  اخبار و اعلانات

 آمار

تعداد نشریات161
تعداد شماره‌ها6,533
تعداد مقالات70,519
تعداد مشاهده مقاله124,134,039
تعداد دریافت فایل اصل مقاله97,240,197
احمدی, محمود, حسینی نیا, نعمت الله. (1401). تحلیل تغییرات زمانی – مکانی شاخص کمبود آب در استان خوزستان در یک دهه گذشته. , 54(3), 387-401. doi: 10.22059/jphgr.2022.339321.1007689
محمود احمدی; نعمت الله حسینی نیا. "تحلیل تغییرات زمانی – مکانی شاخص کمبود آب در استان خوزستان در یک دهه گذشته". , 54, 3, 1401, 387-401. doi: 10.22059/jphgr.2022.339321.1007689
احمدی, محمود, حسینی نیا, نعمت الله. (1401). 'تحلیل تغییرات زمانی – مکانی شاخص کمبود آب در استان خوزستان در یک دهه گذشته', , 54(3), pp. 387-401. doi: 10.22059/jphgr.2022.339321.1007689
احمدی, محمود, حسینی نیا, نعمت الله. تحلیل تغییرات زمانی – مکانی شاخص کمبود آب در استان خوزستان در یک دهه گذشته. , 1401; 54(3): 387-401. doi: 10.22059/jphgr.2022.339321.1007689

تحلیل تغییرات زمانی – مکانی شاخص کمبود آب در استان خوزستان در یک دهه گذشته

پژوهش های جغرافیای طبیعی
دوره 54، شماره 3، آبان 1401، صفحه 387-401    اصل مقاله (1.69 M)
نوع مقاله: مقاله کامل
شناسه دیجیتال (DOI): 10.22059/jphgr.2022.339321.1007689
نویسندگان
محمود احمدی* 1؛ نعمت الله حسینی نیا2
1دانشیار آب و هوا شناسی دانشگاه شهید بهشتی، دانشکده علوم زمین
2دانشجوی کارشناسی ارشد رشته اقلیم شناسی محیطی دانشگاه شهید بهشتی تهران
چکیده
یکی از مهمترین نگرانی ها جهان امروز بحث در خصوص تغییرات آب و هوایی و پیامدهای ناشی از آن است. هدف از این پژوهش بررسی تغییرات زمانی مکانی شاخص کمبود آب TSDI در استان خوزستان است. در این پژوهش از داده‌های ایستگاه هواشناسی مقادیر بارندگی ماهانه و داده های ناهنجاری های کلی ذخیره آب (TWSA)حاصل از ماهوارهGRACE-CSR در بازه ی(2016-2002)استفاده گردید. سپس با استفاده از مقادیر بارش ماهانه شاخص بارش استاندارد (SPI)و با استفاده ازمقادیر TWSA شاخص کمبود ذخیره کلی (TSDI)محاسبه گردید. نتایج نشان داد خشکسالی از سال 2008 شروع و تا سال 2016 ادامه داشته، که در این بین سال 2009در SPI-24ماهه با قرار گیری 68% از مساحت منطقه در طبقه خشکسالی شدید به عنوان شدیدترین سال‌ از نظر خشکسالی شناخته شده. شروع مقادیر سالانه شاخص کمبود آب در سال 2008 و پایان آن سال 2016 بوده که در این ‌بین سه خشکسالی مشاهده شد. سال 2012 با مقدار5.66- در طبقه بسیار شدید. هر چه از سال 2008 به سال 2016 نزدیک شویم شدیدتر می‌شود. درصد همبستگی بین شاخص‌های SPI-12 و SPI-24 با شاخص TSDI به ترتیب برابر با 0.54 و 0.73 است. با توجه به این ضرایب شاخصSPI-24 ماهه بیشترین درصد همبستگی را با شاخصTSDI داشته است.
کلیدواژه‌ها
کمبود آب؛ تغییرات زمانی و مکانی شاخص کمبود ذخیره کلیTSDI؛ شاخص بارش استاندارد شدهSPI؛ استان خوزستان
عنوان مقاله [English]
Analysis of temporal-spatial changes of water deficit index in Khuzestan province in the last decade
نویسندگان [English]
mahuod ahmadi1؛ Nematullah Hosseini Nia2
1Associate Professor of Climatology in Shahid Beheshti University, Tehran, Iran
2Master student of Environmental Climatology, Shahid Beheshti University of Tehran
چکیده [English]
Extended Abstract
Introduction
Drought as a long-term stage of water scarcity is a challenging issue in water resources management and a very widespread natural disaster. Being aware of the drought situation can significantly reduce the risk of losses caused by this phenomenon through predicting and zoning the severity of the drought. One method of determining drought is the Standardized Precipitation Index (SPI), which was proposed by (McKay et al., 1993), for drought monitoring in the Colorado area. The SPI index is one of the appropriate indices to be used due to its advantages in the regional analysis of drought and the temporal relationship between events.
 
Materials and methods
First, TWSI data were downloaded from GRACE-CSR satellite. The TWSI data obtained from GRACE satellite were received using coding in Google Earth engine in EXCEL format and were provided for the entire province of Khuzestan. Since the TSDI index provides a comprehensive picture of drought, TSDI values had to be calculated after reviewing the TWSA data from Google Earth Engine. To calculate this index, TSD and cumulative TSD values were calculated first. Then, the total water shortage was calculated cumulatively. In addition, the 15-year SPI index (2002-2006) was used to study drought in Khuzestan province in this study. To do this, from the stations that had better conditions in terms of data, 11 stations were selected and SPI-6-12-24 was obtained through DIP software for each of the selected stations on a monthly and annual basis.
 
Results and Discussion
Drought study of SPI-12-24 in Khuzestan province showed that the onset of drought in this province started in 2008 or 2009 and continued until 2013 or 2016. Among all the stations, 2009 and 2012 were the most severe years in terms of drought and in most of the stations in SPI-12-24 these two years were the driest years in the drought periods, and they were in drought conditions in all these stations during these two years. In terms of drought severity, Safi Abad, Omidiyeh, Ahvaz and Abadan stations were all ranked first to fourth with very severe drought. With regard to time, November and January in SPI-12 with frequency of 4 and May, July, August and September in SPI-24 were the most affected by standard precipitation drought. The TWSA values for Khuzestan province from 2002 to 2016 showed that according to this figure, the value of TWSA in this area found a negative trend from April 2008 to December 2016. in Khuzestan province from 2008 to 2016, three dry periods were observed, which are from April 2008 to January 2010, April 2010 to January 2014 and May 2014 to December 2016. The lowest TWSI values in each period were -11.27, -13.03, and -10.58 mm.
 
Conclusion
In this study, spatial-temporal changes of TSDI water deficit index in Khuzestan province were investigated. To do this, first the monthly index SPI-12-24 was calculated using the monthly rainfall values of 11 meteorological stations for the whole region in the period 2002 to 2016 using the DIP software. Then, to calculate the TSDI index, the data of total water storage anomalies obtained from GRACE-CSR satellite were used. Drought survey of SPI-12-24 in Khuzestan province showed that drought in this province started in 2008 or 2009 and continued until 2013 or 2016. Among all the stations, 2009 and 2012 were the most severe years in terms of drought, and in most stations in SPI-12-24 were the driest years in the drought periods. In terms of severe drought, Safiabad, Omidieh, Ahvaz and Abadan stations all ranked first to fourth with very severe drought. November and January in SPI-12 and August and September in SPI-24 were mostly affected by standard rainfall drought, with 2% of the area in normal condition, 27% in moderate drought condition, 68% in severe drought condition and 3% in a very severe drought situation, meaning that most of Khuzestan province was covered by severe and very severe drought. The study of water shortage in Khuzestan province showed that in Khuzestan province, August, January, and April were the most affected by water shortage and August with -6/89, the driest month in the whole statistical period was studied, which according to the classification The TSDI index is in a very strong category. In terms of seasonality in winter, due to the fact that the amount of groundwater was strengthened in this season, its amount changes sinusoidally and sometimes it was in a moderate position and sometimes in a very severe category. Among the seasons, autumn had the least changes compared to the other seasons and was located in the middle to upper class.
کلیدواژه‌ها [English]
Water scarcity, temporal and spatial changes of TSDI general stock deficit index, SPI standardized precipitation index, GRACE satellite and Khuzestan province
مراجع
  1. اقتدارنژاد، م.؛ بذرافشان، ا. ا.، صادقی لاری، ع. (1395). ارزیابی تطبیقی شاخص‌های SPI، RDI و SDI در تحلیل مشخصه ‍ خشک‌سالی هواشناسی و هیدرولوژیکی (مطالعه موردی: دشت بم). دانش آب‌وخاک، 26(4.2)، 69-81.
  2. ثنایی نژاد سید حسین؛ انصاری، حسین؛ داوری، کامران و مرید، سعید. (1382). پایش و ارزیابی شدت دوره‌های خشک مشهد در مقیاس‌های زمانی متفاوت با استفاده از شاخص استانداردشده بارندگی SPI ‌. علوم خاک و آب، 17(2)، 209-201.
  3. حسینی موغاری، س. م.؛ عراقی نژاد، ش. و ابراهیمی, ک. (1398). کاربرد مشاهدات ماهواره‌ای GRACE در پایش خشک‌سالی (مطالعه موردی: حوضة آبریز مرکزی کشور). تحقیقات منابع آب ایران، 15(1)، 92-103.
  4. رضایی, ح.؛ خان‌محمدی، ن.؛ منتظری، م. و بهمنش، ج. (1397). ارزیابی انتخاب تابع توزیع احتمالاتی مناسب در استفاده از شاخص‌های خشک‌سالی SPI و RDI. دانش آب‌وخاک، 28(1)، 29-40.
  5. سلیمانی ساردو، زارعی. (2019). پایش خشک‌سالی با استفاده از داده‌های سنجنده MODIS و مقایسه با شاخص هواشناسی SPI در دوره‌های کوتاه‌مدت (مطالعه موردی: حوزه آبخیز جازموریان).‍‍پژوهشنامه مدیریت حوزه آبخیز،10(20)، 250-261.‌
  6. سنگین آبادی، ح.؛ ثقفیان، ب. و دلاور، م. (1398). پایش و ارزیابی ویژگی‌های خشک‌سالی آب زیرزمینی در آبخوان‌های با بیلان منفی. تحقیقات منابع آب ایران، 15(3)، 0-0.
  7. شکوهی، ع. (1391). مقایسه شاخص‌های RDI و SPI برای تحلیل خشک‌سالی کشاورزی (مطالعه موردی: قزوین و تاکستان). مهندسی آبیاری و آب ایران، 3(9)، 12-1.
  8. مزیدی، احمد؛ امیدوار؛ کمال و حسینی، سیدسلام. (1400) بررسی خشک‌سالی و ترسالی ایستگاه هواشناسی اصفهان با استفاده از شاخص SPI. جغرافیا و روابط انسانی، 4(1)، 114-126.‌
  9. نعمتی, ا.؛ قریشی نجف‌آبادی, س. ح.؛ جودکی, غ. و موسوی ندوشنی، س. س. (2019). ارزیابی شاخصه‌های خشک‌سالی کشاورزی در حوزه آبریز فلات مرکزی ایران با استفاده از ماهواره گرانی‌سنجی. تحقیقات آب‌وخاک ایران، 50(2)، 313-327.

 

 

  1. Abart, C. (2005). Assessment of solution strategies for GRACE gravity fieldprocessing. Institute of Navigation and Satellite Geodesy. Graz: Graz University of
  2. Bai, J., Yuan, Y., & Di, L. (2017). Comparison between TVDI and CWSI for drought monitoring in the Guanzhong Plain, China. Journal of Integrative Agriculture 16(2), 389-397.
  3. Bayissa, Y., Tadesse, T., Demisse, G., & Shiferaw, A. (2017) Evaluation of satellite-based rainfall estimates and application to monitor meteorological drought for the Upper Blue Nile Basin, Ethiopia. Remote Sensing 9(7), 650-669.
  4. Cao, Y., (2015). GRACE gravity satellite observations of terrestrial water storage changes for drought characterization in the arid land of northwestern China. Remote Sensing 7(1), 1021-1047.
  5. Chen, X., (2018). Drought and Flood Monitoring of the Liao River Basin in Northeast China Using Extended GRACE Data. Remote Sensing 10(8), 11-68.
  6. eghtedarnezhad, M., Bazrafshan, A. A., & Sadeghi Lari, A. (2016). Comparative evaluation of SPI, RDI and SDI indices in meteorological and hydrological drought characteristics analysis (Case study: Bam plain). Soil Science, 26 (4.2), 69-81.
  7. Hayes, M., Svoboda, M., Wall, N., & Widhalm, M. (2011). The Lincoln declaration on drought indices: universal meteorological drought index recommended. Bulletin of the American Meteorological Society, 92(4), 485-488.
  8. Hosseini Moghari, S. M., Iraqi Nejad, Sh., & Ebrahimi, K. (2019). Application of GRACE satellite observations in drought monitoring (Case study: Central catchment). Iranian Water Resources Research,15(1), 92-103.
  9. Kao, S.C., & Govindaraju, R. S. (2010). A copula-based joint deficit index for droughts. Journal of Hydrology, 380(1-2), 121-134.
  10. Leblanc, M., Tregoning, P., Ramillien, G., Tweed, S., & Fakes, A. (2009). Basin-scale, integrated observations of the early 21st century multiyear drought in southeast Australia. Water Resource Research, 45(4), 1-12.
  11. Mazidi, A., Ahmad, Omidvar, Kamal, Malek Ahmadi, Hosseini, Seyed Salam. (2021). Drought and wet season study of Isfahan meteorological station using SPI index. Geography and Human Relations, 4 (1), 114-126.
  12. McKee, T. B., Doesken, N. J., & Kleist, J. (1993). The relationship of drought frequency and duration to time scales. Paper presented at the Proceedings of the 8th Conference on Applied Climatology.
  13. Nemati, A., Qureshi Najafabadi, S. H., Judaki, G., & Mousavi Nadushni, S. s. (2019). Evaluation of agricultural drought characteristics in the catchment area of the Central Plateau of Iran using gravimetric satellites. Iranian Soil and Water Research, 50 (2), 313-327.
  14. Nie, N., Zhang, W., Chen, H., and Guo, H. (2017). A Global Hydrological Drought Index Dataset Based on Gravity Recovery and Climate Experiment (GRACE) Data. Water Resources Management, 32(4), 1275-1290.
  15. Ramillien, G., Famiglietti, J. & Wahr, J. (2008). Detection of continental hydrology and glaciology signals from GRACE: A review. Surveys in Geophysics, 29(4-5), 361–374.
  16. Reager, J.T. & Famiglietti J. (2009). Global terrestrial water storage capacity and flood potential using GRACE. Geophysics Research Letters 36(23), 1-12.
  17. Rezaei, H., Khan Mohammadi, N., Montazeri, M., Behmanesh, J. (2018). Evaluation of selecting the appropriate probabilistic distribution function in the use of SPI and RDI drought indices. Soil Knowledge, 28 (1), 29-40.
  18. Rodell, M., Chen, J., Kato, H., S. Famiglietti, J., Nigro, J., & R. Wilson, C. (2007). Estimating groundwater storage changes in the Mississipi river basin (USA) using GRACE. Hydrology, 11, 159-166.
  19. Sakumura, C., Bettadpur, S., & Bruinsma, S. (2014). Ensemble prediction and intercomparison analysis of GRACE time-variable gravity field models. Geophysical Research Letters 41(5):1389-1397.
  20. Sanaeinejad S. H., Ansari, H., Davari, K., & Murid, S. (2003). Monitoring and evaluation of the intensity of Mashhad dry periods at different time scales using the standardized SPI rainfall index. Soil and water sciences, 17 (2), 201-209.
  21. Sanginabadi, H., Saghafian, B., Delavar, M. (2019). Monitoring and evaluation of groundwater drought characteristics in aquifers with negative balance. Iran Water Resources Research, 15 (3), 0-0.
  22. Save, H., Bettadpur, S., & Tapley, B.D. (2016). High-resolution CSR GRACE RL05 mascons. Journal of Geophysical Research: Solid Earth 121(10),75477569.
  23. Shokohi, A. (2012). Comparison of RDI and SPI indices for agricultural drought analysis (Case study: Qazvin and Takestan). Irrigation and Water Engineering of Iran, 3 (9), 1-12.
  24. Soleimani Sardo, Z. (2019). Drought monitoring using MODIS sensor data and comparison with SPI meteorological index in short periods (Case study: Jazmourian watershed). Watershed Management Research Journal, 10 (20), 250-261
  25. Wilhite, D. A., Svoboda, M. D., & Hayes, M. J. (2007). Understanding the complex impacts of drought: A key to enhancing drought mitigation and preparedness. Water resources management, 21(5), 763-774.
  26. Yirdaw, S. Z., Snelgrove, K.R. & Agboma, C. O. (2008). GRACE satellite observations of terrestrial moisture changes for drought characterization in the Canadian Prairie. Journal of Hydrology, 356(1-2), 84–92.
آمار
تعداد مشاهده مقاله: 352
تعداد دریافت فایل اصل مقاله: 233


سامانه مدیریت نشریات علمی. قدرت گرفته از سیناوب