بررسي خشكسالي دشت سيستان و تاثير آن بر تالاب بين المللي هامون

بررسي خشكسالي دشت سيستان و تاثير آن بر تالاب بين المللي هامون

چكيده حليمه پيري1
خشكسالي به عنوان پديدهاي آرام و خزنده با گسترش مكاني زياد هر ساله خسارات بسيار حسين انصاري2 زيادي را به بخشهاي مختلف اقتصادي كشور وارد ميسازد. بنابراين بايد پايش و پهنهبندي آن به
عنوان يك اصل مهم در برنامهريزيهاي كلان مورد توجه قرار گيرد. در اين تحقيق به بررسي 1. دانشگاه زابل، مربي گروه مهندسي آب، زابل، شدت خشكسالي دشت سيستان با استفاده از چهار شاخص DPI ،SPI ،PN و RAI و انتخاب ايران بهترين شاخص جهت پايش خشكسالي در منطقه و تاثير اين خشكسالي بر تالابهاي هامون
پرداخته شده است. نتايج نشان داد شاخص PN با ضريب همبستگي 1 نسبت به شاخصهاي ديگر 2. دانشگاه فردوسي مشهد، دانشيار گروه مهندسي توانسته است، بهتر خشكسالي منطقه را بيان دارد. همچنين ميتوان گفت كه اين عامل باعث خشك آب، مشهد، ايران شدن درياچه هامون و در نتيجه اثرات مخرب روي محيط زيست طبيعي، فيزيكي و اقتصادي
اجتماعي منطقه داشته است. *نويسنده مسئول مكاتبات

H_piri2880@yahoo.com
واژگان كليدي: دشت سيستان، تالاب هامون، خشكسالي، شاخصهاي خشكسالي.
تاريخ دريافت: 07/06/1391 تاريخ پذيرش: 28/01/1392

كد مقاله: 139211032

اين مقاله بر گرفته از طرح پژوهشي
ميباشد.
مقدمه
خشكسالي يكي از بلاياي طبيعي است كه خسارات زيادي به زندگي انسان و اكوسيستمهاي طبيعي وارد مي آورد و با ديگر حوادث طبيعي از قبيل سيل، طوفان و زلزله تفاوتهايي دارد. عمده اين تفاوتها در تاثير تدريجي خشكسالي طي يك دوره نسبتا طولاني، عدم امكان تعيين دقيق زمان شروع و خاتمه و وسعت جغرافيايي تاثير آن ميباشد. از طرف ديگر نبود تعريف دقيق و قابل قبول جهاني از خشكسالي به پيچيدگي و سردرگمي اين پديده ميافزايد. خشكساليها در حالت كلي سه نوع هستند: خشكسالي هواشناسي، خشكسالي هيدرولوژيكي و خشكسالي كشاورزي. خشكسالي هواشناسي يا آب و هوايي ناشي از كمبود بارندگي ميباشد كه در صورت تداوم منجر به خشكسالي هيدرولوژي و كشاورزي ميگردد. بارش عمدهترين پارامتري است كه در تعريف خشكسالي بكار رفته است، يعني خشكسالي و ترسالي در مقايسه با كمتر يا بيشتر بودن ريزشهاي جوي از ميانگين بارندگي يك منطقه سنجيده ميشود (زارع ابيانه و محبوبي، 1383). پديده خشكسالي موجب كاهش سريع جريانهاي سطحي، افت مخازن زيرزميني، فرسايش آبي و بادي خاك، تغيير كيفيت منابع آب و خاك، افزايش بهرهبرداري از آبهاي زيرزميني و نشت زمين ميشود. از اين رو براي كاهش اثرات اين پديده و مديريت خطر آن، ارزيابي خشكسالي و تداوم دورههاي آن ضروري ميباشد. ايران به دليل قرار گيري در كمربند خشكسالي و مجاورت با پرفشار جنب حارهاي داراي اقليم خشك و نيمه خشك ميباشد و در نتيجه در اكثر سالها دچار خشكسالي شديد شده است. آيينهاي باران خواهي كه سابقه هفت هزار ساله در ايران دارد، مويد اين نكته ميباشد (پاپلي يزدي، 1378). اين پديده در سالهاي اخير خسارات زيادي به بار آورده است.
بطوري كه تنها در سالهاي 2000 و 2001 به ترتيب 5/3 و 6/2 ميليارد دلار خسارت بر اقتصاد وارد نموده است (بني واهب و عليجاني، 1383). پالمر را ميتوان جزء اولين محققيني دانست كه در سال 1946 ميلادي بطور علمي و با استفاده از روشهاي آماري به بررسي ويژگيهاي مختلف اين پديده پرداخت. وي در گزارشي روشي را معرفي كرد كه با استفاده از پارامترهاي بارش، دما، و رطوبت خاك به رونديابي خشكسالي ميپرداخت. اين روش به دليل محاسبات پيچيده و كمبود اطلاعات، كمتر مورد استفاده قرار ميگيرد ولي از لحاظ دقت يكي از بهترين شاخصهاي خشكسالي است كه هم اكنون مورد استفاده قرار ميگيرد (Palmer, 1965). كارهاي اوليه در خصوص پايش عمدتا با تحليل فراواني منطقه خشكسالي در مقياس كوچك در سال 1966 توسط ويپل (whipple) آغاز شد و سپس توسط ساير محققين براي ايالاتي از آمريكا كه بيشتر در معرض خشكسالي بودند مانند ايالات غرب و جنوب غربي دنبال گرديد (به نقل از رحيم زاده و همكاران، 1388). كارل (1982) با بررسي ميانگين دورههاي متوالي 5، 10 و20 ساله دما و بارندگي روند تغييرات خشكسالي را در كل كشور آمريكا مورد بررسي قرار داده و نشان داد كه دماي هوا رو به افزايش بوده و از نظر بارندگي برخي مناطق رو به خشكي و برخي مناطق رو به مرطوب شدن پيش ميروند (Karl, 1982). سليماني ساردو و همكاران (1387) تحليل گستره خشكسالي با استفاده از شاخص بارش استاندارد شده (SPI) در استان كرمان را انجام دادند و با استفاده از اين شاخص و روش درون يابي كريجينگ (kirriging) و نرمافزارهايSurfer 8 و Arcview نقشه خشكسالي و ترسالي استان كرمان تهيه شد. نتايج مطالعه نشان داد كه تمركز خشكسالي در قسمتهاي شمالي و مركزي استان بيشتر بوده است و بايد براي مقابله با اين پديده اين مناطق را در اولويت قرار داد. سرانو و مورنو (2005) عكسالعملهاي هيدرولوژيك در مقياسهاي زماني مختلف خشكسالي اقليمي را با استفاده از شاخص بارش استاندارد (SPI)در دشت رودخانه آراگون بررسي كردند و شاخص SPI در مقياسهاي زماني مختلف با تغييرات هيدرولوژيك سطحي در اين دشت مقايسه شد و فوايد مقياسهاي مختلف زماني اين شاخص جهت شناسايي خشكساليها در منابع آب قابل مصرف آناليز گشت. نتايج نشان داد كه شاخص SPI قادر به برآورد تخمين وضعيت خشكسالي در مقياسهاي مختلف زماني و نيز پايش تيپهاي خشكسالي بوده و مقياسهاي طولاني مدت SPI مربوط به خشكسالي هيدلوژيك ميباشد (Serrano and Moreno, 2005). وفا خواه و رجبي (1384) در مطالعه خود به بررسي كارايي نمايههاي خشكسالي هواشناسي براي پايش و ارزيابي حوضههاي آبريز درياچه بختگان، طشك و مهارلو پرداختند. شاخصهاي بكارگرفته شده در اين تحقيق شامل نمايههاي عدد Z، درصد نرمال بارش PN، دهكهاي بارش DPI، ناهنجاريهاي بارش RAI و بارش استاندارد SPI بوده است. نتايج حاصل نشان داد كه با استفاده از نمايههاي دهكهاي بارندگي و درصد نرمال بارندگي، مقارن با سال وقوع كمينه بارندگي، رخداد خشكسالي بسيار شديد و شديد در تمامي ايستگاههاي تحت مطالعه مشاهده شد. به همين دليل كارايي بيشتري نسبت به ساير نمايهها براي تعيين شدت خشكسالي دارند. موسوي و همكاران (1388) در مطالعهاي به بررسي خشكسالي بر اساس نمايههاي مبتني بر بارش در شهر كرمانشاه طي دوره آماري 54 ساله پرداختند. اين تحقيق با استفاده از شاخص نيچه، بارش استاندارد شده و شاخص درصد نرمال اقدام شده است. نتايج نشان داد كه غالبا شدت خشكسالي در شهر كرمانشاه، حالت خشكسالي ملايم، خشكسالي متوسط و دوره مرطوب ميباشد. با توجه به اهميت تالاب هامون در منطقه سيستان در اين تحقيق به مطالعه و بررسي خشكسالي دشت سيستان و تاثير آن بر تالاب هامون پرداخته شده است.

مواد و روشها
دشت سيستان در شرق ايران در شمال استان سيستان و بلوچستان با طول جغرافيايي 61 درجه و 31 دقيقه شرقي و عرض جغرافيايي 30 درجه و 55 دقيقه شمالي، نسبت به نيم روز گرينويچ با ارتفاع از سطح درياي آن 478 متر و اقليم گرم و خشك قرار دارد. ميانگين بارش سالانه آن 57 ميليمتر ميباشد و دماي آن از 5/9- تا 49 درجه سانتيگراد متغير است. اين دشت شامل بخشهاي شهركي و نارويي، شيب آب و پشت آب، ميانكنگي و بخش مركزي كه شامل شهرهاي زابل و بنجار به مركزيت زابل است، ميباشد. از ويژگيهاي شاخص دشت سيستان، وجود تالاب هامون است. اين تالاب كه به آن درياچه نيز گفته ميشود در طول تاريخ، به دليل موقعيت جغرافيائي، موجوديت تقريباً دائمي و نيز به علت شيرين بودن آب آن، مهمترين تالاب بخشهاي خاوري فلات ايران محسوب ميشود. اين تالابها داراي سه ناحيه هامون هيرمند در مغرب و جنوب غربي، هامون سابوري در شمال غربي و هامون پوزك در شمال شرقي سيستان ميباشد. معمولاً در سالهاي پرآبي در فصل بهار و بعد از سيلابهاي رودخانه هيرمند سه هامون فوق الذكر به يكديگر وصل شده و مجموعه كاملدرياچه هامون را تشكيل ميدهند. اين تالاب از لحاظ اقتصادي براي ساكنان سيستان اهميت به سزايي دارد و از نظر زيست محيطي نيز منبعي عظيم و مهم بشمار ميرود. منطقه حفاظت شده هامون، به علت قرار گرفتن در مركز مناطق كويري و نيمه كويري كشورهاي ايران و افغانستان، در حقيقت تنها مأمن زيست پرندگان مهاجر در شرق كشور محسوب ميشود. با توجه به اهميت تالاب هامون در منطقه در اين تحقيق به مطالعه و بررسي خشكسالي دشت سيستان با استفاده از چهار شاخص Percent of Normal Precipitation) PN)، Deciles of precipitation Index) DPI ،( the Standardization Precipitation Index) SPI) و Rainfall ) RAIAnomaly Index) و تاثير آن بر تالاب هامون پرداخته شده است. شكل 1 موقعيت دشت سيستان و تالابهاي هامون را نشان ميدهد.

شكل1: موقعيت دشت سيستان و تالاب هاي هامون.
جهت بررسي خشكساليها از دادههاي ايستگاههاي هواشناسي سينوپتيك زابل و زهك كه در منطقه دشت سيستان مي باشند در طيدوره (1389-1360) استفاده شده است. مشخصات ايستگاههاي مذكور به شرح جدول 1 ميباشد.

جدول 1: مشخصاتايستگاه هاي سينوپتيك دشت سيستان.

دوره آماري(سال)
ارتفاع
(متر) عرض جغرافيايي
(درجه) طول جغرافيايي

(درجه) ايستگاه
1360- 1389 489 31/2 61/29 زابل
1360- 1389 495 30/54 60/41 زهك

همگني دادهها به روش گردش حول ميانه بررسي شد. براي اين منظور ميانه به عنوان نقطه حد وسط انتخاب شد. سپس هر داده اي كه از ميانه بزرگتر بود با علامت a و داده كوچكتر از ميانه با علامتb مشخص گرديد. سپس مجموع تعداد دنبالههاي a و b محاسبه (U) و با توجه به حدود مجاز براي U، همگني دادهها مشخص گرديد (عليزاده، 1387).
براي استخراج مقادير روند بارش از روش حداقل مربعات بهره برده شد كه از اين روند ميتوان به منظور نمايش تغييرات دراز مدت سري بارش استفاده نمود. براي معنيداري روند از ضريب همبستگي اسپرمن استفاده شده است. بر اساس آمار موجود جمعآوري شده از مقدار بارش ماهيانه ايستگاههاي سينوپتيك دشت سيستان اجزاء بارش شامل ميانگين، چولگي، انحراف معيار، كشيدگي، كمينه و بيشينه بارش مورد تجزيه و تحليل قرار گرفت و سپس از شاخص درصد از نرمال (PN)، دهكهاي بارندگي (DPI) ، بارش استاندارد (SPI) و ناهنجاريهاي بارش (RAI) براي تعيين شدت و پهنهبندي خشكسالي بر مبناء دادههاي موجود بارندگي طي سالهاي فوق الذكر استفاده گرديد. براي بررسي ارتباط بين زوج شاخصهاي خشكسالي از ضريب همبستگي استفاده گرديد. ضريب همبستگيr بين زوج شاخصهاي x و y از رابطه زير محاسبه گرديد.

در ادامه به منظور تعيين شده خشكسالي از شاخصهاي SPI ،DPI ،PN وRAI استفاده گرديد.
شاخص درصد نرمال بارندگي (PN) در سال 1994 توسط Wilki و همكاران ارائه شد و مفهوم اساسي آن نسبت بارندگي واقعي به مقدار نرمال آن در يك دوره زماني مشخص ميباشد كه به صورت درصد بيان ميشود و در مقياسهاي مختلف (هفتگي، فصلي و ماهيانه و ساليانه) قابل محاسبه است. مقدار اين شاخص براي دوره آماري و ايستگاههاي مورد مطالعه از فرمول 100 PN تعيين شد كه Pi ، PN وP به ترتيب شاخص درصد از نرمال، بارش سال مورد نظر و ميانگين بارش دراز مدت است (به نقل از نحوينيا و همكاران،
.(1387
شاخص دهك بارندگي (DPI) در سال 1967 براي اجتناب از بعضي از نقاط ضعف روش درصد نرمال بارندگي ارائه شد. اين شاخص مشخص ميكند كه بارش يك ماه معين در چه بازهاي از دهكهاي متوالي سري بارندگي ماهانه يا سالانه قرار گرفته است. به منظور محاسبه دهكها، ابتدا دادههاي بارش سالانه به صورت نزولي يا صعودي مرتب شد. سپس براي محاسبه احتمال وقوع بارش يك سال معين (Pi) از معادله 100 * ((1+Pi=(i/(N استفاده شد. كه در اين معادله برابر است با احتمال وقوع بارندگي در شماره رديف iام، و n تعداد دادههاي بارندگي. (فرجزاده اصل، 1375).
بر حسب اينكه يك مقدار در چه فاصله دهكي قرار گرفته باشد مطابق جدول 2 يكي از درجات خشكسالي به آن نسبت داده ميشود.
شاخص ناهنجاريهاي بارش (RAI) توسط وان روي ارائه شده است. اين شاخص بارندگي ماه يا سال معين را بر روي مقياس خطي كه از روي سري دادهها حاصل ميشود، ارزيابي ميكند. مراحل محاسبه اين نمايه بصورت زير است Rooy and Van,1965) ):
1- محاسبه ميانگين دراز مدت بارندگي ساليانه (P) در ايستگاه مورد نظر.
2- استخراج ميانگين 10 مورد از بزرگترين مقادير بارندگي اتفاق افتاده در دوره مطالعاتي (M).
3- استخراج ميانگين 10 مورد از كوچكترين مقادير بارندگي اتفاق افتاده در دوره مطالعاتي (X).
4- مقايسه دادههاي بارندگي ساليانه P با ميانگين درازمدت (P).
به RAI=-3(P-P /(X-P از رابطه RAI باشد P>P و اگر RAI 3 P P M P از رابطه RAI باشد P>P اگر .دست مي آيد
در حالت اول ناهنجاري مثبت و در حالت دوم منفي است. نسبت دادن آستانههاي 3+ و 3 – به ترتيب به ميانگين 10 مورد از بزرگترين مقادير ناهنجاريهاي مثبت و 10 مورد از كوچكترين مقادير ناهنجاريها منفي. نهايتاً، با مقياسگذاري خطي روي مقادير حاصل از شاخص ناهنجاريهاي بارندگي، 9 طبقه ناهنجاري با دامنهاي از تر سالي بسيار شديد تا خشكسالي بسيار شديد تعيين ميشود.
طبقات مختلف اين شاخص از طريق جدول 2 مشخص ميشود.
نمايه بارش استاندارد (SPI) از بهترين و جامعترين و در عين حال سادهترين روش مطالعه خشكسالي و ترسالي و خصوصيات آنها محسوب ميشود. اساس اين شاخص انحراف از ميانگين نسبت به انحراف معيار دادههاي آماري است.
SPI P P
SD
كه در آن P بارندگي سال i و SD انحراف معيار بارش در طول دوره آماري، P ميانگين بارندگي بلند مدت ميباشد.
بعد از محاسبه شاخصها در هر سال، با استفاده از جدول 2، سالهايي كه خشكسالي در منطقه اتفاق افتاده است، مشخص گرديد
(محمدي مطلق، 1389).

جدول2: طبقات مختلف شاخصهاي خشكسالي مورد بررسي.
شاخص درصد
طبقات شاخص بارش استاندارد شاخص ناهنجاري شاخص دهك ها

رتبه
شدت خشكسالي شده(SPI) بارش(RAI) نرمال 0 0 تا 1+ 3/- تا 3/+ خشكسالي ضعيف 1 1–0 2/1- تا 3/- خشكسالي متوسط 2 5/1- تا 1- 1/2- تا 2/1- خشكسالي شديد 3 2- تا 5/1- 3- تا 1/2- بسيار خشكساليشديد 4 كمتر از 2- كمتر از 3-
نتايج
نرمال
DPI (PNPI)بارندگي
80 تا 120% 40-60
70 تا 80% 40-30
55 تا 70% 30-20
40 تا 55% 20-10
كمتر از40% كمتر از 10%

ابتدا با استفاده از دادههاي بارندگي ايستگاههاي سينوپتيك دشت سيستان اجزاي بارش شامل انحراف معيارهاي بارندگي، كشيدگي، چولگي، …. محاسبه گرديدند. جدول 3 نتايج اين محاسبات را نشان ميدهد.

جدول 3: ويژگيهاي آماري بارش ايستگاههاي مورد مطالعه طي دوره آماري (1389-1360).
ضريب

تغييرات
(درصد) انحراف

معيار كشيدگي چولگي
دامنه
تغييرات بيشينه (ميليمتر) كمينه (ميليمتر) ميانه
(ميليمتر) ميانگين (ميليمتر) داده آماريايستگاه
85/4 40/1 1/7 1/5 129/6 146 11 36/3 46/9 زهك
65/1 37/1 1/1 1/05 167/5 171/5 4 52/1 57 زابل

تجزيه و تحليل اطلاعات بارش نشان داد كه كمترين بارندگي به ميزان 4 ميليمتر در شهر زابل و بيشترين بارش نيز در شهر زابل حدود 5/171 ميليمتر بوده است. ضريب تغييرات براي هر دو ايستگاه بالاي 40 درصد مي باشد. بيشتر بودن شاخص ضريب تغييرات از 40 درصد در بارش نشان دهنده بينظمي بالاي بارش و حاكميت شرايط اقليمي خشك در محدوده ايستگاههاي مورد بررسي ميباشد. اين نشان دهنده حاكميت اقليم خشك و رخداد خشكساليهاي زياد و با شدت بالا ميباشد.
نتايج بررسي همگني دادهها در جدول 4 آورده شده است.

جدول 4: نتايج بررسي همگن بودن دادهها در دوره مطالعاتي (1369-1360).
ايستگاه U nb na حدود مجاز برايU زابل 18 20 16 26-12 زهك 19 20 17 27-13

همانطور كه مشاهده مي گردد با توجه به اين كه مقدارU بين مقادير مجاز قرار دارد، لذا مي توان گفت داده ها همگن هستند.
در جدول 5 مقادير نمايهها و تعيين شدت خشكسالي هاي دشت سيستان در دوره آماري مورد مطالعه آورده شده است.

جدول5: مقادير نمايهها و تعيين شدت خشكسالي دشت سيستان (1369-1360).
وضعيت
خشكسالي شاخص
RAI وضعيت
خشكسالي شاخص
SPI وضعيت
خشكسالي شاخص
DPI وضعيت
خشكسالي شاخص
PN ايستگاه سال
خ ضعيف خ ضعيف -0/53
-0/64 خ ضعيف خ ضعيف -0/18
-0/22 نرمال نرمال 47/36 45/5 خ متوسط خ متوسط 52
50/5 زابل

زهك 1360
خ متوسط خ متوسط -1/78 – 1/8 خ ضعيف خ ضعيف – 0/6
– 0/6 خ ضعيف خ ضعيف 34/21
33/98 خ بسيار شديدخ بسيار شديد 38/13 38 زابل

زهك 1361
خ ضعيف خ ضعيف -0/34 – 0/4 خ ضعيف خ ضعيف -0/11
-0/15 نرمال نرمال 52/63 51/6 نرمال نرمال 185/21 180/1 زابل

زهك 1362
نرمال نرمال 0/08
0/07 نرمال نرمال 0/03
0/02 نرمال نرمال 57/89
53/36 نرمال نرمال 92/55 90/9 زابل

زهك 1363
نرمال نرمال 0/24
0/22 نرمال نرمال 0/1
0/1 نرمال نرمال 65/78
58/76 نرمال نرمال 125/25
119/56 زابل

زهك 1364
خ شديد خ شديد – 2/2 -2/28 خ ضعيف خ ضعف -0/75
-0/81 خ متوسط خ شديد 23/68
18/16 خ شديد
خ شديد 52/82 48/5 زابل

زهك 1365
نرمال نرمال 0/1
0/12 نرمال نرمال 0/05
0/05 نرمال نرمال 63/15
62/74 نرمال
نرمال 94/99
94 زابل
1366 زهك
خ بسيار شديد نرمال -3/03 0/25 خ متوسط خ متوسط -1/03
-1/34 خ شديد خ شديد 15/78
13/45 خ بسيار شديد خ بسيار شديد 17/33 15/69 زابل
1367 زهك
نرمال نرمال 0/09
0/08 نرمال نرمال 0/04
0/03 نرمال نرمال 60/52 58/7 خ متوسط خ متوسط 64/82 63/5 زابل
1368 زهك
نرمال 3/2 نرمال 1/41 نرمال 86/84 نرمال 193/3 1369 زابل
نرمال 3 نرمال 1/22 نرمال 71/89 نرمال 187/1 زهك
خ ضعيف خ ضعيف زابل 45 خ بسيار شديد 73/44 نرمال 22/0- خ ضعيف 66/0- 1370 زهك 39/41 خ بسيار شديد 9/38 خ ضعيف 35/0- خ ضعيف 78/0-

نرمال نرمال زابل 3/333 نرمال 1/92 نرمال 61/1 نرمال 64/3
1371
زهك 32/325 نرمال 73/88 نرمال 32/1 نرمال 98/2
نرمال نرمال زابل 11/110 نرمال 31/76 نرمال 45/0 نرمال 03/1
1372
زهك 5/94 نرمال 43/62 نرمال 36/0 نرمال 1
خ شديد
خ بسيار شديد زابل 71/58 خ متوسط 31/26 خ متوسط 74/0- خ ضعيف 2/2 –
1373
زهك 68/30 خ بسيار شديد 64/17 خ شديد 8/0 – خ ضعيف 26/4-
نرمال نرمال 1374
نرمال نرمال زابل 73/29 خ بسيار شديد 26/55 نرمال 01/0- خ ضعيف 04/0-
1375
زهك 31/147 نرمال 47/76 نرمال 55/0 نرمال 66/3
نرمال نرمال زابل 5/247 نرمال 21/84 نرمال 4/1 نرمال 18/3
1376
زهك 83/165 نرمال 35/82 نرمال 77/0 نرمال 1/5
نرمال
خ ضعيف زابل 75 خ ضعيف 68/73 نرمال 44/0 نرمال 1
1377
زهك 45/93 نرمال 7/64 نرمال 07/0- خ ضعيف 4/0 –
خ متوسط خ بسيار شديد زابل 65/55 خ متوسط 94/28 خ متوسط 72/0- خ ضعيف 1/2 –
1378
زهك 34/45 خ شديد 41/29 خ متوسط 63/0- خ ضعيف 37/3-
1379 زابل 94/25 خ بسيار شديد 26/5 خ شديدبسيار 18/1- خ متوسط 47/3- خ بسيار شديد
زهك 9/24 خ بسيار شديد 76/11 خ شديد 87/0- خ ضعيف 63/4- خ بسيار شديد

زابل 18/14 خ بسيار شديد 68/73 نرمال 8/0 – خ ضعيف 36/2- خ شديد
1380 زهك
77/88 نرمال 82/58 نرمال 13/0- خ ضعيف 69/0- خ ضعيف
خ ضعيف خ شديد -0/86
-2/61 خ ضعيف خ ضعيف -0/29
-0/49 نرمال
نرمال 42/1
41/17 خ متوسط خ متوسط 63/15 57/69 زابل
1381 زهك
خ بسيار شديد خ بسيار شديد -3/14
-4/72 خ متوسط خ ضعيف -1/07
-0/89 خ شديد
خ بسيار شديد 13/15
5/88 خ بسيار شديد خ بسيار شديد 11/44 23/41 زابل
1382 زهك
نرمال
نرمال 6/95
15/44 نرمال
نرمال 3/08
2/33 نرمال
نرمال 97/36
94/11 نرمال
نرمال 345/76 299/3 زابل
1383 زهك
خ بسيار شديد خ شديد -3/21
-2/79 خ متوسط خ ضعيف -1/09
-0/53 خ شديد خ ضعيف 10/52
35/29 خ شديد خ شديد 47/52
54/71 زابل
1384 زهك
خ ضعيف خ ضعيف -1/03
-0/78 خ ضعيف خ ضعيف -0/35
-0/14 خ ضعيف نرمال 39/47
52/94 نرمال نرمال 169/49 87/28 زابل
1385 زهك
نرمال
خ متوسط 3/25
– 2 خ متوسط خ ضعيف -1/11
-0/38 خ بسيار شديد نرمال 7/89
47/05 نرمال
خ متوسط 112/14 67/48 زابل
1386 زهك
خ شديد
خ بسيار شديد -2/93
-4/09 خ متوسط خ ضعيف – 1 -0/77 خ شديد خ متوسط 18/42
23/52 خ بسيار شديد خ بسيار شديد 39/2 33/63 زابل
1387 زهك
خ متوسط نرمال -1/27 – 0/3 خ ضعيف خ ضعيف -0/43
-0/05 خ ضعيف نرمال 36/84
70/58 نرمال نرمال 162/94 94/94 زابل
1388 زهك
نرمال
نرمال 4/17
5/4 خ متوسط
خ متوسط -1/42 – 1 خ بسيار شديد
خ بسيار شديد 2/63
2 خ بسيار شديد خ شديد 2/97 48/65 زابل
1389 زهك

براي انتخاب مناسبترين نمايه يا به عبارتي بررسي كارايي نمايهها، ميزان همبستگي بين رتبههاي شاخصهاي خشكسالي و تغييرات بارش در دوره آماري مورد مطالعه از طريق ضريب همبستگي اسپرمن بدست آمد كه در جدول 6 آمده است.

جدول 6: ضريب همبستگي رتبهاي اسپرمن بين مقادير نمايههاي خشكسالي و بارندگي.
شاخص ايستگاه RAI SPI DPI PN زابل 1 81/0 88/0 83/0 زهك 1 76/0 85/0 99/0

جدول 7 نتايج ضرايب همبستگي را براي زوج شاخصهاي آماري در دوره مطالعاتي 30 ساله و براي ايستگاه هاي مورد نظر نشان ميدهد.

جدول7: نتايج ضرايب تعيين( ) براي شاخص هاي خشكسالي در دوره آماري (1389-1360).
RAI DPI SPI PN نمايه
0/61
0/83
0/65 0/4
0/81
1 0/62
1
0/81 1
0/62
0/4 PN
SPI

DPI زابل
1 0/65 0/83 0/61 RAI
0/99
0/99
0/72 0/76
0/76
1 1
1
0/76 1 1
0/76 PN
SPI

DPI زهك
1 0/72 0/99 0/99 RAI

همچنين به عنوان نمونه رابطه همبستگي دو شاخص RAI و PN در شكل (2 ) نشان داده شده است.

شكل 3: فراواني خشكسالي در دوره مطالعاتي (1389- 1360) در ايستگاه زابل.

شكل 5: پهنه بندي شدت خشكسالي بر اساس شاخص PN.

بحث و نتيجهگيري
همانطور كه از جدول 6 مشاهده ميگردد شاخص PN با ضريب همبستگي 1 توانسته است خشكسالي شديد و بسيار شديد را نسبت به ديگر شاخصها بهتر نشان دهند. رضايي بنفشه و همكاران (1390) برآود خشكساليها و ترساليهاي 1385-1361 بر اساس نمايههاي مبتني بر بارش را براي ايستگاههاي حوضه آبريز درياچه پريشان انجام دادند. نتايج مطالعه آنها نشان داد شاخص نيچه نسبت به شاخص PN داراي فراواني شرايط نرمال بيشتري در طول دوره آماري مورد مطالعه ايستگاهها بوده است و شاخص PN از نظر فراواني وقوع شرايط نرمال، خشكسالي و ترسالي بينابين دو شاخص نيچه و SPI قرار دارد. محمدي مطلق (1389) به كارايي نمايههاي خشكسالي هواشناسي در مديريت خطر خشكساليهاي سه دهه اخير در شيراز پرداخت. شاخصهاي مورد استفاده در اين تحقيق (Z-Score)، درصد نرمال بارندگي (PNPI)، دهكهاي بارندگي (DPI)، ناهنجاري بارش (RAI) و بارش استاندارد شده (SPI) بودند. نتايج نشان داد، نمايه RAI توانايي ارزيابي خشكساليهاي بسيار شديد و شديد منطقه را دارد. بر اساس اين شاخص 9 خشكسالي بسيار شديد، 1 خشكسالي شديد، 2 خشكسالي متوسط و 5 خشكسالي ضعيف در طي دوره آماري شناسايي شد.
نتايج بدست آمده از همبستگي آماري زوج شاخصها (جدول 7) نشان داد، زوج شاخصهاي PN-SPI ، PN-RAI و SPI-RAI از همبستگي بالايي نسبت به يكديگر برخوردارند و ديگر زوج شاخصها همبستگي ضعيفي با يكديگر داشتند. سبزي پرور و همكاران (1389) به ارزيابي تطبيقي هفت نمايه خشكسالي هواشناسي با استفاده از روش تحليل خوشهاي در استان همدان پرداختند. نتايح آنها نشان داد كه سنجههاي Z ،RAI و DPI از نظر آماري مشابه بوده و در ارزيابيهاي خشكسالي نيز در شرايط اقليمي نيمه سرد خشك استان همدان به نتايج نسيتا مشابهي ختم ميشود. همچنين در ارزيابي روابط همبستگي نمايههاي زوج شده RAI-Z ،RAI-PN ،Z-PN و SPI-CZI در اغلب ايستگاههاي استان همبستگي خوبي با يكديگر داشتند. همانطوري كه از شكل 5 نمايان است بر اساس اين شاخص سطح بيشتر استان (08/ 3904008 هكتار ) داراي خشكسالي ميباشد و شهرهاي شمالي (زابل، زهك) كه مورد مطالعه اين تحقيق بودند، داراي خشكسالي شديد بودهاند. رحيمزاده و همكاران (1388) پهنهبندي خشكسالي با شاخصهاي SPI و CZI و استفاده از علم زمين آمار در استان خراسان جنوبي را انجام دادند. طبق نتايج با بهرهگيري از دو شاخص در طول سال آماري خشكترين سال مربوط به سال 1378-377 و سال 1371 -1370 مرطوبترين سال براي خراسان جنوبي برآورد گرديد. با توجه به حساسيت منطقه سيستان به تغييرات آب و هوايي بسيار شديد و كاهش بارندگي در منطقه، خشكسالي با شدتهاي متفاوت در منطقه چيره ميگردد. از اين رو لازم است تا با مطالعه خشكسالي، شناخت ويژگيها و پايش و پيشبيني آن، زمينه را براي مديريت بهتر و مناسبتر آب در اين دشت فراهم آورد. پايش خشكسالي با استفاده از نمايههاي خشكسالي همچون SPI ،DPI ،PN و RAI به عنوان يكي از مولفههاي موثر در سيستم پيش آگاهي مديريت ريسك بلاياي طبيعي، اين امكان را فراهم ساخته تا بتوان مناطقي كه بوسيله خشكسالي صدمه ديدهاند، را شناسايي نموده و با توجه به اكوسيستم شكنندهي اين مناطق، مديريت بايد در سالهاي كمآبي با لحاظ نمودن احتمالات و پيشبيني وقوع خشكسالي به برنامهريزي و مديريت صحيح منابع آبي بپردازد. خشكسالي در اين منطقه باعث خشك شدن تالاب هامون و در نتيجه اثرات مخرب روي محيط زيست طبيعي، فيزيكي و اقتصادي اجتماعي منطقه شده است كه برخي از آنها را ميتوان به شرح زير جمعبندي نمود (مهندسين مشاور آبساران، 1386):
اثر خشكسالي بر محيط فيزيكي با كاهش مواد غذايي موجود در سطح خاك در اثر افزايش فرسايش بادي، افزايش فرسايشهاي بادي و آبي در منطقه، كاهش نقل و انتقالات مواد غذايي در خاك، افزايش توفانهاي گرد و خاك و تخريب بافت و ساختمان خاك همراه ميباشد. اثر خشكسالي بر محيط بيولوژيكي باكاهش تنوع زيستي منطقه، كاهش پوشش گياهي و به تبع آن جانوران منطقه، تلف شدن وحوش و آبزيان منطقه، اختلال در توليد مثل وحوش، حمله وحوش به اراضي زراعي و روستاها و آسانتر شدن شكار آنها و آسيبپذيري در اثر شكار، تغيير در عادات غذايي و مهاجرت حيات وحش، افزايش بيماريهاي حيات وحش و هجوم حشرات به پوشش گياهي بومي منطقه اثر ميگذارد.
اثر خشكسالي بر محيط اقتصادي – اجتماعي به روي مهاجرت روستائيان به شهرهاي اطراف از جمله زابل و زاهدان، از بين رفتن مشاغل سنتي مانند كشاورزي و دامداري، افزايش بي كاري و گسترش فقر در منطقه، گسترش مشاغل كاذب و قاچاق در منطقه، گسترش بيماريهاي مختلف، افزايش هزينههاي آبياري و علوفه، كاهش شديد درآمد زراعين و دامداران و كاهش توليدات دامي و گياهي و بدهي كشاورزان و دامداران به سيستم بانكي كشور نشان داده شده است.
با توجه به اين موارد ضروري است تا برنامه جامعي براي مقابله با اين معضل و مديريت خشكسالي تالابها ديده شود.

منابع
بني واهب، ع. و عليجاني، ب.، 1383. بررسي خشكسالي ، ترسالي. پيش بيني تغييرات اقليمي منطقه بيرجند با استفاده از مدل هاي آماري، مجله پژوهش هاي جغرافيايي ، شماره 45، صفحات 157-141.
پاپلي يزدي، م. ح.، 1378. آيين هاي باران خواهي در زمان خشكسالي، فصلنامه علمي پژوهشي تحقيقات جغرافيايي، شماره 54 و 55، صفحات 211 -186.
رحيم زاده ، ز.، محمدزاده،ح.، كاردان مقدم، ح. و هوشمند، ع.، 1388. پهنه بندي خشكسالي با شاخص هاي SPI و CZI و استفاده از علم زمين آمار(مطالعه موردي استان خراسان جنوبي)، نخستين كنفرانس ملي پژوهش هاي كاربردي منابع آب ايران، دانشگاه صنعتي كرمانشاه. صفحات 340-332.
رضايي بنفشه، م. بلياني، ي. و زينالي، ب.، 1390. برآود خشكسالي ها و ترسالي هاي 1385-1361 بر اساس نمايه هاي مبتني بر بارش را براي ايستگاههاي حوضه آبريز درياچه پريشان، مجله تالاب، دانشگاه آزاد اسلامي واحد اهواز، سال دوم، شماره هفتم، صفحات 29-19.
زارع ابيانه، ح. و محبوبي، ع.، 1383. بررسي وضعيت خشكسالي و روند آن در منطقه همدان بر اساس شاخصهاي آماري خشكسالي مجله پژوهش و سازندگي، شماره 64، صفحات 7-2.
سبزي پرور، ع. و كاظمي، آ.، 1389. ارزيابي تطبيقي هفت نمايه خشكسالي هواشناسي با استفاده از روش تحليل خوشه اي، مجله علوم و تكنولوژي محيط زيست، سال دوازدهم، شماره 1، صفحات 97 -111.
سليماني ساردو، ف.، سلطاني كوپايي، س. و سلاجقه، ع.، 1387. تحليل گستره خشكسالي با استفاده از شاخص بارش استاندارد شده(SPI) در استان كرمان، اولين كنفرانس بين المللي بحران آب، دانشگاه زابل، 22-20 اسفند.
عليزاده، ا.، 1387. هوا و اقليم شناسي، چاپ يازدهم، دانشگاه فردوسي مشهد، صفحه 305.
فرج زاده اصل، م.، 1375 .خشكسالي و روشها مطالعه آن، مجله جنگلها و مرتع شماره 32. صفحات 32-22.
محمدي مطلق، ر.، 1389. كارايي نمايه هاي خشكسالي هواشناسي در مديريت خطر خشكساليهاي سه دهه اخير در شيراز، دومين كنفرانس سراسري مديريت جامع منابع آب، دانشگاه كرمان، 9-10 بهمن.
موسوي، س.ح.، اكبري، ح. و بلياني، ي.، 1388. پايش خشكسالي بر اساس نمايه هاي مبتني بر بارش در شهر كرمانشاه طي دوره آماري 2005 –
1951، اولين همايش منطقه اي آب و خشكسالي دانشگاه آزاد رشت، 31-30 ارديبهشت.
نحوي نيا، م .ج.، نيك مهر، س.، آلي، خ. ا.، رمضاني، ه. و كلاهچي، ع.، 1387. تحليل مكاني شاخص هاي خشكسالي SPI وSIAP دراستان كرمان، اولين كنفرانس بين المللي بحران آب، دانشگاه زابل،22-20 اسفند.
وفا خواه، م. و رجبي، م.، 1384. كارايي نمايه هاي خشكسالي هواشناسي براي پايش و ارزيابي خشكساليهاي حوضه آبريز درياچههاي بختگان، طشك و مهارلو، مجله بيابان، جلد 10، شماره 2، صفحات 382-370.
مهندسين مشاور آبساران.، 1386. توسعه منابع آبي تالاب هامون، شركت توسعه منابع آب و خاك سيستان، صفحه 45.

Palmer, W. C., 1965. Meteorological Drought, U. S. Weather Bureau, Washington, D.C. 45: 58pp.
Karl, T. H. R. and Kosciely, A. J., 1982. Drought in the United States. Journal of Climatology, 2: 313-320.
McKee, T. B. Doesken, N. J. and Kleist, J., 1993. The relationship of drought frequency and duration to time scales, Eight Conf. On Applied Climatology, Anaheim, CA, American MeteorologicalSociety,
179-184.
Rooy, M. P. and Van, A., 1965. Rainfall Anomaly Index Independent of time and space, Notos 14(43).
Vicente-Serrano, S. M. and Lopez-Moreno, J. I., 2005. Hydrological response to different time scales of climatological drought: an evaluation of the standardized precipitation index in a mountainous mediterranean
basin Hydrology and Earth System Sciences Discussions , No 2, 1221- .6421

برای دانلود فایل و مطالب مشابه اینجا کلیک کنید