| تعداد نشریات | 282 |
| تعداد نشریات سازمان | 80 |
| تعداد شمارهها | 3,188 |
| تعداد مقالات | 35,336 |
| تعداد مشاهده مقاله | 51,473,464 |
| تعداد دریافت فایل اصل مقاله | 91,335,547 |
تحلیل وضعیت خشکسالی آب زیرزمینی حوزه آبخیز درانجیر | ||
| مهندسی و مدیریت آبخیز | ||
| دوره 16، شماره 2، تیر 1403، صفحه 302-315 اصل مقاله (951.98 K) | ||
| نوع مقاله: مقاله پژوهشی | ||
| شناسه دیجیتال (DOI): 10.22092/ijwmse.2024.364667.2041 | ||
| نویسندگان | ||
| سید مسعود سلیمان پور* 1؛ سمیرا زندیفر2؛ امید رحمتی3؛ محبوبه معتمدنیا4 | ||
| 1دانشیار بخش تحقیقات حفاظت خاک و آبخیزداری، مرکز تحقیقات و آموزش کشاورزی و منابع طبیعی استان فارس، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، شیراز، ایران | ||
| 2استادیار بخش تحقیقات بیابان، مؤسسه تحقیقات جنگلها و مراتع کشور، سازمان تحقیقات آموزش و ترویج کشاورزی، تهران، ایران | ||
| 3استادیار بخش تحقیقات حفاظت خاک و آبخیزداری، مرکز تحقیقات و آموزش کشاورزی و منابع طبیعی استان کردستان، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، سنندج، ایران | ||
| 4دکتری تخصصی، اداره منابع طبیعی و آبخیزداری شهرستان بافق، استان یزد، ایران | ||
| چکیده | ||
| مقدمه امروزه خشکسالی با توجه به کاهش میزان نزولات جوی و افزایش نیاز به محصولات کشاورزی به یک تهدید طبیعی برای امنیت غذایی تبدیل شده است. خشکسالی میتواند بخش قابلتوجهی از کل جمعیت را تحت تأثیر قرار دهد، بهویژه ساکنان مناطق خشک و نیمهخشک بیشتر در معرض تهدید قرار دارند. هنگامیکه سامانههای آب زیرزمینی تحت تأثیر خشکسالی قرار میگیرند، ابتدا تغذیه آب زیرزمینی و بعداً تراز آب زیرزمینی و میزان تخلیه آن کاهش مییابد. ویژگیهای خشکسالی از جمله مدت، شدت و فراوانی در سفره آب زیرزمینی نسبت به سایر انواع خشکسالیها تغییر میکند. مواد و روشها با توجه به اهمیت ارزیابی و پایش خشکسالی، وضعیت خشکسالی 12 محدوده مطالعاتی حوزه آبخیز درانجیر در سال آبی 1382-1381 تا 1398-1397 بررسی شد. این حوزه آبخیز در استانهای یزد و کرمان با مساحت و ارتفاع متوسط بهترتیب 50736.44 و 1857.90 کیلومتر مربع و متر واقع شده است. مساحت ارتفاعات و دشت در این حوزه آبخیز بهترتیب 58.99 و 40.99 درصد است. آمار تراز آب چاههای مشاهدهای در سطح حوضه با مراجعه به سازمانهای ذیربط اعم از سازمان تحقیقات منابع آب ایران (تماب)، سازمان آب منطقهای استانهای یزد و کرمان تهیه شد. سپس، با استفاده از روش میانیابی وزن فاصله معکوس مقادیر متوسط ماهانه تراز آب زیرزمینی از نقشههای مورد نظر استخراج شد. بر اساس رابطه شاخص GRI، در محیط برنامه MATLAB، مقادیر خشکسالی آب زیرزمینی محاسبه شد. نتایج و بحث بر اساس نتایج محاسبه شاخص GRI مشخص شد که شدیدترین خشکسالیها در محدودههای کویر درانجیر، بردسیر و قریهالعرب وقوع یافته است که بهترتیب کمبودی برابر با 81.38، 77.75 و 75.66 دارند. همچنین، طولانیترین خشکسالیها در محدوده قریهالعرب وقوع یافته است که تداومی برابر با 121 ماه دارد. لذا، محدوده قریهالعرب، با دارا بودن شدت و تداوم بالای خشکسالی، از شرایط بحرانیتر خشکسالی طی دوره آماری مذکور نسبت به دیگر محدودههای مطالعاتی برخوردار بوده است. مطابق نتایج فراوانی طبقات شاخص GRI، برای محدودههای مطالعاتی حوزه آبخیز درانجیر مشخص شد که بعد از خشکسالی نرمال در تمام محدودهها، خشکسالی ملایم، از بالاترین فراوانی برخوردار بوده است. نتیجهگیری کمبود و نوسانات شدید نزولات جوی، رخداد پدیده خشکسالی بهویژه در مناطق دارای اقلیم خشک و نیمهخشک را اجتنابناپذیر میکند. از اینرو، داشتن درک روشنی از اثر و شدت پدیده خشکسالی بر بومسازگان، میتواند کمک شایانی به مدیران در برنامهریزی و تصمیمگیری بهتر مدیریت منابع حوضه و استفاده بهینه از شرایط برحسب پتانسیل موجود داشته باشد. پایش تغییرات وضعیت سفرههای آب زیرزمینی بهدلیل خشکسالی و بهرهبرداری بیش از حد سایر حوزههای آبخیز کشور و تهیه اطلس نهایی آن توصیه میشود. همچنین، لازم و ضروری است که با استفاده از مدلهای متناسب در این زمینه وضعیت خشکسالی با نتایج و یافتههای حاصله مقایسه شود. در نهایت، برای مقابله با این پدیده طبیعی توصیه میشود برنامههای کوتاه و بلندمدت در قالب راهکارهای توسعه سطح زیر کشت محصولات گلخانهای، استفاده از ارقام مقاوم به خشکی و با راندمان مصرف آب بالا، توسعه سامانههای تحتفشار در آبیاری بهجای سامانههای سنتی در باغها و مزارع و اجرای پروژههای مؤثر در افزایش ذخیره منابع آب آبیاری زیرزمینی و سطحی نظیر بندهای سنگ سیمانی، خاکی، پخش سیلاب در منطقه مورد مطالعه توصیه میشود. | ||
| کلیدواژهها | ||
| برداشت آب؛ تغییرات اقلیمی؛ توزیع مکانی؛ شاخص GRI؛ مدیریت منابع آب | ||
| عنوان مقاله [English] | ||
| Analysis of groundwater drought in the Daranjir Watershed | ||
| نویسندگان [English] | ||
| Seyed Masoud Soleimanpour1؛ S. Zandifar2؛ O. Rahmati3؛ M. Motamednia4 | ||
| 1Associate Professor, Soil Conservation and Watershed Management Research Department, Fars Agricultural and Natural Resources Research and Education Center, Agricultural Research, Education and Extension Organization (AREEO), Shiraz, Iran | ||
| 2Assistant Professor, Desert Research Department, Research Institute of Forests and Rangelands, Agricultural Research, Education and Extension Organization (AREEO), Tehran, Iran | ||
| 3Assistant Professor, Soil Conservation and Watershed Management Research Department, Kurdistan Agricultural and Natural Resources Research and Education Center, Agricultural Research, Education and Extension Organization (AREEO), Sanandaj, Iran | ||
| 4Ph.D., Natural Resources and Watershed Management Department, Bafgh County, Yazd Province, Iran | ||
| چکیده [English] | ||
| Introduction Currently, drought poses a significant threat to food security due to reduced rainfall and increased agricultural demand. Its impact is particularly severe in arid and semi-arid regions, where populations are more vulnerable. Drought affects groundwater systems by initially lowering water supply, followed by a decline in groundwater levels and discharge. Compared to other types of drought, characteristics such as duration, intensity, and frequency alter groundwater systems. Materials and methods Given the critical need for drought assessment and monitoring, this study investigated drought conditions in 12 areas within the Daranjir Watershed from 2002–2003 to 2017-2018. The watershed spans approximately 50,736.44 km² across Yazd and Kerman provinces, with elevations ranging up to 1,857.90 meters. Highlands cover 58.99% of the area, while plains cover 40.99%. Data on groundwater levels from observation wells were obtained from Iranian Water Resources Research Organization (Tamab) and regional water organizations in Yazd and Kerman provinces. Average monthly groundwater level values were then extracted from maps using inverse distance weighting interpolation in MATLAB. Groundwater drought conditions were subsequently calculated based on the Groundwater Resources Index (GRI) in MATLAB. Results and discussion The GRI index calculations revealed severe droughts in Daranjir, Bardsir, and Qaryeh al-Arab deserts, with deficits of 81.38, 77.75, and 75.66, respectively. Qaryeh al-Arab experienced the longest drought, spanning 121 months, indicating the area's high intensity and prolonged drought conditions compared to other study areas. Mild droughts were the most frequent after normal drought across all study areas based on GRI index class frequencies. Conclusions Due to insufficient and highly variable atmospheric precipitation, drought is inevitable, especially in arid and semi-arid climates. Understanding drought severity and its impact on ecosystems is crucial for effective watershed resource management and optimal resource utilization. Continuous monitoring of groundwater levels due to drought and preparation of a comprehensive atlas for other watersheds in the country are recommended. Additionally, comparing drought conditions using appropriate models is essential. Short and long-term strategies are advised to mitigate this natural phenomenon, such as expanding greenhouse crop cultivation, utilizing drought-resistant crop varieties with high water efficiency, adopting pressurized irrigation systems, and implementing infrastructure projects to enhance groundwater and surface water storage, such as cement dams, reservoirs, and floodwater spreading systems in the study area. | ||
| کلیدواژهها [English] | ||
| Climate change, GRI index, Spatial distribution, Water extraction, Water resource management | ||
| مراجع | ||
|
Adib, A., Moradi, A., Lotfirad, M., Azizipour, M., Liaghat, A., 2023. Investigating the relationship between meteorological, hydrological and groundwater resource droughts under the influence of upstream dam reservoir effects. Model. Earth Syst. Environ. 1-11. Barthel, R., Stangefelt, M., Giese, M., Nygren, M., Seftigen, K., Chen, D., 2021. Current understanding of groundwater recharge and groundwater drought in Sweden compared to countries with similar geology and climate. Geografiska Annaler: Series A Physic. Geogr. 103(4), 323-345. Behzadi, F., Javadi, S., Yousefi, H., Moridi, A., 2022. Investigation and analysis the effect of drought on groundwater aquifers in Iran, case study: Shahrekord Plain. Water Irriga. Manage. 12(2), 327-348 (in Persian). Bloomfield, J.P., Marchant, B.P., 2013. Analysis of groundwater drought building on the standardised precipitation index approach. Hydrol. Earth Syst. Sci. 17(12), 4769-4787. Chamanpira, G., Zehtabian, G., Ahmadi, H., Malekian, A., 2014. Effect of drought on groundwater resources in order to optimize utilization management, case study: Plain Alashtar. Watershed Engin. Manage. 6(1), 10-20 (in Persian). Dehghan Rahimabadi, P., Azarnivand, H., Malekiyan, A., 2022. Investigation of hydrogeological drought and groundwater quality changes using GRI and GQI in Semnan and Damghan Plains, Iran. Ecopersia 10(2), 95-108. Ebrahimi-Khusfi, Z., Ebrahimi-Khusfi, M., Mirakbari, M., Soleimani-Sardoo, M., 2022. Investigating the impact of drought on dust events in Kerman Province using meteorological and satellite data. J. Arid Biome 11(2), 133-151 (in Persian). Gullacher, A., Allen, D.M., Goetz, J.D., 2023. Early Warning Indicators of groundwater drought in mountainous regions. Water Resou. Res. 59(8), e2022WR033399. Guo, M., Yue, W., Wang, T., Zheng, N., Wu, L., 2021. Assessing the use of standardized groundwater index for quantifying groundwater drought over the conterminous US. J. Hydrol. 598, 126227. Halwatura, D., McIntyre, N., Lechner, A.M., Arnold, S., 2017. Capability of meteorological drought indices for detecting soil moisture droughts. J. Hydrol.: Regional Studies. 12, 396-412. Han, Z., Huang, S., Huang, Q., Bai, Q., Leng, G., Wang, H., Zhao, J., Wei, X., Zheng, X., 2020. Effects of vegetation restoration on groundwater drought in the loess plateau, China. J. Hydrol. 591, 125566. Javadinejad, S., Dara, R., Jafary, F., 2020. Evaluation of hydro-meteorological drought indices for characterizing historical and future droughts and their impact on groundwater. Resour. Environ. Info. Engin. 2(1), 71-83. Jiao, W., Wang, L., McCabe, M.F., 2021. Multi-sensor remote sensing for drought characterization: current status, opportunities and a roadmap for the future. Remote Sens. Environ. 256, 112313. Kalehhouei, M., Kavian, A., Shahedi, K., Soltani, M., 2018. Droughts zoning Caspian Plain with using SPI and CZI indices. Extension Develop. Watershed Manage. 6(20), 45-54 (in Persian). Kamali, S., Asghari, K., 2023. The effect of meteorological and hydrological drought on groundwater storage under climate change scenarios. Water Resour. Manage. 37(8), 2925-2943. Khosravi Dehkordi, A., Mirabbasi, R., Samadi Boroujeni, H., Ghasemi Dastgerdi, A.R., 2019. Monitoring and forecasting of groundwater drought in Shahrekord Plain using Groundwater Resource Index (GRI) and Markov chain model. Hydrogeol. 4(1), 111-125 (in Persian). Khosravi, A., Mirabbasi, R., Samadi Boroujeni, H., Ghasemi Dastgerdi, A.R., 2019. Monitoring and forecasting of groundwater drought using Groundwater Resource Index (GRI) and first to third- order markov chain models, case study: Boroujen Plain. J. Water Soil Conserv. 26(2), 117-136 (in Persian). Leelaruban, N., Padmanabhan, G., Oduor, P., 2017. Examining the relationship between drought indices and groundwater levels. Water 9(2), 82. Lezzaik, K., Milewski, A., Mullen, J., 2018. The groundwater risk index: development and application in the Middle East and North Africa region. Sci. Total Environ. 628, 1149-1164. Marchant, B.P., Bloomfield, J.P., 2018. Spatio-temporal modelling of the status of groundwater droughts. J. Hydrol. 564, 397-413. Mendicino, G., Senatore, A., Versace, P., 2008. A Groundwater Resource Index (GRI) for drought monitoring and forecasting in a Mediterranean climate. J. Hydrol. 357(3-4) 282-302. Mishra, A.K., Singh, V.P., 2011. Drought modeling-a review. J. Hydrol. 403(1-2), 157-175. Mirakbari, M., Mortezaii, G., Mohseni, M., 2018. Investigation of effect meteorological drought on surface and ground water resources by indices SPI, SPEI, SDI and GRI. Iran. J. Watershed Manage. Sci. Engin. 12(42), 70-80 (in Persian). Mohebbi Tafreshi, A., Asadian, F., Mohebbi Tafreshi, G., Keshavarzi, M.H.B., 2017. Evaluation of the hydrogeological drought using groundwater resource index based on GIS. Agricul. Conspectus Scientificus 82(4), 321-329. Mondal, S.K., Mishra, A., Leung, R., Cook, B., 2023. Global droughts connected by linkages between drought hubs. Nat. Communi. 14(1), 144. Parente, J., Amraoui, M., Menezes, I., Pereira, M.G., 2019. Drought in Portugal: current regime, comparison of indices and impacts on extreme wildfires. Sci. Total Environ. 685, 150-173. Peters, E., Van Lanen, H.A.J., Torfs, P.J.J.F., Bier, G., 2005. Drought in groundwater-drought distribution and performance indicators. J. Hydrol. 306(1-4), 302-317. Roshun, S.H., Habibnejad Roshan, M., 2018. Monitoring of temporal and spatial variation of groundwater drought using GRI and SWI indices, case study: Sari-Neka Plain. Sarkar, M., Chinnasamy, P., 2023. Assessing the impact of precipitation on hardrock aquifer system using standard precipitation index and groundwater resilience index: a case study of Purulia, West Bengal, India. Environ. Sci. Pollu. Res. 1-16. Şen, Z., 2019. Groundwater recharge level estimation from rainfall record probability match methodology. Earth Syst. Environ. 3(3), 603-612. Song, X., Chen, H., Chen, T., Qin, Z., Chen, S., Yang, N., Deng, S., 2024. GRACE-based groundwater drought in the indochina Peninsula during 1979–2020: Changing properties and possible teleconnection mechanisms. Sci. Total Environ. 908, 168423. Yun, S.M., Jeong, J.H., Jeon, H.T., Cheong, J.Y., Hamm, S.Y., 2023. Determining groundwater drought relative to the opening of a River Barrage in Korea. Water 15(14), 2658. Zhu, Q., Zhang, H., 2022. Groundwater drought characteristics and its influencing factors with corresponding quantitative contribution over the two largest catchments in China. J. Hydrol. 609, 127759. | ||
|
آمار تعداد مشاهده مقاله: 693 تعداد دریافت فایل اصل مقاله: 443 |
||