تحقیقات کاربردی علوم جغرافیایی

تحقیقات کاربردی علوم جغرافیایی

تحلیل مکانیسم انتشار خشکسالی هواشناسی به خشکسالی هیدرولوژیکی در حوضه آبخیز کارون ۳

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان
1 دانشگاه حکیم سبزواری
2 دانشگاه شهید بهشتی
چکیده
انتشار خشکسالی از مرحله هواشناسی به هیدرولوژیکی یکی از فرآیندهای کلیدی مؤثر بر پویایی منابع آب در حوضه‌های آبخیز است و شناخت سازوکار و الگوی آن می‌تواند به بهبود پایش و مدیریت خشکسالی کمک کند. در این پژوهش، الگوی زمانی–مکانی انتشار خشکسالی در حوضه آبخیز کارون ۳ طی دوره 1984–2023 مورد ارزیابی قرار گرفت. برای این منظور، از داده‌های ماهانه بارش ۲۷ ایستگاه (۲۰ باران‌سنجی و ۷ سینوپتیک) و دبی ۳ ایستگاه هیدرومتری در خروجی زیرحوضه‌های کارون بالا، میانی و پایین استفاده شد. در ادامه، با به‌کارگیری شاخص بارش استانداردشده (SPI) و شاخص رواناب استانداردشده (SRI)، به‌ترتیب خشکسالی‌های هواشناسی و هیدرولوژیکی شناسایی و پنج ویژگی اصلی شامل فراوانی، شدت، بیشینه تداوم، مجموع تداوم و گستره مکانی استخراج گردید. در نهایت، بر اساس این ویژگی‌ها، شاخص شدت جامع خشکسالی (DCI) و شاخص شدت جامع انتشار خشکسالی (DCPI) به‌منظور تحلیل یکپارچه فرآیند انتشار محاسبه شدند
نتایج نشان داد که نرخ کاهش SRI12 (0604/0-) تقریباً دو برابر نرخ متناظر SPI12 (0311/0-) است. فراوانی خشکسالی هیدرولوژیکی از صفر رخداد در دهه 1984–1993 به 8 رخداد در دهه 2014–2023 افزایش یافت و میانگین شدت خشکسالی نیز از 855/0 به 199/1 تغییر کرد. مجموع تداوم رخدادها در دهه پایانی به 4 ماه رسید و در حدود 70 درصد از سال‌های این دوره، بیش از 66 درصد مساحت حوضه تحت تأثیر خشکسالی هیدرولوژیکی قرار گرفت. تحلیل آماری، وجود همبستگی مثبت و معنادار میان خشکسالی‌های هواشناسی و هیدرولوژیکی را در کل حوضه و تمامی زیرحوضه‌ها در سطح معناداری (P<0.01) تأیید کرد. شاخص DCPIنیز از 0143/0 در دهه 1984–1993 (رده بسیار ضعیف) به 057/1 در دهه 2014–2023 (رده شدید) افزایش یافت. در مقیاس زیرحوضه، بیشترین مقدار DCPI در کارون پایین (50/1) و کمترین مقدار آن در کارون میانی (09/1) به دست آمد که نشان‌دهنده ناهمگنی مکانی انتشار خشکسالی در سطح حوضه بود.
کلیدواژه‌ها
موضوعات

عنوان مقاله English

Analysis of the Mechanism of Meteorological Drought Propagation to Hydrological Drought in the Karun 3 Watershed

نویسندگان English

Hossein Ghorbani 1
Elaheh Asgari 1
mohammad baaghideh 1
Tayebeh Akbari Azirani 2
Alireza Entezari 1
1 Hakim Sabzevari University
2 Shahid Beheshti University
چکیده English

Drought propagation, the process by which meteorological drought evolves into hydrological drought, significantly affects water resource dynamics within watersheds. A thorough understanding of its mechanisms and patterns is crucial for improving drought monitoring and management strategies. This study assessed the spatiotemporal patterns of drought propagation in the Karun 3 watershed from 1984 to 2023. For this purpose, monthly precipitation data from 27 stations (20 rain-gauge and 7 synoptic) and discharge data from 3 hydrometric stations located at the outlets of the Upper, Middle, and Lower Karun sub-basins. Meteorological and hydrological droughts were identified using the Standardized Precipitation Index (SPI) and Standardized Runoff Index (SRI), respectively. We then extracted five key drought characteristics: drought frequency, degree, maximum duration, total duration, and spatial coverage. Finally, these characteristics were integrated to calculate the Comprehensive Drought Intensity Index (DCI) and the Comprehensive Drought Propagation Intensity Index (DCPI), providing an integrated assessment of the drought propagation process.
The results showed that the change tendency rate of SRI12 (−0.0604) was approximately twice that of SPI12 (−0.0311). Hydrological drought frequency increased from zero events between 1984 and 1993 to eight events between 2014 and 2023, while the mean drought degree rose from 0.855 to 1.199. The total duration of drought events reached four months in the final decade, with over 66% of the watershed area affected by hydrological drought in approximately 70% of the years during this period. Statistical analysis confirmed a significant positive correlation between meteorological and hydrological droughts across the entire watershed and all sub-basins (P < 0.01). The DCPI increased from 0.0143 very weak in 1984–1993 to 1.057 strong in 2014–2023. At the sub-basin level, the Lower Karun recorded the highest DCPI value (1.50), while the Middle Karun observed the lowest (1.09), indicating substantial spatial heterogeneity in drought propagation across the watershed.

کلیدواژه‌ها English

مکانیسم انتشار
DCI
DCPI
حوضه آبخیز کارون 3

مقالات آماده انتشار، پذیرفته شده
انتشار آنلاین از 27 شهریور 1405