بررسی تاثیر خشکسالی ها بر مؤلفه های ترازمندی آب با استفاده از چارچوب بادیکو (مطالعه موردی: حوضه دریاچه ارومیه)

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسنده

ارومیه، دانشگاه ارومیه، دانشکده کشاورزی، گروه مهندسی آب

چکیده

درک پاسخ هیدرولوژیکی حوضه های آبریز به خشکسالی ها اهمیت زیادی در شناخت میزان آسیب پذیری مناطق مختلف به خشکسالی ها و مدیریت ریسک خشکسالی دارد. در این مطالعه با استفاده از چارچوب بادیکو به بررسی میزان و جهت تغییرات مؤلفه های تبخیر و تعرق واقعی و رواناب در پاسخ به خشکسالی های رخ داده در زیرحوضه های حوضه آبریز دریاچه ارومیه پرداخته شد. برای این منظور داده های تبخیر و تعرق واقعی (ET) و تبخیر و تعرق پتانسیل (PET) از پایگاه داده GLEAM و داده های بارش از پایگاه داده MSWEP تهیه شدند. پس از تعیین سال های خشکسالی با استفاده از شاخص بارش- تبخیر و تعرق پتانسیل استاندارد (SPEI)، معادله فو (در چارچوب مدل بادیکو) برای سال های خشکسالی و غیرخشکسالی به طور جداگانه واسنجی شد. تفاوت معنی دار در توزیع های احتمال تجربی شاخص خشکی (PET/P) و شاخص تبخیری (ET/P) بین سال های خشکسالی و غیرخشکسالی به روش آزمون کلموگروف- اسمیرنوف دو نمونه ای تایید شد. در ادامه، تغییرات ناشی از رژیم و تغییرات ناشی از افراز به طور جداگانه برای تبخیر و تعرق واقعی و رواناب محاسبه و بررسی شد. در مورد رواناب در همه زیرحوضه ها تغییرات ناشی از رژیم، تغییرات ناشی از افراز و تغییرات کل رواناب در سال های خشکسالی نسبت به سال های غیرخشکسالی منفی و تغییرات ناشی از رژیم شدیدتر از تغییرات ناشی از افراز بودند. در مورد تبخیر و تعرق واقعی در همه زیرحوضه ها تغییرات ناشی از افراز، مثبت، تغییرات ناشی از رژیم، منفی و تغییرات کلی، منفی بود. به طور کلی، وقوع خشکسالی ها در زیرحوضه های مورد مطالعه سبب کاهش بیشتر رواناب (66.54- درصد) نسبت به تبخیر و تعرق واقعی (10.45- درصد) شده است. چارچوب بادیکو در توضیح رفتار غیرخطی ترازمندی آب طی خشکسالی مؤثر است.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Investigation of Droughts Impacts on Water Balance Components Using the Budyko Framework (Case Study: Lake Urmia Basin)

نویسنده [English]

  • Somayeh Hejabi
Department of Water Engineering, Faculty of Agriculture, Urmia University, Urmia, Iran
چکیده [English]

Understanding the hydrological response of the basins to droughts is essential in recognizing different regions’ vulnerability to droughts and drought risk management. In this study, the amount and direction of changes in the components of actual evapotranspiration and runoff in response to the occurred droughts were investigated in the sub-basins of the Lake Urmia Basin in the Budyko framework. To this end, actual evapotranspiration (ET) and potential evapotranspiration (PET) data from the GLEAM database and precipitation data from the MSWEP database were obtained. After determining the drought years using the Standardized Precipitation-Evapotranspiration Index (SPEI), the Fu’s equation (in the Budyko framework) was calibrated separately for drought and non-drought years. The significant difference in empirical probability distributions between drought and non-drought years for the aridity index (PET/P) and the evaporative index (ET/P) was investigated using two-sample Kolmogorov-Smirnov test. In the following, the regime-related and the partitioning-related changes were calculated and examined separately for the actual evapotranspiration and the runoff. In the case of the runoff, the regime-related, the partitioning-related and the total changes of runoff were negative in drought years compared to non-drought years in all the sub-basins and the regime-related changes were more severe than the partitioning-related changes. In the case of the actual evapotranspiration, the partitioning-related changes were positive, the regime-related changes were negative and the total changes were negative in all the sub-basins. In total, the occurrence of droughts in the studied sub-basins has resulted in more decreasing of the runoff (-66.54%) compared to the actual evapotranspiration (-10.45 %). The Budyko framework is effective in the explanation of the nonlinear behavior of water balance during drought.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Budyko
  • Drought
  • Partitioning Shift
  • Regime Shift