نشریه آبیاری و زهکشی ایران

نشریه آبیاری و زهکشی ایران

تحلیل روند بارش و خشکسالی هواشناسی و پهنه بندی آن در استان کرمانشاه

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان
مریم احسانی 1
فاطمه نصرنیا 1
شهره دیداری 2
1 گروه اقتصاد کشاورزی، دانشگاه شیراز
2 گروه مهندسی آب، دانشگاه شیراز
10.22034/idj.2025.512714.2565
چکیده
خشکسالی از مخرب‌ترین رویدادهای آب‌وهوایی بوده که باعث ایجاد خسارت‌های قابل‌توجهی بر زندگی انسان می-شود. یکی از مناطقی که طی سال‌های اخیر خشکسالی‌های خفیف تا بسیار شدید را تجربه نموده است، استان کرمانشاه در غرب ایران است. لذا هدف پژوهش حاضر، بررسی شدت، فراوانی و روند خشکسالی در استان کرمانشاه می‌باشد. توسط بدین منظور از دو شاخص SPI و PNI و آزمون‌های من-کندال، سن و پتیت برای بررسی ایستگاه‌های استان کرمانشاه استفاده شد. نتایج نشان داد که شدت، تداوم و درصد فراوانی وقوع خشکسالی در ایستگاه‌های مورد بررسی، یکسان نبوده و پراکندگی شدت-تداوم-فراوانی خشکسالی می‌تواند متاثر از اقلیم، تفاوت جهت گسترش ارتفاعات و نوع و جهت ورود سیستم‌های بارانزا باشد. براساس آزمون پتیت صرفاً SPI سه‌ماهه در ایستگاه-های سنقر و ماهیدشت و SPI شش‌ماهه و دوازده ماهه برای ماهیدشت نقطه شکست وجود داشت، که این نقطه شکست در سال 1395 اتفاق افتاده است. براساس نتایج دو آزمون من-کندال و سن، سری‌های SPI-3، SPI-6 و SPI-12 برای ایستگاه ماهیدشت در هر سه بازه SPI، روند معنی‌دار وجود دارد. روند تغییر کاربری اراضی، افزایش تمایل کشاورزان به کشت محصولات آب‌بر طی سال‌های اخیر و افزایش استحصال منابع آب زیرزمینی، از جمله عواملی هستند که به طور مستقیم و غیرمستقیم بر روند خشکسالی تاثیر گذاشته و موجب شده علی‌رغم روند افزایشی بارندگی در برخی ایستگاه‌ها، روند خشکسالی نیز در هر سه بازه یا برخی بازه‌های زمانی افزایشی باشد. همچنین تغییرات اقلیمی و بروز خشکسالی‌های طولانی‌مدت می‌تواند از عواملی باشد که علی‌رغم روند کاهشی خشکسالی در ایستگاه-های روانسر، قصرشیرین، گیلانغرب، سنقر و پاوه، روند بارندگی نیز در این ایستگاه‌ها کاهشی باشد. بر اساس نتایج پهنه‌بندی خشکسالی در دشت کرمانشاه نسبت به سایر مناطق استان کرمانشاه، وقوع حالات خشکسالی بیش‌تر از ترسالی بوده و شدیدترین وضعیت خشکسالی نیز در سال 1400 اتفاق افتاده است.
کلیدواژه‌ها
بارندگی
پهنه‌بندی
خشکسالی هواشناسی
روند
کرمانشاه

عنوان مقاله English

Analysis of Meteorological Precipitation and Drought Trends and Zoning in Kermanshah Province

نویسندگان English

maryam ehsani 1
fatemeh nasrnia 1
shohreh didari 2
1 Agricultural Economics Department, Shiraz University
2 Water Engineering Department, Shiraz University
چکیده English

Drought is one of the most destructive weather events that causes significant damage to human life. One of the regions that has experienced mild to very severe droughts in recent years is Kermanshah province in western Iran. Therefore, the aim of the present study is to investigate the severity, frequency, and trend of drought in Kermanshah province. For this purpose, two indices, SPI and PNI, and Mann-Kendall, Senn, and Petit tests were used to investigate the stations of Kermanshah province. The results showed that the severity, duration, and percentage of drought occurrence in the studied stations were not the same, and the distribution of drought intensity-duration-frequency can be affected by climate, differences in the direction of elevation expansion, and the type and direction of entry of rain-generating systems. Based on the Petit test, only the three-month SPI in the Sonqor and Mahidasht stations and the six-month and twelve-month SPI for Mahidasht had a breaking point, which occurred in 2016. Based on the results of the two Mann-Kendall and Senn tests, there is a significant trend in the SPI-3, SPI-6 and SPI-12 series for Mahidasht station in all three SPI intervals. The trend of land use change, the increase in farmers' tendency to cultivate water crops in recent years and the increase in groundwater resources extraction are among the factors that directly and indirectly affect the drought trend and have caused the drought trend to increase in all three intervals or some time intervals despite the increasing trend of rainfall in some stations. Also, climate change and the occurrence of long-term droughts can be among the factors that, despite the decreasing trend of drought in Ravansar, QasrShirin, Gilangharb, Sonqor and Paveh stations, the rainfall trend to decrease in these stations.

کلیدواژه‌ها English

Rainfall
Zoning
Meteorological Drought
Trend
Kermanshah
اسدزاده، ف.، کاکی، م.، شکیبا، س. و راعی، ب. 1395. تاثیر خشکسالی بر کیفیت و سطح آب زیرزمینی دشت قروه و چهاردولی. تحقیقات منابع آب ایران. 3: 153-165.
اکبری، م.، سعادت­فر، ا. و شجاعی، ح. 1389. بررسی روش­های مختلف میانیابی برای تولید نقشه منیزیم خاک در منطقه دشت خاک بردسیر. سنجش از دور و سامانه اطلاعات جغرافیایی در منابع طبیعی. 1 (1): 49-57.
ایمانی­بوژانی، ف.، کیانی­صدر، م.، سبحان­اردکانی، س.، لرستانی، ب. و چراغی، م. 1401. پایش چندشاخصی خشکسالی کشاورزی در شهرستان کرمانشاه. آبیاری و زهکشی ایران. 4 (16): 804-815.
جعفربیگلو، م.، ویسی، ع.، نورایی­صفت، ا. و نادری، س. 1394. ارزیابی تاثیرات خشکسالی بر تالاب هشیلان. اکوبیولوژی تالاب. 25: 81-92.
حلمی، م. و شهیدی، ع. 1402. استفاده از شاخص­های SPI و SPEI در ارزیابی تاثیر خشکسالی بر کیفیت منابع آب سطحی (مطالعه موردی: رودخانه کشف­رود). پژوهش­های خشکسالی و تغییر اقلیم. 1 (1): 83-96.
خسروی، م.، موقری، ع. و منصوری دانشور، م. ر. 1391. ارزیابی شاخص­های PNI، RAI، SIP و SPI برای پهنه­بندی شدت خشکسالی ایران با مقایسه دو روش درون­یابی IDW و مدل ارتفاعی رقومی DEM. جغرافیا و پایداری محیط. 5: 53-70.
دوستان، ر. 1394. تحلیلی بر خشکسالی­های ایران در نیم­قرن گذشته. پژوهش­های اقلیم­شناسی. 6 (23 و 24): 1-19.
شرفی، ل. و زرافشانی، ک. 1389. سنجش آسیب­پذیری اقتصادی و اجتماعی کشاورزان در برابر خشکسالی (مطالعه موردی: گندم­کاران شهرستان­های کرمانشاه، صحنه و روانسر). پژوهش­های روستایی. 4: 129-154.
شرفی، ل. و زرافشانی، ک. 1390. سنجش آسیب­پذیری کشاورزان گندم­کار در زمان خشکسالی. مطالعه موردی: سرپل­ذهاب، اسلام­آبادغرب و جوانرود. برنامه­ریزی منطقه­ای. 1: 41-54.
شکیبا، ع.، میرباقری، ب. و خیری، ا. 1389. خشکسالی و تاثیر آن بر منابع آب زیرزمینی در شرق استان کرمانشاه با استفاده از شاخص SPI. جغرافیا. 8(25): 105-124.
شمس­نیا، س. ا. 1402. ارزیابی و مقایسه تطبیقی شاخص­های خشکسالی SMDI، SPI و RDI در منطقه زرقان، استان فارس. پژوهش­های تغییرات آب­وهوایی. 4 (15): 73-90.
صدرافشاری، س. و فیض­اله­پور، م. 1390. برآورد مقادیر خشکسالی ارومیه با استفاده از شاخص­های PNI، ZS، DI، SPI و مقایسه روش­های فوق برای دست­یابی به بهترین شاخص خشکسالی. دومین همایش ملی مقابله با بیابان­زایی و توسعه پایدار تالاب­های کویری ایران، ایران، اراک.
صفری­شاد، م.، حبیب­نژاد روشن، م. و ایلدرمی، ع. 1395. ارزیابی شاخص NDSI در پایش خشکسالی به کمک تکنیک سنجش از دور (مطالعه موردی استان اصفهان). اطلاعات جغرافیایی (سپهر). 25 (100): 35-44.
عبده­کلاهچی، ع.، افتخاردادخواه، م. و میرزایی، م. 1400. بررسی اثر خشکسالی بر منابع آب استان کرمانشاه با استفاده از تصاویر ماهواره­ای TRMM. مهندسی و مدیریت آبخیز. 13(1): 65-80.
علیقلی­نیا، ت.، رسولی­مجد، ن. و هزارجریبی، ا. 1398. ارزیابی و مقایسه شاخص­های خشکسالی استان آذربایجان­غربی با استفاده از شاخص PNI، CZI، SPI و سیستم اطلاعات جغرافیایی (GIS). علوم و مهندسی آبیاری. 42 (1): 175-188.
فغانی، م.، قربانی، خ. و سالاریجزی، م. 1396. تحلیل روند و نقطه شکست در سری­های فصلی شاخص خشکسالی SPI در ایران. آبیاری و زهکشی ایران. 4: 667-679.
قربانی، ح.، ولی، ع. و زارع­پور، ه. 1398. تحلیل روند خشکسالی هواشناسی با استفاده از آزمون­های من-کندال، سن و پتیت در استان اصفهان. تحلیل فضایی مخاطرات محیطی. 6 (2): 129-146.
محمدی، ب. 1390. تحلیل روند بارش سالانه ایران. جغرافیا و برنامه­ریزی محیطی. 43 (3): 95-106.
معصوم­پور سماکوش، ج.، میری، م. و باقری سیدشکری، س. 1395. اثر تغییر اقلیم بر آبدهی و ویژگی­های چشمه­های کارستی استان کرمانشاه. جغرافیا و پایداری محیط. 6 (4): 51-66.
میرموسوی، س. ح. و کریمی، ح. 1392. مطالعه اثر خشکسالی بر روی پوشش گیاهی با استفاده از تصاویر سنجنده MODIS: مطالعه استان کردستان. جغرافیا و توسعه. 31: 57-76.
میریعقوب­زاده، م. ح.، خسروی، س. ا. و ذبیحی، م. 1398. مروری بر شاخص­های خشکسالی و بررسی عملکرد آنها. آب و توسعه پایدار. 6 (1): 103-112.
نگهبان، س.، باقری سیدشکری، س.، پاینده، ز.، نادری، س. و شیرآوند، پ. 1395. ارزیابی تاثیرگذاری رژیم آبدهی چشمه­های کارستی از رخداد خشکسالی. مطالعه موردی: چشمه­های کارستی حوضه رودخانه الوند. جغرافیا و برنامه­ریزی محیطی. 3: 163-176.
یوسفی، ح.، نوحه­گر، ا.، خسروی، ز. و عزیزآبادی­فراهانی، م. 1394. مدیریت و پهنه­بندی خشکسالی با استفاده از شاخص­های SPI و RDI (مطالعه موردی: استان مرکزی). اکوهیدرولوژی. 2 (3): 337-344.
Delpla, I., Jung, A. V., Baures, E., Clement, M. and Thomas, O. 2009. Impact of climate change on surface water quality in relation to drinking water production. Environmental International. 35 (8): 1225-1233.
Ghasempour, R., Roushangar, K., Ozgur, V. S., Demirel, M. C. 2022. Analysis of spatiotemporal variations of drought and its correlations with remote sensing-based indices via wavelet analysis and clustering methods. Hydrology Research. 53 (1): 175–192.
Gonçalves, S. T. N., Vasconcelos Júnior, F. D. C., Silveira, C. D. S., Cid, D. A. C., Martins, E. S. P. R. and Costa, J. M. F. D. 2023. Comparative Analysis of Drought Indices in Hydrological Monitoring in Ceará’s Semi-Arid Basins, Brazil. Water. 15: 1259.
IPCC, 2022: Climate Change 2022: Impacts, Adaptation, and Vulnerability. Contribution of Working Group II to the Sixth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change [H.-O. Portner, D.C. Roberts, M. Tignor, E.S. Poloczanska, K. Mintenbeck, A. Alegría, M. Craig, S. Langsdorf, S. Loschke, V. Moller, A. Okem, B. Rama (eds.)]. Cambridge University Press.
Jenkins, K. and Warren, R. 2015. Quantifying the impact of climate change on drought regimes using the Standardised Precipitation Index. Theoretical and Applied Climatology. 120 (1): 41–54.
Karczwrczyk, G. and Renman, A. 2011. Phosphorus accumulation Pattern in a subsurface constructed wetland treating residential wastewater. Water. 3: 146-156.
Keshtkar, A. R., Moazami, N. and Afzali, A. 2021. Assessment of spatial interpolation techniques for drought severity analysis in Iran’s Salt Lake Basin. Desert. 26 (1): 85-97.
Kumar, N. M., Murthy, C. S., Sesha-Sai, M. V. R. and Roy, P. S. 2009. On the use of Standardized Precipitation Index (SPI) for drought intensity assessment. Meteorological Applications. 16: 381-389.
Levina, W. H., Seizarwati, W. and Vernimmen, R. 2016. Comparison of TRMM satellite rainfall and APHRODITE for drought analysis in the Pemali-Comal River Basin. Procedia Environmental Sciences. 33: 187-195.
Lindsey, R. and Dahlman, L. 2021. Climate Change: Global Temperature. News & Features.
McKee, T. B., Doesken, N. J. and Kleist, J. 1993. The relationship of drought frequency and duration to time scales. In Proceedings of the 8th Conference on Applied Climatology. 17(22): 179-183.
Mishra, A. K., Desai, V. R. and Singh, V. P. 2005. Drought forecasting using a hybrid stochastic and neural network model. Journal of Hydrology Engineering, ASCE. 12 (6): 626-638.
Mishra, A. K. and Singh, V. P. 2010. A review of drought concepts. Journal of Hydrology. 391, 202-216.
Mukherjee, S., Mishra, A., Trenberth, K. E. 2018. Climate change and drought: a perspective on drought indices. Current Climate Change Reports. 4 (2): 145–163.
Nunno, F. D., Marinis, G. D. and Granata, F. 2024. Analysis of SPI index trend variations in the United Kingdom- A Cluster-based and Bayesian ensemble algorithms approach. Journal of Hydrology: Regional Studies. 52, 101717.
Raziei, T., Saghafian, B., Paulo, A. A., Pereira, L. S. and Bordi, I. 2009. Spatial patterns and temporal variability of drought in western Iran. Water resources management. 23(3): 439-455.
Saada, N. and Abu-Rohmman, A. 2017. Multi-site Modelling and simulation of the Standardized Precipitation Index (SPI) in Jordan. Journal of Hydrology: Regional Studies. 14: 83-91.
Saifaldeen Oyounalsoud, M., Abdallah, M., Gokhan Yilmaz, A., Siddique, M. and Atabay, S. 2023. A new meteorological drought index based on fuzzy logic: Development and comparative assessment with conventional drought indices. Journal of Hydrology. 619, 129306.
Shamsnia S. A. and Pirmoradian, N. 2009. Rectification of the Standardized Precipitation Index (SPI) Classification for Drought Evaluation in Fars Province (IRAN). 2 nd India Disaster Management Congress. National Institute of Disaster Management. 4-6 November.
Stagge, J. H., Tallaksen, L. M., Gudmundsson, L., Van Loon, A. F. and Stahl, K. 2015. Candidate Distributions for Climatological Drought Indices (SPI and SPEI). International Journal of Climatology. 35 (13): 4027–4040.
Subedi, M. R., Xi, W., Edgar, Ch. B., Rideout-Hanzak, S. and Hedquist, B. C. 2019. Assessment of geostatistical methods for spatiotemporal analysis of drought patterns in East Texas, USA. Spatial Information Research. 27: 11–21.
Trenberth, K. E. 2011. Changes in precipitation with climate change. Climate Research. 47 (1–2): 123–138.
Vivekanandan, N. 2007. Analysis of Trend in Rainfall Using Non Parametric Statistical Methods, international symposium on rainfall rate and radio wave propagation. American institute of physics:101-113.
Wilhelmi, O. V. and Wilhite, D. A. 2002. Assessing vulnerability to agricultural drought: A Nebraska case study. Natural Hazards. 25(1): 37-58.
Wilhite, D. A. and Buchanan-Smith, M. 2005. Drought as hazard: Understanding the natural and social context. Proceeding of drought and water crises: Science, Technology and Management Issues. CRC Press, Boca Raton: 3-29.
Wilhite, D. A., Glantz, M. H. 1985. Understanding: the drought phenomenon: the role of definitions. Water International. 10 (3): 111–120.
Willeke, G., Hosking, J. R. M., Wallis, J. R. and Guttman, N. B. 1994. The national drought atlas. Institute for Water Resources Report, U.S. Army Corps of Engineers.
World Meteorological Organization (WMO). 2017. WMO Guidelines on the Calculation of Climate Normals. WMO-No. 1203.
Wu, G., Chen, J., Shi, X., Kim, J.-S., Xia, J., Zhang, L. 2022. Impacts of global climate warming on meteorological and hydrological droughts and their propagations. Earth’s Future. 10(13).
Wu, H., Hayes, M. J., Wilhite, D. A. and Svoboda, M. D. 2005. The effect of the length of record on the Standardized Precipitation Index calculation. International Journal of Climatology. 25 (4): 505-520.
Zargar, A., Sadiq, R., Naser, B. and Khan, F. I. 2011. A review of drought indices. Environmental Reviews, 19: 333-349.
Zhang, R., Virgílio A. Junyu Qi, B., Xu, F., Wu, J., Qiu, J., Li, J., Shui, W. and Wang, Q. 2023. The First High Spatial Resolution Multi-Scale Daily SPI and SPEI Raster Dataset for Drought Monitoring and Evaluating Over China from 1979 to 2018. Big Earth Data. 7(3): 860-885.
Zehtabian, G. H., Karimi, K., Nakhee Nejadfard, S., Mirdashtvand, M. and Khosravi, H. 2013. Comparability Analyses of the SPI and RDI Meteorological Drought Indices in South Khorasan province in Iran. International Journal of Advanced Biological and Biomedical Research. 1 (9): 981-992
نشریه آبیاری و زهکشی ایران
دوره 20، شماره 1 - شماره پیاپی 116
فروردین و اردیبهشت 1405
صفحه 62-86