نشریه آبیاری و زهکشی ایران

نشریه آبیاری و زهکشی ایران

تحلیل تغییرپذیری مکانی-زمانی تراز آب زیرزمینی با رویکرد تغییر اقلیم و آنالیز نقطه‌ عطف

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان
1 دانشجوی کارشناسی ارشد، گروه مهندسی آب، دانشکده کشاورزی، دانشگاه لرستان، خرم آباد، ایران
2 گروه مهندسی آب دانشگاه لرستان
3 استادیار، گروه علوم و مهندسی آب، دانشکده کشاورزی، دانشگاه لرستان، خرم‌آباد، ایران.
10.22034/idj.2026.605696.2747
چکیده
پژوهش حاضر با هدف واکاوی تغییرات سطح آب زیرزمینی دشت درود-بروجرد و شناسایی نقاط تغییر روند و دگرگونی‌های ساختاری در رفتار آبخوان انجام شد. برخلاف مطالعات مرسوم که صرفاً به روندیابی خطی بسنده می‌کنند، نوآوری این مطالعه در تلفیق سه‌گانه آزمون‌های ناپارامتریک تشخیص تغییر، تحلیل تغییر توزیع آماری و تفسیر مکانی آن‌ها برای آشکارسازی گذار آبخوان از یک رژیم پایدار به رژیمی ناپایدار نهفته است. بدین منظور، داده‌های ۲۵ حلقه چاه پیزومتری با آزمون‌های من-کندال اصلاح‌شده (با حذف اثر خودهمبستگی)، پتیت، تحلیل پارامترهای آماری پیش و پس از شکست و آزمون کلموگروف-اسمیرنف دو نمونه‌ای تحلیل شدند. یافته‌ها نشان داد که ۷۲ درصد چاه‌ها دارای روند نزولی هستند، اما تنها دو چاه (دانشگاه بروجرد و کیوره) روند معنی‌دار آماری در سطح ۹۵ درصد دارند. آزمون پتیت وجود نقطه تغییر معنادار را برای ۶۴ درصد چاه‌ها در بازه ۲۰۰۷ تا ۲۰۰۹ (تمرکز اصلی تغییر روند) آشکار ساخت؛ ۳۶ درصد باقیمانده چاه‌ها تغییر روند دیرتری را در بازه ۲۰۱۰ تا ۲۰۲۰ تجربه کرده‌اند. تحلیل خصوصیات آماری قبل و بعد از شکست نشان‌دهنده افزایش چشمگیر واریانس (تا ۱۳۸۳۸ درصد) و تغییر چولگی به سمت مقادیر منفی شدید (تا ۸۷۵ درصد) در دوره پس از شکست است. آزمون کلموگروف-اسمیرنف نیز تغییر معنادار توزیع داده‌ها را در ۷۶ درصد چاه‌ها تأیید کرد. این یافته‌ها حاکی از آن است که آبخوان دشت درود-بروجرد از وضعیتی با ثبات نسبی به رژیمی ناپایدار با نوسانات شدید و تمرکز داده‌ها در مقادیر حدی پایین گذار کرده است. بررسی مکانی آماره Z من-کندال نشان داد که منطقه غربی دشت بیشترین نوسان را داشته و چاه دانشگاه بروجرد با آماره ۲۴۱۰- شدیدترین افت و چاه کیوره با آماره ۲۰۴۵+ بیشترین افزایش را نشان می‌دهند؛ این ناهمگونی مکانی ناشی از تفاوت در شرایط تغذیه محلی، برداشت‌های انسانی و تأخیر در پاسخ هیدروژئولوژیک است.
کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله English

Spatio-Temporal Analysis of Groundwater Level Variability Using Climate Change Approach and Change Point Analysis

نویسندگان English

Sayan Eghbalifar 1
Mohammad Nazeri Tahroudi 2
Masoud Shakarami 3
1 M.Sc. Student, Department of Water Engineering, Lorestan University, Khorramabad, Iran.
2 Department of Water Engineering, Lorestan University, Khorramabad, Iran
3 Department of Water Engineering, Lorestan University, Khorramabad, Iran.
چکیده English

The present study aimed to analyze groundwater level changes in the Dorud-Borujerd plain and to identify trend change points and structural transformations in aquifer behavior. Unlike conventional studies that merely rely on linear trend detection, the novelty of this study lies in the triple integration of non-parametric change-point tests, statistical distribution change analysis, and their spatial interpretation to reveal the aquifer's transition from a stable regime to an unstable one. For this purpose, data from 25 piezometric wells were analyzed using the modified Mann-Kendall test (with autocorrelation removal), the Pettitt test, statistical parameter analysis before and after the break, and the two-sample Kolmogorov-Smirnov test. The findings indicated that 72% of the wells exhibit a declining trend, but only two wells (Borujerd University and Kivareh) show a statistically significant trend at the 95% confidence level. The Pettitt test revealed a significant change point for 64% of the wells within the 2007–2009 period; the remaining 36% of the wells experienced a later trend change during 2010–2020. Analysis of statistical characteristics before and after the break showed a sharp increase in variance (up to 13,838%) and a shift in skewness toward severely negative values (up to 875%) in the post-break period. The Kolmogorov-Smirnov test also confirmed a significant change in data distribution for 76% of the wells. These findings suggest that the Dorud-Borujerd aquifer has transitioned from a relatively stable condition to an unstable regime characterized by severe fluctuations and a concentration of data at low extreme values. Spatial analysis of the Mann-Kendall Z statistic revealed that the western part of the plain experienced the greatest fluctuation, with the Borujerd University well showing the most severe decline and the Kivareh well showing the greatest increase; this spatial heterogeneity is attributed to differences in local recharge conditions, anthropogenic withdrawals, and lag in hydrogeological response.

کلیدواژه‌ها English

Alluvial aquifer
Dispersion pattern
Distribution change
Hydrological instability
Pettitt test

مقالات آماده انتشار، پذیرفته شده
انتشار آنلاین از 02 آبان 1405