SUPERVISOR
Saeed Soltani Kopaei
سعید سلطانی کوپائی (استاد راهنما)
STUDENT
Mahvash Mehrabi
مهوش محرابی
FACULTY - DEPARTMENT
دانشکده منابع طبیعی
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1389
TITLE
Regional Frequency Analysis of Hydrological Drought Based on Stream flow Drought Index In Dorodzan dam Watershed
Drought, is natural phenomenon that damage to natural ecosystems and human life and, As a climatic anomaly, is considered one of the most destructive weather phenomena that occur in almost all climatic regimes. Drought this natural phenomenon, harmful and costly consequences which affects the area of ??influence. The position of the belt of arid and semiarid regions of the world, no country is immune from this phenomenon and And the effects of this damaging experience to its normal position. Severe droughts and extensive damage may occur in many parts of the country to impose economic bodies every year, Therefore , one of the basic needs and characteristics of drought events in the study of environmental and water resources planning. In recent decades, many of the drought on the stream flow drought index As a hydrological drought forecasting and assessment methods of researchers has been. We are constantly faced with problems in The analysis of the index during the period in areas with little or no statistical areas . To alleviate these problems used analysis frequncy method. Because of the nature of regional droughts occur And usually cover a wide area and persist for a long period of time, It is important to study the concept of regional. In this study to evaluate and predict the hydrological drought in the Drodzan dam watershed,used regional frequency analysis based on stream flow drought index. The end result of the drought in the study area to assess the results of the standardized precipitation index (SPI) were compared. During the first nine stations had adequate data for the study were selected. After rebuilding the SDI index data flaws on time scales of 3, 6, 9 and 12 months during the period (1986-2011) were selected stations. After drought conditions, according to the SDI index, Examined regional homogeneity of homogeneity index based on line-moment method . The results showed that region can be considered as a homogeneous hydrologic region. The Goodness of fit test chi - square and Klomoronov - Smirnov normal distribution for the index of stream flow 3 monthly distribution values ??are somewhat generalized to indicators of stream flow, 9 and 6 months, and exponential distribution for indicators of stream flow at 12 months, they were known as the best distribution. Thus, SDI index related to the time scales specified return periods of 2, 5, 10, 20, 25, 50, 100, 200 years was estimated at each station. The regional analysis was performed using multivariate linear regression and presented The models. The return period associated with any of the conditions of drought in any of the periods of 3, 6, 9 and 12 months from the curve analysis of each station to obtain and use the software Arc GIS mapping zonation of them drawn. The results of the Zoning Maps shows that Among the areas that are experiencing severe drought in the north and north-east of the range, compared to other regions may experience more severe droughts, and With increasing return period drought covers almost the entire region The SPI drought index has been calculated and the results were compared with the results of the index SDI. Although the results of SDI indicator shows more sensitivity to drought, but the results were similar indexes of drought shows in recent years had greatly increased. Therefore, these areas are subject to damage and economic damage - Hydrologic drought is social and therefore more attention is needed on water resources. Keywords : drought, hydrological drought, stream flow drought index (SDI), standardized precipitation index (SPI), regional frequency analysis, zoning
خشکسالی یکی از بلایای طبیعی میباشد که خسارات زیادی به زندگی انسان و اکوسیستمهای طبیعی وارد میآورد و بعنوان یک ناهنجاری اقلیمی، یکی از مخربترین پدیدههای آب و هوایی محسوب میگردد که تقریباً در همه رژیمهای اقلیمی دیده میشود. این پدیدة خزندة طبیعی، پیامدهای زیانبار و پرهزینهای را بر منطقه تحت نفوذ خود بر جای میگذارد. با توجه به قرار گرفتن ایران در کمربند خشک و نیمه خشک دنیا هیچ منطقهای از کشور از این پدیده در امان نیست و به نسبت موقعیت طبیعی خود تاثیرات این پدیده مخرب را تجربه می نماید. بروز خشکسالیهای شدید و گسترده در کشور ممکن است آسیبهای بسیاری را هر ساله بر پیکره اقتصادی بخشی از کشور تحمیل کند. لذا بررسی و شناخت ویژگیهای پدیده خشکسالی یکی از نیازهای اساسی در مطالعه منابع آب و برنامهریزیهای محیطی میباشد. در دهه اخیر تحلیل فراوانی خشکسالی بر اساس شاخص خشکسالی جریان رودخانه(SDI) به عنوان یکی از روش های ارزیابی و پیش بینی خشکسالی هیدرولوژیک مورد توجه محققان قرار گرفته است. در تحلیل فراوانی شاخص مذکور در حوزه هایی با طول دوره آماری کم و حوزه های فاقد آمار کامل همواره با مشکلاتی روبه رو هستیم. برای کاهش این مشکلات از روش منطقه ای کردن تحلیل فراوانی استفاده می شود. از سوی دیگر از آنجا که خشکسالی ها در طبیعت به صورت منطقه ای به وقوع می پیوندد و معمولاً سطح وسیعی را پوشش می دهند و در دوره زمانی طولانی مدت ادامه پیدا می کند، مطالعه آن ها در مفهوم منطقه ای حائز اهمیت است. در این تحقیق جهت ارزیابی و پیش بینی خشکسالی هیدرولوژیک در حوزه آبخیز سد درودزن، از روش تحلیل فراوانی منطقه ای شاخص جریان رودخانه(SDI) بهره گرفته شد. در پایان نتایج شاخص مذکور جهت بررسی خشکسالی در منطقه مطالعاتی با نتایج حاصله از شاخص خشکسالی بارش استاندار شده(SPI) مقایسه گردید. در ابتدا 9 ایستگاه که طول دوره آماری مناسب داشتند، جهت مطالعه منطقه انتخاب شدند. پس از بازسازی نواقص آماری مقدار شاخص خشکسالیSDI در مقیاسهای زمانی 3، 6، 9 و12 ماهه و طول دوره آمار (1389-1364) در ایستگاههای منتخب محاسبه شد. پس از تعیین وضعیت های خشکسالی براساس شاخص مذکور، همگنی منطقه ای براساس شاخص همگنی مبتنی برگشتاور خطی مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان داد که منطقه می تواند به عنوان یک منطقه همگن هیدرولوژیک در نظر گرفته شود. در ادامه با استفاده از آزمون نکویی برازش، آزمون های کای- اسکوئر و کلوموگروف- اسمیرنوف، توزیع نرمال برای شاخص جریان رودخانه 3 ماهه، توزیع مقادیر حدی تعمیم یافته برای شاخص جریان رودخانه 9 و6 ماهه، و توزیع نمایی برای شاخص جریان رودخانه 12ماهه، به عنوان بهترین توزیع ها شناخته شدند. بدین ترتیب شاخص SDI مربوط به مقیاس های زمانی مشخص شده در دوره های بازگشت 2، 5، 10، 20، 25، 50، 100، 200 سال در هر ایستگاه برآورد گردید. در ادامه تحلیل منطقه ای با استفاده از روش رگرسیون خطی چند متغییره صورت گرفت. و مدل های مربوطه ارائه شد. سپس دوره بازگشت مربوط به هر کدام از وضعیت های خشکسالی در هر یک از دوره های 3، 6، 9و12 ماهه از روی منحنی تحلیل فراوانی هر ایستگاه بدست آورده و با استفاده از نرم افزار Arc GIS نقشه های پهنه بندی مربوط به آن ها ترسیم گردید. نتایج بدست آمده از نقشه های پهنه بندی نشان می دهد که از میان نواحی که بیشترشدت خشکسالی را تجربه می کنند گستره شمال و شمال شرقی حوزه، خشکسالی شدیدتری را نسبت به دیگر نواحی تجربه می کند و با افزایش دوره بازگشت خشکسالی تقریباً تمامی منطقه را فرا می گیرد. در پایان شاخص خشکسالی SPI محاسبه گردیده و نتایج حاصل از آن با نتایج حاصل از شاخص خشکسالی SDI مقایسه شد. هرچند که نتایج حاصل از شاخصSDI خشکسالی را با دقت و حساسیت بیشتری نشان می دهد، اما نتایج حاصل از دو شاخص مورد بررسی نقریباً مشابه بوده و افزایش شدت خشکسالی در سال های اخیر را نشان دادند. بنابراین این حوزه در معرض خسارات و صدمات اقتصادی-اجتماعی خشکسالی هیدرولوژیک قرار دارد و لذا در مطالعات منابع آب نیازمند توجه بیشتری می باشد. واژه های کلیدی: خشکسالی، خشکسالی هیدرولوژیک، شاخص خشکسالی جریان رودخانه(SDI)، شاخص خشکسالی بارش استاندارد شده(SPI)، تحلیل فراوانی منطقه ای، پهنه بندی .