توصيفگر ها :
خشكسالي هواشناسي , خشكسالي هيدرولوژيك , ضريب همبستگي , تبديل موجك پيوسته , وابستگي موجكي
چكيده فارسي :
چكيده
خشكسالي يكي از چالشهاي مهم و رايج در مديريت منابع آب و محي ط زيست است كه آثار جدي بر جنبه هاي مختلف زندگي انسانها
و اك وسيستم ها دارد. براي مديريت و كاهش آثار منفي اين پدي ده، تحقيقات و مطالعات بسياري انجام شده است. اين تحقيقات براي
درك عوامل مؤثر در بروز و توسعه خشكسالي، پيش بيني و ارزيابي تأثي رات اقتصادي و اجتماعي خشكسال ي، تحليل ارتباط بين خشكسالي
هواشناسي و خشكسالي هيدرولوژي ك، بهبود مديريت منابع آب در اين شرايط ، و استفاده از روش هاي نوين يادگيري ماشين براي تحليل
داده ها و پيش بيني اين پديده انجام گرفته است. اين روش ها ميتوانند الگوها، ارتباطات و تأثيرات متغيرهاي مختلف را با دقت زياد تحل يل
كرده و به نتايج دقيق تري در مورد خشكسالي و اثرات آن دست يابند. در اين تحقيق به بررسي ارتباط بين خشكسالي هواشناسي با استفاده
از شاخص بارش استاندارد شده)SPI )و خشكسالي هيدرولوژيك با استفاده از شاخص رواناب استاندارد شده) SRI )در 15 ايستگاه
حوضه آبريز كرخه در دوره آماري 1982-2016 پرداخته شده است. در ادامه مقدار همبستگي بين اين دو پديده با استفاده از ضريب
همبستگي پيرسون و وابستگي موجكي ميان شاخصهاي SPI و SRI مشخص و زمان انتشار از خشكسالي هواشناسي به خشكسالي
هيدرولوژيك محاسبه شد. بر اساس نتايج به دست آمده زمان انتشار از خشكسالي هواشناسي به خشكسالي هيدرولوژيك در حوضه آبريز
كرخه 5 ماه بوده است و تاثير خشكسالي هواشناسي با 5 ماه تاخير اثر خود را بر روي خشكسالي هيدرولوژيك نشان ميدهد. بيشترين
همبستگي خطي با توجه به نتايج به دست آمده در ايستگاه پل چهر با %74 و كمترين مقدار آن در ايستگاه آقاجان بالغي با مقدار %38
محاسبه شد. نتايج تبديل موجك پيوسته بر روي شاخص هاي SPI و SRI نشان داد كه اين دو شاخص در دوره هاي كوتاه مدت داراي
نوسانات زيادي هستند و در دوره هاي 10 تا 14 ماهه يك الگوي عرضي در همه ي ايستگاه هاي حوضه نمايان است كه با توجه به اين الگو
در دوره هاي مربوطه بيشترين تغييرات در اين شاخص ها قابل مشاهده است. همچنين طبق نتايج به دست آمده از وابستگي موجكي ميان
شاخص SPI و SRI در دوره ها و زمانهاي مختلف نشان داد كه اين دو شاخص با يكديگر در يك فاز بوده و ارتباط مستقيم دارند و
بيشترين ارتباط ميان -6SPI و -1SRI در دوره هاي 6-14 ماهه مشاهده شده است. بررسي ارتباط شاخصهاي SPI و SRI در
ايستگاه هاي باالدست با SRI در ايستگاه پايين دست حوضه آبريز كرخه با استفاده از وابستگي موجك چند متغيره نشان داد كه حركت
و رفتار شاخص SRI در پايين دست، كامال تحت تاثير شاخص هاي SPI و SRI در باالدست ميباشد. تغييرات رژيم هيدرولوژيك و
سهم اثرات فعاليت هاي انساني و تغييرات اقليمي در سه زيرحوضه سيمره، كشكان و كرخه مشخص گرديد كه طبق نتايج به دست آمده
در هر سه زير حوضه سهم اثرات فعاليت هاي انساني بيشتر از سهم تغييرات اقليمي بوده است. نتايج اين تحقيق ابعاد مختلف ارتباط ميان
خشكسالي هواشناسي و هيدرولوژيك در حوضه آبريز كرخه را در دوره هاي مختلف نشان داد.
چكيده انگليسي :
Abstract
One of the significant and frequent problems with managing water resources and the environment is drought, which
has negative effects on many aspects of human life and ecosystems .Many researches and studies have been conducted
to manage and mitigate the negative effects of this phenomenon. These research seek to understand the influential
factors in the occurrence and development of drought, predict and estimate its economic and social effects, analyze
the relationship between meteorological drought and hydrological drought, improve water resources management
under drought conditions, and utilize advanced machine learning methods for data analysis and prediction of this
phenomenon. These techniques offer more exact insights about drought and its effects by accurately analyzing
patterns, linkages, and affects of many variables. This study examines the link between the Standardized Runoff Index
(SRI) and the Standardized Precipitation Index (SPI) in 15 stations of the Karkheh River Basin throughout the
statistical period of 1982 to 2016. Additionally, the Pearson correlation coefficient and wavelet coherence analysis
between the SPI and SRI indices were used to calculate the correlation values between these two indices, and the
propagation from meteorological drought to hydrological drought was determined. Based on results, it was discovered
that the propagation time from meteorological drought to hydrological drought was 5 months in the Karkheh River
Basin, indicating that the impact of meteorological drought manifests itself on hydrological drought with a 5-month
delay. According to the results the Polechahr station had the strongest linear correlation, which was determined to be
74%, while the Aghajanbalaghi station had the lowest, which was calculated to be 38%. The findings of a continuous
wavelet analysis on the SPI and SRI indices show that over short-term periods, these two indices exhibit significant
shifts and during periods of 10 to 14 months, a clear pattern is shown in all stations of the basin. according to this
pattern these indices exhibit their greatest changes during the those mentioned time, Additionally, it was demonstrated
that the SPI and SRI indices are in phase with one another and have a direct correlation based on the findings of the
wavelet coherence analysis between the two indices at different periods and times. The highest correlation between
SPI-6 and SRI-1 was observed during the 6-14 month periods. based on analysis of the multiple wavelet coherence
between the SPI and SRI indices at upstream stations with SRI at downstream stations, the movement and behavior
of the SRI index at the downstream station are entirely influenced by the SPI and SRI indices at the upstream stations
in the Karkheh River Basin. in the three sub-basins of Seymareh, Kashkan, and Karkheh the changes in the
hydrological regime and the amount of the impacts of human activities and climate change were determined. The
findings showed that in all three sub-basins, the quantity of human activity impacts was greater than the amount of
climate change impacts. The results of this study demonstrated the multiple aspects of the relationship between
meteorological and hydrological drought in the Karkheh River Basin across different times and periods.
