1-5-6-3- خشکسالی غیرقابل پیش­بینی.. 11

 

1-5-6-4- خشکسالی نامرئی.. 12

 

1-6- پیش­بینی(پیش آگاهی).. 12

 

1-7- اثرات خشکسالی.. 15

 

1-7-1- اثرات کشاورزی.. 16

 

1-7-2- اثرات زیست محیطی.. 16

 

1-7-3- اثرات اقتصادی.. 17

 

1-7-4- اثرات اجتماعی.. 18

 

فهرست مطالب

 

عنوان                                                                                                                صفحه

 

1-8- اهداف تحقیق.. 18

 

1-9- فرضیه‌های تحقیق.. 19

 

1-10- ساختار پایان نامه.. 19

 

–

 

2-1- مقدمه.. 22

 

2-2- خشكسالی.. 23

 

2-3- روش تحلیل داده­های بارندگی.. 24

 

2-4- معیارهای تعیین خشکی.. 26

 

2-5- آزمون­های تعیین همگنی.. 27

 

2-6- تحلیل فراوانی منطقه­ای.. 28

 

2-6-1- تعیین مناطق همگن اولیه با استفاده از نمودار گشتاور خطی.. 28

 

2-6-2- گشتاورهای وزنی احتمال (گشتاورهای خطی).. 29

 

2-6-3- تعیین تابع توزیع منطقه­ای.. 29

 

– و روش­ها

 

3-1- مقدمه.. 32

 

3-2- منطقه مورد مطالعه.. 32

 

3-3- آزمون‌های همگنی.. 33

 

3-3-1- آزمون توالی.. 33

 

3-3-2- آزمون من- ویتنی.. 34

 

3-4- آزمون تصادفی بودن.. 34

 

3-5- آزمون روند.. 36

 

3-6- شاخص­های خشکسالی هواشناسی و دوره بدون بارندگی   37

 

 فهرست مطالب

 

عنوان                                                                                                                صفحه

 

3-7- تحلیل فراوانی نقطه­ای روزهای بدون بارندگی و تحلیل ریسک خشکسالی   37

 

3-8- تحلیل فراوانی منطقه­ای.. 39

 

3-8-1- تعیین مناطق همگن اولیه با استفاده از نمودار گشتاورهای خطی   39

 

3-8-2- گشتاورهای وزنی احتمال.. 40

 

3-8-3- تعیین همگنی و ایستگاه‌های پرت با استفاده از ضریب ناجوری و همگنی   41

 

3-8-4- تعیین تابع توزیع منطقه­ای.. 42

 

– و بحث

 

4-1- تحلیل آمار کیفی.. 44

 

4-2- تحلیل همگنی و روند.. 51

 

4-3- آزمون استقلال.. 60

 

4-4- تحلیل فراوانی منطقه­ای.. 61

 

4-4-1- بررسی همگنی گروه­های استخراجی از آنالیز خوشه­بندی   64

 

4-4-2- انتخاب بهترین تابع توزیع منطقه­ای.. 67

 

4-4-3- تحلیل فراوانی نقطه­ای.. 69

 

4-5- تحلیل مکانی ویژگی­های حداکثر روزهای بدون بارش   83

 

4-5-1- تحلیل مکانی گشتاورهای خطی حداکثر روزهای بدون بارش   83

 

4-5-2- تحلیل مکانی حداکثر روزهای بدون بارش در دوره بازگشت‌های مختلف   85

 

ی و پیشنهادات

 

5-1- نتیجه­گیری.. 92

 

5-2- پیشنهادات.. 94

 

منابع…………………………………………………………………………………………. 97

 

فهرست جدول‌ها

 

عنوان                                                                                                                 صفحه

 

جدول 1-1- دامنه اثرات اجتماعی خشكسالی……… 18

 

جدول 2-1- برخی از معروف­ترین روابط تعیین خشکی.. 26

 

جدول 3-1- تابع چگالی احتمال برخی از مهمترین توابع توزیع (اقتباس از رائو و حامد، 2000)…………………………….. 38

 

جدول 4-1- مقادیر آماره­های توصیفی حداکثر سالانه روزهای بدون بارندگی در ایستگاه­های مطالعاتی……………………… 45

 

جدول 4-2- ضرایب همبستگی بین آماره­های توصیفی حداکثر روزهای بدون بارندگی و مختصات فیزیکی ایستگاه­……………………. 50

 

جدول 4-3- مقادیر آماره­های آزمون توالی و من- ویتنی    53

 

جدول 4-4- مقادیر آماره­های آزمون من- کندال (سطح معنی­داری 5 درصد)………….. 58

 

جدول 4-5- شاخص همگنی H متغییر روزهای بدون بارش در کل کشور 61

 

جدول 4-6- آماره­های گشتاورهای خطی مربوط به حداکثر دوره­های بدون بارش  64

 

جدول 4-7- نتایج شاخص H در هر یک از گروه­های استخراجی  67

 

در هر یک از گروه­های همگن مطالعاتی    68

 

جدول 4-9- مقادیر RSS برای توزیع­های مختلف…… 70

 

 جدول 4-10- مقادیر رتبه­ های توابع مختلف در هر ایستگاه بر اساس مجموع مربعات خطا……………………………………. 73

 

 جدول 4-11- مقادیر حداکثر تعداد روزهای بدون بارندگی در ایستگاه­های مطالعاتی………………………………………. 75

 

فهرست شكل‌ها

 

عنوان                                                                                                                 صفحه

 

شکل 1-1- متغیرهای هیدرولوژیک متأثر از خشکسالی.. 4

 

شکل 1-2- تغییرات زمانی متغیرهای هیدرولوژیک متأثر از خشکسالی   5

 

شكل1-3- انواع خشكسالی، مبانی تعریف و آثار هر كدام   7

 

شكل 1-4- خلاصه و طبقه­بندی رژیم­های خشك.. 16

 

شکل 3-1- نقشه پراکنش ایستگاه­های مطالعاتی.. 33

 

شکل 4-1- میانگین تعداد روزهای بدون بارندگی در مناطق مختلف ایران   50

 

شکل 4-2- ضریب تغییرات حداکثر تعداد روزهای بدون بارندگی ایران   51

 

شکل 4-3- تغییرات حداکثر سالانه روزهای بدون بارندگی در ایستگاه تربت حیدریه   52

 

شکل 4-4- تابع خود همبستگی حداکثر سالانه روزهای بدون بارندگی در ایستگاه اصفهان.. 60

 

شکل 4-5- تابع خود همبستگی حداکثر سالانه روزهای بدون بارندگی در ایستگاه تبریز.. 61

 

شکل 4-6- توزیع ماهانه حداکثر دوره­های بدون بارش در هر یک از گروه­های مطالعاتی.. 63

 

شکل 4-7- نمودار گشتاورهای خطی L-CS در مقابل L-CK هشت منطقه همگن   66

 

شکل 4-8- دیاگرام نسبی مقادیر LCs در برابر LCk داده­های روزهای بدون بارش   68

 

شکل 4-9- تابع توزیع چگالی احتمال تجمعی دوره­های بدون بارش برای ایستگاه کرمان(گروه 1). 79

 

شکل 4-10- تابع توزیع چگالی احتمال تجمعی دوره­های بدون بارش برای ایستگاه مشهد(گروه 2). 79

 

شکل 4-11- تابع توزیع چگالی احتمال تجمعی دوره­های بدون بارش برای ایستگاه تبریز(گروه 3). 80

 

شکل 4-12- تابع توزیع چگالی احتمال تجمعی دوره­های بدون بارش برای ایستگاه آبادان(گروه 4). 80

 

شکل 4-13- تابع توزیع چگالی احتمال تجمعی دوره­های بدون بارش برای ایستگاه سنندج(گروه 5). 81

 

شکل 4-14- تابع توزیع چگالی احتمال تجمعی دوره­های بدون بارش برای ایستگاه بابلسر(گروه 6). 81

 

شکل 4-15- تابع توزیع چگالی احتمال تجمعی دوره­های بدون بارش برای ایستگاه یاسوج(گروه 7). 82

 

شکل 4-16- تابع توزیع چگالی احتمال تجمعی دوره­های بدون بارش برای ایستگاه انزلی(گروه 8). 82

 

شکل 4-17- تغییرات مکانی گشتاور ضریب تغییرات در هشت منطقه همگن   84

 

شکل 4-18- تغییرات مکانی گشتاور ضریب چولگی در هشت منطقه همگن   84

 

فهرست شكل‌ها

 

عنوان                                                                                                                 صفحه

 

شکل 4-19- نقشه حداکثر سالانه روزهای بدون بارندگی در دوره برگشت 2 ساله   85

 

شکل 4-20- نقشه حداکثر سالانه روزهای بدون بارندگی در دوره برگشت 5 ساله   86

 

شکل 4-21- نقشه حداکثر سالانه روزهای بدون بارندگی در دوره برگشت 10 ساله   86

 

شکل 4-22- نقشه حداکثر سالانه روزهای بدون بارندگی در دوره برگشت 20 ساله   87

 

شکل 4-23- نقشه حداکثر سالانه روزهای بدون بارندگی در دوره برگشت 50 ساله   87

 

شکل 4-24- نقشه حداکثر سالانه روزهای بدون بارندگی در دوره برگشت 100 ساله   88

 

شکل 4-25- نقشه حداکثر سالانه روزهای بدون بارندگی در دوره برگشت 200 ساله   88

 

فصل اول

 

مقدمه

 

1-1- مقدمه

 

خشکسالی پدیده­ای اقلیمی است که به لحاظ آماری یک پدیده تصادفی محسوب می­شود و توسط شاخص­های متعددی مورد مطالعه قرار می­گیرد (نصری، 1387). خشکسالی معمولاً به عنوان دوره­ای از زمان که بارندگی به زیر آستانه متوسط می­رسد شناخته می­شود و معمولاً تعیین زمان شروع آن و تعاریف آن بسیار سخت و پیچیده است(امکی و همکاران، 1993). در اغلب منابع خشکسالی پدیده­ای طولانی مدت است که گاهی در دوره­های مرطوب نیز کشیده می­شود (ویلهایت و گلانتز، 1985).

 

تعاریف خشكی و خشكسالی با یكدیگر متفاوت هستند. برخلاف خشكی كه پدیدة دائمی اقلیمی است، خشكسالی در مناطق خشك و مرطوب رخ می‌دهد و حالتی طبیعی و نرمال از اقلیم می­باشد (چو و کارلیوتیس، 1970). قبل از پرداختن به بحث خشكسالی لازم است در مورد خشكی مطالبی بیان شود.

 

 1-2- معیارهای تعیین خشكی

 

ضرایب تجربی و فرمول­های متفاوتی برای تعیین معیارهای خشكی ابداع شده است كه بر اساس پارامترهایی كه هر كدام از این روابط برای تعیین شاخص خشكی در نظر گرفته است، می­توان آن­ها را به 5 گروه تقسیم نمود (کاویانی، 1380):

 

– روابطی كه معرف رابطه بین بارش سالانه و مجموع دما برای یك سال و یا دوره­های مختلف در طول فصل گرم می­باشند.

 

– روابطی كه بر اساس رابطه بین بارش و تبخیر استوار هستند.

 

– روابطی كه به وابستگی بین بارش، دما و رطوبت نسبی اهمیت بیشتری داده‌اند.

 

– روابطی كه كسری اشباع( كمبود رطوبت) و كسری تبخیر را مد نظر قرار داده­اند.

 

– روابطی‌كه رابطه بین میزان آب و مجموع دما را‌ به عنوان ضریب خشكی در نظر می‌گیرند.

 

انتخاب صحیح یك ضریب اقلیمی برای مناطق مختلف جهان آسان نیست، زیرا كاربرد هر رابطه اقلیمی در منطقه­ای بهترین جواب را می­دهد كه با اقلیم محل ابداع روش، شباهت و نزدیكی بیشتری داشته باشد.

 

از طرف دیگر محدودیت عناصر اقلیمی قابل سنجش عاملی است كه كارائی برخی روابط را تحت تأثیر قرار می­هد.

 

براساس روش ارائه شده توسط یونسكو كه به شاخص بیوكلیماتیك خشكی معروف است و در آن P بارندگی سالانه و ET تبخیر و تعرق بالقوه است، مناطق خشك به چهار گروه تقسیم می‌شوند (کاویانی، 1380):