تحلیل آماری شاخص خشکسالی و پتانسیل آبدهی چشمه‌های سرچشمه خوانسار
محورهای موضوعی : مدیریت منابع آببابک ابراهیمی 1 , مهرداد پسندی 2 , هانيه نيل فروشان 3
1 - شرکت سهامی آب منطقه ای اصفهان
2 - گروه زمين شناسي، دانشگاه اصفهان، اصفهان، ايران.
3 - شرکت سهامي آب منطقه‌اي اصفهان، اصفهان، ايران.
کلید واژه: خشكسالی, چشمه, شاخص بارش استاندارد, شهرستان خوانسار,
چکیده مقاله :
برنامه¬ریزی الگوی کشت و تسهیم حق‌آبه‌ها در اراضی آبخور سرچشمه خوانسار، مستلزم آگاهی از میزان آبدهی چشمه‌ها می‌باشد که در این تحقیق بر اساس مقادیر شاخص بارش اساندارد برآورد شده است. در این پژوهش، رابطه میان شاخص SPI، بارش و آبدهی چشمه‌های سرچشمه خوانسار در سه بازه زمانی مختلف، جهت برآورد منابع آب زیرزمینی و جریان ورودی به انهار مورد ارزیابی قرار گرفته است. انتظار می¬رود در یک سال با شرایط اقلیمی نرمال و نزدیک نرمال و میانگین بارش سالیانه در محدوده 295 تا 494 میلیمتر، میانگین آبدهی سالیانه چشمه‌های سرچشمه بین 8/12 تا 3/24 میلیون¬مترمکعب (میانگین 1/18 میلیون¬مترمکعب) باشد. احتمال وقوع این مقدار آبدهی چشمه‌ها بر اساس توزیع مقدار حدی 5/67 درصد با تواتر 5/1 سال خواهد بود. برای یک سال با شرایط اقلیمی خشک متوسط، میانگین بارش سالیانه 270 میلیمتر و میانگین آبدهی سالیانه چشمه‌های سرچشمه 9/11 میلیون¬مترمکعب پیش‌بینی می‌شود. بر اساس توزیع مقدار حدی، احتمال وقوع این مقدار آبدهی 9 درصد با تواتر 11 سال خواهد بود. انتظار می‌رود در سال‌های اقلیمی شدیداً خشک که تواتر وقوع آن 28 ساله می‌باشد، آبدهی چشمه‌های سرچشمه به کمتر از 1/10 میلیون¬مترمکعب در سال کاهش یابد. همچنین انتظار می‌رود در شرایط نرمال و نزدیک به نرمال که مقدار بارش متوسط شش ماهه اول در دامنه 236 الی326 میلیمتر است، میانگین آبدهی سالیانه (سال آبی) مجموعه چشمه‌های سرچشمه 5/18 میلیون¬مترمکعب (در دامنه 3/15 تا 8/21 میلیون¬متر مکعب با احتمال وقوع 5/67 درصد بر اساس توزیع مقدار حدی) باشد. بر اساس نتایج این تحقیق، بارش کمتر از 168 میلیمتر در نیمه اول سال آبی هشدار دهنده وقوع خشکسالی با درجه خشکی خشک متوسط تا شدیدا خشک با آبدهی سالیانه کمتر از 6/11 میلیون¬مترمکعب قابل توزیع در انهار می‌باشد. بارش¬های بیشتر از 394 میلیمتر در نیمه اول سال آبی نیز نویدبخش وقوع ترسالی با درجه مرطوب متوسط تا شدیدا مرطوب با آبدهی سالیانه بیشتر از 28 میلیون¬مترمکعب است.
Planning the cultivation pattern and water rights allocation in the irrigated lands by the Khansar Sarcheshmeh springs requires knowledge of the discharge of the springs, estimated based on the Standard Precipitation Index (SPI) in this research. The relationship between the SPI index, precipitation, and discharges of Khansar Sarchesmeh springs has been evaluated over three different periods to estimate the groundwater resources and inflow to the streams. In a year with normal or near-normal climatic conditions and average annual rainfall between 295 to 494 mm, the average annual discharge of Sarcheshmeh springs is expected to be between 12.8 and 24.3 million cubic meters (average of 18.1 million cubic meters) with 67.5% probability and a frequency of 1.5 years based on the extreme value distribution. For a year with average dry climatic conditions (270 mm average annual rainfall), the predicted average annual discharge of Sarcheshmeh springs is 11.9 million cubic meters with a 9% probability and a frequency of 11 years. In extremely dry climatic years (with an occurrence frequency of 28 years), the discharge of Sarcheshmeh springs is expected to decrease to less than 10.1 million cubic meters per year. In normal and close to normal conditions, with average rainfall in the range of 236 to 326 mm in the first six months, the average annual (water year) discharge of Sarcheshmeh springs is expected to be 18.5 million cubic meters (ranging from 15.3 to 21.8 million cubic meters with a 67.5% probability based on the extreme value distribution). According to the results of this research, rainfall of less than 168 mm occurred in the first half of the water year is a warning of the occurrence of a moderate to extremely dry drought with an annual discharge of less than 11.6 million cubic meters that can be distributed in the streams. Precipitations of more than 394 mm during the first half of the water year also indicate the likelihood of a moderate to extremely wet year, with an annual rainfall of more than 28 million cubic meters. Results of the research indicate that less than 168 mm of rainfall in the first half of the water year signals the potential for a moderate to extremely dry drought, with an annual discharge of less than 11.6 million cubic meters that can be distributed in the streams, while more than 394 mm of precipitation during the same period suggests the possibility of a moderate to extremely wet year with an annual rainfall of more than 28 million cubic meters.
Abkhan Consulting Engineers (2013). Report on water resources balance of Golpayegan study area (4130), water resources balance update studies of the Namak Lake catchment. Iran Water Resources Management Company, basic studies of water resources, Ministry of Energy.
Barker, L.J., Hannaford, J., Chiverton, A., Svensson, C. (2016). From meteorological to hydrological drought using standarised indicators. Hydrol. Earth Syst. Sci. 20, 2483–2505. https://doi.org/10.5194/hess-20-2483-2016
Bloomfield, J.P., Marchant, B.P. (2013). Analysis of groundwater drought building on the standardised precipitation index approach. Hydrol. Earth Syst. Sci. 17, 4769–4787. https://doi.org/10.5194/hess-17-4769-2013
Bouabdelli, S., Meddi, M., Zeroual, A., Alkama, R. (2020). Hydrological drought risk recurrence under climate change in the karst area of Northwestern Algeria. J. Water Clim. Chang. 11(S1), 164-188. https://doi.org/10.2166/wcc.2020.207
Haslinger, K., Koffler, D., Schoner, W., Laaha, G. (2014). Exploring the link between drought and streamflow: Effects of climate-catchment interaction. Water Resour. Res. 50, 1-20. https://doi.org/10.1002/2013WR015051
Hughes, J.D., Petrne, K.C., Silberstein, R.P. (2012). Drought, groundwater storage and stream flow decline in southwestern Australia. Geophys. Res. Lett. 39, L03408. https://doi.org/10.1029/2011GL050797
Ljubenkov, I., Cindrić Kalin, K. (2016). Evaluation of drought using standardised precipitation and flow indices and their correlations on an example of Sinjsko polje. Građevinar 68(2), 135-143. https://doi.org/10.14256/JCE.1337.2015
McKee, T.B., Doeksen, N.J., Kleist, J. (1993). The relationship of drought frequency and duration on time scales, 8th Conference of Applied Climatology, American Meteorological Society, Boston MA, 179-184.
Romano, E., Del Bon, A., Petrangeli, E., Preziosi, E. (2013). Generating synthetic time series of springs discharge in relation to standardized precipitation indices: Case study in Central Italy. J. Hydrol. 507, 86-99. https://doi.org/10.1016/j.jhydrol.2013.10.020
Russo, T.A., Lall, U. (2017). Depletion and Response of Deep Groundwater to Climate-Induced Pumping Variability. Nat. Geosci. 10(2), 105–08. https://doi.org/10.1038/ngeo2883
Saada, N., Abu-Romman, A. (2017). Multi-site modelling and simulation of the standardized precipitation index (SPI) in Jordan. J. Hydrol. Reg. Stud. 14, 83–91. https://doi.org/10.1016/j.ejrh.2017.11.002
Stagge, J.H., Tallaksen, L.M., Gudmundsson, L., Van Loon, A.F., Stahl, K. (2015). Candidate distributions for climatological drought indices (SPI and SPEI). Int. J. Climatol. 35, 4027–4040. https://doi.org/10.1002/joc.4267
Uddameri, V., Singaraju, S., Hernandez, E.A. (2019). Is standardized Precipitation Index (SPI) a useful indicator to forecast groundwater droughts? — Insights from a Karst Aquifer. J. Am. Water Resour. Assoc. 55, 70–88. https://doi.org/10.1111/1752-1688.12698