کلمات کلیدی: تحلیل فراوانی، روزهای بدون بارندگی، خشکسالی
فهرست مطالب
عنوان صفحه
فصل اول- مقدمه
1-1- مقدمه.. 2
1-2- معیارهای تعیین خشکی.. 2
1-3- علل خشکی.. 3
1-4- علل خشکسالی.. 3
1-5- تعاریف انواع خشکسالی.. 4
1-5-1- خشکسالی هواشناسی.. 7
1-5-2- خشکسالی هیدرولوژیک.. 8
1-5-3- خشکسالی کشاورزی.. 9
1-5-4- خشکسالی اقتصادی.. 10
1-5-5- خشکسالی ادافیک.. 11
1-5-6- تقسیمبندی یویویج.. 11
1-5-6-1- خشکسالی دائمی.. 11
1-5-6-2- خشکسالی فصلی.. 11
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
فصل دوم– بررسی منابع
2-1- مقدمه.. 22
2-2- خشکسالی.. 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
فصل سوم– مواد 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
فصل چهارم– نتایج 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
فصل پنجم- نتیجهگیری و پیشنهادات
5-1- نتیجهگیری.. 92
5-2- پیشنهادات.. 94
منابع…………………………………………………………………………………………. 97
فهرست جدول‌ها
عنوان صفحه
جدول 1-1- دامنه اثرات اجتماعی خشکسالی……… 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
جدول 4-8- مقادیر شاخص ZDIST 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 شکل‌ها
عنوان صفحه
شکل 1-1- متغیرهای هیدرولوژیک متأثر از خشکسالی.. 4
شکل 1-2- تغییرات زمانی متغیرهای هیدرولوژیک متأثر از خشکسالی 5
شکل1-3- انواع خشکسالی، مبانی تعریف و آثار هر کدام 7
شکل 1-4- خلاصه و طبقهبندی رژیمهای خشک.. 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 شکل‌ها
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
-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 خشکی و خشکسالی با یکدیگر متفاوت هستند. برخلاف خشکی که پدیده دائمی اقلیمی است، خشکسالی در مناطق خشک و مرطوب رخ میدهد و حالتی طبیعی و نرمال از اقلیم میباشد (چو و کارلیوتیس، 1970). قبل از پرداختن به بحث خشکسالی لازم است در مورد خشکی مطالبی بیان شود.
1-2- معیارهای تعیین خشکی
ضرایب تجربی و فرمولهای متفاوتی برای تعیین معیارهای خشکی ابداع شده است که بر اساس پارامترهایی که هر کدام از این روابط برای تعیین شاخص خشکی در نظر گرفته است، میتوان آنها را به 5 گروه تقسیم نمود (کاویانی، 1380):
– روابطی که معرف رابطه بین بارش سالانه و مجموع دما برای یک سال و یا دورههای مختلف در طول فصل گرم میباشند.
– روابطی که بر اساس رابطه بین بارش و تبخیر استوار هستند.
– روابطی که به وابستگی بین بارش، دما و رطوبت نسبی اهمیت بیشتری دادهاند.
– روابطی که کسری اشباع( کمبود رطوبت) و کسری تبخیر را مد نظر قرار دادهاند.
– روابطی‌که رابطه بین میزان آب و مجموع دما را به عنوان ضریب خشکی در نظر می‌گیرند.
انتخاب صحیح یک ضریب اقلیمی برای مناطق مختلف جهان آسان نیست، زیرا کاربرد هر رابطه اقلیمی در منطقهای بهترین جواب را میدهد که با اقلیم محل ابداع روش، شباهت و نزدیکی بیشتری داشته باشد.
