تحلیل مکانی شاخص‌های خشکسالی SPI وEDI در استان تهران

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجوی کارشناسی ارشد /سازه‌های آبی، دانشگاه تربیت مدرس

2 استادیار /پژوهشکده حفاظت خاک و آبخیزداری کشور

3 استادیار/ دانشگاه تربیت مدرس

چکیده

سیستم‌های پایش در تدوین طرح‌های مقابله با خشکسالی و مدیریت آن از اهمیت زیادی برخوردار هستند که بدین منظور از شاخص‌های خشکسالی برای بیان کمی این پدیده استفاده می‌گردد.  اما معمولا این شاخص‌ها به صورت نقطه‌ای محاسبه می‌شوند و لازم است تا به صورت مکانی پردازش شده و نقشه‌های مربوط ارائه گردند. روشهای زمین‌آمار از جمله تکنیک‌هائی می‌باشند که می‌تواند در این راستا مورد استفاده قرار گیرد و این در صورتی است که متغیر مورد بررسی یک متغیر مکانی باشد. تحقیق حاضر تلاشی است برای تحلیل مکانی شاخص‌های خشکسالی و تهیه نقشه‌های مربوط که در آن سعی شده ابتدا با توجه به استاندارد شدن بارندگی برای محاسبه این شاخص‌ها، متغیر مکانی بودن آنها مورد بررسی قرار گیرد. در مرحله بعد روش‌های مختلف زمین آماری شامل روش‌های کریجینگ، کوکریجینگ، TPSS با و بدون متغیر کمکی و میانگین متحرک وزن‌دار (WMA) برای تحلیل مکانی آنها مورد ارزیابی واقع شود.  پایش خشکسالی براساس شاخص‌های SPI و EDI با استفاده از آمار و اطلاعات 43 ایستگاه در سطح استان تهران انجام و سپس نقشه‌های خشکسالی تهیه و ارزیابی شده است. نتایج تحقیق ضمن تأیید متغیر مکانی بودن شاخص‌ها، نشان داد که هر چند روش کریجینگ از دقت بالاتری برخوردار بوده است ولی با لحاظ نمودن سرعت عمل و استفاده از این نتایج در سیستم‌های پایش فعال، روش میانگین متحرک وزن‌دار نیز دقت کافی را دارا است.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Assessment of Spatial Analysis of SPI and EDI Drought Indices in Tehran Province

نویسندگان [English]

  • R Akhtari 1
  • M. H Mahdian 2
  • S Morid 3
1 M.S. Student Water Structures, Tarbiat Modarres University Tehran, Iran
2 Assistant Proffesor, Soil conservation And Watershed Management Research Institute
3 Assistant Proffesor, Tarbiat Modarres University Tehran, Iran.
چکیده [English]

Drought monitoring is quite important in planning for drought mitigation schemes. Drought indices are normally used for monitoring purposes. However, the indices are calculated at sites and it is required to estimate the spatial distribution of drought in the forms of maps. Geostatistical methods are among such tools that may be applied for preparing spatial distribution maps. In this research, several geostatistical methods including Kriging, Cokriging, TPSS with and without secondary variables as well as weighted moving average (WMA) were assessed with respect to derivation of drought index maps. Drought monitoring and mapping was conducted based on SPI and EDI indices using data of 43 rain gauge stations within Tehran province. The results indicated that although Kriging was the most accurate method, WMA provided reasonable accuracy blended with more efficient computer time, a major consideration in monitoring systems.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Drought
  • Geostatistics
  • SPI
  • EDI
  • Kriging
  • WMA
  • TPSS
حسنی پاک، ع. ا. (1377)، "زمین آمار(ژئواستاتیستیک)"، انتشارات دانشگاه تهران، 341ص.
مرید، س.، قائمی، ه.، مقدسی، م. و پایمزد، ش. (1383)، "طرح تحقیقاتی طراحی سیستم پایش خشکسالی استان تهران"، وزارت نیرو.
Byun, H.R. and Wilhite, D.A., (1996), "Daily quantification of drought severity and duration" http:rossby.metr.ou.edu , byun.html     
Byun, H.R. and Wilhite, D.A., (1999), "Objective quantification of drought severity and duration", Journal of Climate., 12, pp.2747-2756
Driks, K. N., Hay, J. E., Stow, C. D., and Harris, D. (1998), "High resolution studies of rainfall on Norfolk Island. Part II: Interpolation of rainfall data", Journal of Hydrology, Amsterdam, 208 (3-4), pp. 187-193.
Edwars, D.C. and Mckee, T. B. (1997), "Characteristics of 20th century drought in the United States at multiple time scales” Climatology Report Number 97-2, ColoradoStateUniversity, Fort Collins, Colorado.
Goovaerts, P. (2000), "Geostatistical approaches for incorporating elevation into the spatial interpolation of rainfall", Journal of Hydrology, 228, pp. 113-129.
Hayes, M.J., Svoboda, M. D., Wihite, D. A. and Vanyarkho, O.V.) 1998), "Monitoring the 1996 drought using the standardized precipitation index", Bulletin of American Meteorological Society, 80, pp. 429-438.
Holawe, F., and Dutter, R. (1999), "Geostatistical study of precipitation series in Austria: Time and Space", Journal of Hydrology, 219, pp. 70-82.
Johnston, K., Ver Hoef, J. M., Krivoruchko, K. and Lucas, N. (2001), " Using ArcGIS Geostatistical Analyst" New York, USA, 309 pp.
Litaor, M. I., Reichmann, O., Belzer, M., Auerswald, K., Nishri, A., and M. Shenker, M. (2003), "Spatial Analysis of Phosphorus Sorption Capacity in a Semiarid Altered Wetland", Journal of  Environ. Qual, 32, pp. 335–343.
Issaks. E. H. and Srivastava, R.M. (1989), "Applied geostatistics", Newyork,Oxford University Press, 561 pp.
McMahon, T.A. (1986), "River and reservoir yield", Water resources publications, 56 pp.
 
Morid, S., Ghaemi, H., and Paymazd, Sh., (2004), “Research Project for Designing a Draught Monitoring System for Tehran Province, Iran”, Ministry of Energy, Iran.
Skirvin, S. Stuart, M., Marsh, E., Mcklaran, M. P., and Meko D. M. (2003), "Climate spatial variability and data resolution in a semi-arid watershed, southeastern Arizona", Journal of Arid Environments, 54, pp. 667-686.
Smakhtin, V. (2004), "International Water Management Institute", Sri Lanka, Personal communication.
Sun, X., Mein, R. G., Keenan, T. D., and Elliott, J. F. (2000), "Flood estimation using radar and rain gauge data", Journal of Hydrology, 239, pp. 4-18.
Svoboda, M. (2004), "National Drought Mitigation Center, USA, Personal communication.
Tsakiris, G., and Vangelis, H. (2004), "Towards a drought watch system based on spatial SPI", Water Resources Management, 18, pp. 1-12.
Touazi, M., Laborde, J. P., and Bhiry, N. (2004), "Modeling rainfall-discharge at a mean inter-yearly scale in northern Algeria", Journal of Hydrology, 296, pp. 179-191.
Watson, G. S., (1984), "Smoothing and interpolation by Kriging and with splines", Mathematical Geology, 16(6), pp. 601-615