تحلیل آسیب پذیری و تعیین پهنه های ریسک پذیرخشکسالی هواشناسی (منطقه پژوهش: استان خراسان شمالی)

نوع مقاله : مقاله کامل علمی پژوهشی

نویسندگان

1 عضو هیات علمی پژوهشکده حفاظت خاک و آبخیزداری (سازمان تات)

2 محقق مرکز تحقیقات کشاورزی و منابع طبیعی استان خراسان شمالی

3 مرکز تحقیقات و آموزش کشاورزی و منابع طبیعی خراسان شمالی

چکیده

چکیده
سابقه و هدف: امروزه تصمیم گیران در مواجهه با خشکسالی، نگاه مدیریت تلفیقی مدیریت بحران و خطرپذیری را به صورت توأمان مدنظر دارند. تاکنون استان خراسان شمالی خسارت زیادی را از ناحیه مخاطره خشکسالی متحمل شده است. از این رو در منطقه مورد پژوهش، تعیین میزان آسیب پذیری و نوع وضعیت خطرپذیری خشکسالی هواشناسی به ویژه در سه دهه اخیر، مسئله اصلی مورد این تحقیق می‌باشد.
مواد و روش‌ها: به منظور تعیین وضعیت خشکسالی هواشناسی، در این تحقیق از شاخص دهک‌ها (Deciles Index; DI) استفاده شد. ابتدا آمار بارندگی ماهانه مربوط به 27 ایستگاه هواشناسی منتخب در منطقه جمع‌آوری و مورد آزمون صحت، دقت و همگنی داده ها طی دوره مشترک 2015-1990 قرار گرفت. برای هر یک از ایستگاه‌های موردنظر، فاکتور درصد فراوانی وقوع خشکسالی‌های هواشناسی در مقیاس‌ زمانی سالانه تعیین شد. سپس شاخص خطر خشکسالیDrought Hazard Index; DHI)) با اختصاص اوزان و درجات برای هریک از شدت های مختلف استخراج گردید. همچنین میزان آسیب پذیری خشکسالی هواشناسی با استفاده از شاخص‌های فیزیکی و اقتصادی - اجتماعی محاسبه شد و بدنبال آن پهنه های آسیب پذیر خشکسالی نیز تعیین گردید. در نهایت براساس دو عامل استعداد خطر خشکسالی و میزان آسیب پذیری، میزان ریسک خشکسالی Drought Risk quantification)) محاسبه شد و سپس پهنه های خطرپذیر خشکسالی هواشناسی تعیین گردید.
یافته‌ها: نتایج پژوهش در خصوص وضعیت‌های خشکسالی نشان داد که شدیدترین خشکسالی‌ها در سال‌های 1990، 1995، 2001 و 2008 در منطقه به وقوع پیوسته است. براساس شاخص خطر خشکسالی، نتایج نشان داد که پهنه جنوب غربی منطقه و قسمتی از شمال شرقی آن به گستره‌ای معادل 41.13درصد از مساحت استان خراسان شمالی، مستعد خطر وقوع خشکسالی هواشناسی شدید می‌باشد. بیشترین وسعت منطقه (64.36 درصد مساحت) واقع در بخش وسیعی از شرق استان، آسیب‌پذیری خشکسالی شدید داشته است. به طور کلی حدود 85 درصد از کل سطح استان خراسان شمالی تحت تاثیر آسیب‌پذیری شدید تا متوسط قرار گرفته است. همچنین تقریبا در حدود 75 درصد از کل سطح استان، دارای ریسک خشکسالی متوسط تا شدید بوده است.
نتیجه‌گیری: نتایج این تحقیق بیانگر آنست که خطرات و آسیب پذیری ناشی از خشکسالی هواشناسی استان خراسان شمالی را بطور جدی تهدید می کند. نقشه های خطرپذیری خشکسالی هواشناسی می تواند به عنوان ابزار مناسب هشدار دهنده در برنامه اقدامات کاهش خطر برای کلیه سیاست گذاران، مدیران و ذینفعان منطقه مورد تحقیق باشد. این موضوع، در برنامه‌ریزی فعالیت های کشاورزی، استفاده بهینه از منابع آب و مدیریت آب سبز، به ویژه در این استان که معیشت بهره برداران کشاورزی آن به زراعت دیم نیز وابسته می باشد، اهمیت خاصی دارد.
واژه های کلیدی: خطرخشکسالی، شاخص آسیب پذیری، مدیریت ریسک، خشکسالی هواشناسی، استان خراسان شمالی.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Vulnerability analysis and identification of meteorological drought risk zones (Case research: North Khorasan Province)

نویسندگان [English]

  • Alireza Eslami 1
  • Seyed Javad Mirisoliman 2
  • Marziye Rashidi 3
2 North Khorasan Agricultural and Natural Resources Research and Education Center
3 North Khorasan Agricultural and Natural Resources Research and Education Center
چکیده [English]

Abstract
Background and Objective: Nowadays, decision-makers consider the integrated management of crisis and risk management in the face of drought. So far, the North Khorasan Province has suffered a lot of damage due to the drought risk. Therefore, in this case study, determining drought vulnerability and type of meteorological drought risk condition are major research problem in the last three decades, especially.
Materials and Methods: In this research, the Deciles Index (DI) was used to determine meteorological drought conditions. Firstly the monthly rainfall statistics were collected and tested for accuracy, precision and homogeneity of data from 27 selected meteorological and rain gauge stations during the period from 1990 to 2015. Accordingly, the factor of percentage of droughts occurrence and were determined with yearly time scale for each station, and then the Drought Hazard Index (DHI) was extracted for each of the different intensities. Then, the drought hazard index was extracted by assigning weights and degrees to each drought class based on drought severity. Meteorological drought vulnerability was also calculated using physical and socio-economic indicators. Subsequently, vulnerable areas of drought were identified. Finally, drought Risk quantification was calculated based on two factors:
potential drought hazards and vulnerability rate, and then drought risk areas were specified.
Results: The results of research on drought conditions showed that the most severe droughts occurred in the region in 1990, 1995, 2001 and 2008. Based on the drought hazard index, the results showed that the south western area and part of the northeast of the region, equal to 41.13% of the province, is a region that is prone to severe droughts. The largest of area (64.36% of the area) that located in the eastern part of the province has had severe drought vulnerability. Generally, about 85 percent of the total area of North Khorasan province has been affected by severe to moderate drought vulnerability. Also, about 75 percent of the entire area of the province has a moderate to severe drought risk.
Conclusion: The results of this study indicate that the hazards and vulnerabilities caused by meteorological drought seriously threaten North Khorasan province. The meteorological drought risk maps can be a helpful alert tool at risk reduction plans for all policy makers, managers and stakeholders in the research area. This issue is of particular importance in the planning of agricultural activities, the optimal use of water resources and green water management, especially in this province, where the livelihood of its agricultural also depends on rain-fed agriculture.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Drought hazard
  • Vulnerability index
  • risk management
  • meteorological drought
  • North Khorasan Province
1.Behyar, M.B., and Parandeh Khozani, A. 2008. Statistical Study of Isfahan Drought. Journal of Isfahan University of Humanities. 27: 6. 111-125. (In Persian)
2.Ekrami, M., Ekhtesasi, M.R., and Malekinezhad, H. 2013. The Effects and Consequences of Climatic Drought on Time Delay and the Change in Water Discharge of Springs and Qanats (Case study: Yazd - Ardakan Plain). Iran Water Resources Research. 9: 2. 19-26. (In Persian)
3.Ensafi Moqaddam, T. 2007. An Investigation and assessment of climatological indices and determination of suitable index for climatological droughts in the Salt Lake Basin of Iran. Iranian Journal of Rangeland and Desert Research. 14: 2. 271-288.
4.Eslami, A.R., and Shokohi, A.R. 2013. Comparison of Meteorological Drought Performance in Sub-Mediterranean Regions (Case Study: Mazandaran Watersheds). Proceedings of the Third National Conference on Comprehensive Water Resources Management. University of Mazandaran-Sari. 289p.
(In Persian)
5.Ghaseminejad, S., Soltani, S., and Soffianian, A. 2014. Drought Risk Assessment in Isfahan Province. JWSS- Journal of Water and Soil Science.18: 68. 213-225. (In Persian)
6.Gibbs, W.J., and Maher, J.V. 1976. Rainfall Deciles as Drought Indicats. Australian Bureau of Meteorology. Bulletin / Bureau of meteorology; no. 48. Melbourne, Australia, 33p.
7.Hisdal, H., and Tallaksen, L. 2003. Estimation of regional meteorological and hydrological drought characteristic: a case study for Denmark, Journal of Hydrology, 281: 230-247.
8.Kamali, B., HoushmandKouchi, D., Yang, H., and Abbaspour, K. 2017. Multilevel Drought Hazard Assessment under Climate Change Scenarios in Semi-Arid Regions, A Case Study of the Karkheh River Basin in Iran, Water, 9:241.1-17.Doi: 10.3390/w9040241.
9.Keyantash, J., and Dracup, J.A. 2002.The Quantification of Drought: An Evaluation of Drought Indices. Bulletin of the American Meteorological Society,pp. 1167-1180.
10.Khademipour, G., Saberi Anari, S.M., Nekoyi Moghadam, M., Masoudi, A., and Jafari Baghini, R. 2018. Comprehensive Assessment and Zonation of Drought Risk and Vulnerability in Kerman Province. Health in Emergencies and Disasters Quarterly (HDQ). 3: 2. 113-120.
11.Maccioni, P., Kossida, M., Brocca, L., and Moramarco, T. 2014. Assessment of the Drought Hazard in the Tiber River Basin in Central Italy and a Comparison of New and Commonly Used Meteorological Indicators, ASCE, 05014029-1.
12.Mohammadian, A., Kouhi, M., Adineh Baigi, A., Rasouli, S.J., and Bazrafshan, B. 2010. Comparison of drought monitoring using SPI, DI and PNI indices and their zoning (Case study: North Khorasan Province). Journal of Soil and Water Conservation Research. 17: 1. 177-184.
13.Mohan, S., and Sahoo, P.K. 2008. Stochastic simulation of droughts, Hydrological Processes, 22: 854-862.
14.Nasri, M., and Modarres, R. 2008. Regional drought analysis of Ardestan region based on two drought indices. Journal of Research and Constructionin Natural Resources. 76: 3. 167-176.(In Persian)
15.Rajsekhar, D., Singh, V.P., and Mishra, A.K. 2015. Integrated drought causality, hazard, and vulnerability assessment for future socioeconomic scenarios: An information theory perspective. Journal of Geophysical Research-Atmospheres, 120: 6346-6378. Doi: 10.1002/ 2014 JD022670. (Publisher: American Geophysical Union and Wiley).
16.Shahid, S., and Behravan, H. 2008. Drought risk assessment in the western part of Bangladesh. Journal of the International Society for the Prevention and Mitigation of Natural Hazards.46: 3. 391-413.
17.Singh, V.P. 2013. Entropy Theoryand its Applications in Water and Environmental Engineering, John Wiley, Hoboken, N. J., USA. 640p.
18.Wilhite, D.A., and Vanyarkho, O.V. 2000. Chapter 18 Drought: Pervasive Impacts of a Creeping Phenomenon. Drought Mitigation Center Faculty Publications. I: 71: 245-255.
19.Wu, H., Leen-Kiat, S., Samal, A., and Chen, X.H. 2007. Trend analysisof streamflow drought events in Nebraska. Water Resources Management, 22: 2. 145-164.
20.Zhao, J., Zhang, Q., Zhu, X., Shen, Z.,and Yu, H. 2020. Drought risk assessment in China: Evaluation framework and influencing factors. Geography and Sustainability J. 1: 220-228.