به جمع مشترکان مگیران بپیوندید!

تنها با پرداخت 70 هزارتومان حق اشتراک سالانه به متن مقالات دسترسی داشته باشید و 100 مقاله را بدون هزینه دیگری دریافت کنید.

برای پرداخت حق اشتراک اگر عضو هستید وارد شوید در غیر این صورت حساب کاربری جدید ایجاد کنید

عضویت
جستجوی مقالات مرتبط با کلیدواژه

خشکسالی

در نشریات گروه کشاورزی
  • سید مسعود سلیمان پور*، سمیرا زندی فر، امید رحمتی، محبوبه معتمدنیا

    آب های زیرزمینی بزرگ ترین منبع آب موجود برای تامین آب در مناطق نیمه خشک است. به همین منظور توسعه و بهره برداری از منابع آب زیرزمینی برای برآوردن این نیازها از اهمیت زیادی برخوردار است. ازاین رو تغییرات سطح آب زیرزمینی حوزه آبخیز بهادران واقع در استان یزد مدنظر قرارگرفته است. اطلاعات کمی منابع آب زیرزمینی در یک بازه زمانی 17 ساله تهیه شد. سپس نقشه های هم تراز و هم عمق آب زیرزمینی برای بازه پنج ساله و کل دوره برای بررسی تغییرات سطح تراز آب زیرزمینی بر اساس اطلاعات چاه های مشاهداتی در محیط نرم افزار Arc GIS تهیه شد. علاوه بر آن در نقشه های تهیه شده، مناطق تغذیه و تخلیه ی آب زیرزمینی مشخص شد. مطابق نتایج، بیش ترین عمق آب زیرزمینی در آبخوان های بهادران و شمس در سال 1397 به ترتیب برابر با 68 و 7/47 متر است که در نواحی شمالی آبخوان بهادران و جنوبی آبخوان شمس به حداکثر مقدار رسیده و به سمت نواحی جنوبی آبخوان بهادران و بخش های شرقی- غربی آبخوان شمس از عمق آب کاسته شده است؛ به طوری که کم ترین عمق آب زیرزمینی در هر دو آبخوان به حدود 8/11 متر می رسد. هم چنین بیش ترین سطح تراز آب زیرزمینی در آبخوان های محدوده ی بهادران در سال 1397 مربوط به نواحی جنوب غربی و غرب آبخوان ها و حدود 91/1538 متر است؛ به طوری که در بخش شرقی آبخوان بهادران به 3/1447 متر و در بخش جنوبی آبخوان شمس به 1190 متر در این سال می رسد. تراز آب زیرزمینی در سال های 92 و 87 نسبت به سال 1397 بالاتر می باشد که تغییر چندانی نداشته است. میزان افت تراز آب زیرزمینی در بازه ی زمانی 1387 تا 1392 و 1392 تا 1397 به ترتیب حدود 14/13 و 68/6 متر بوده است. نتایج این پژوهش اطلاعاتی از روند تغییرات منابع آب زیرزمینی در آبخوان ها را در اختیار سیاست مدارن و مدیران قرار می دهد که می تواند در راستای مدیریت بهینه به کار برده شود.

    کلید واژگان: آبخوان، توسعه، تنش آبی، ذخیره آب زیرزمینی، خشکسالی
    Seyed Masoud Soleimanpour *, S. Zandifar, O. Rahmati, M. Motamednia

    Groundwater is the largest source of water in semi-arid regions. It is therefore very important to develop and exploit underground water resources in order to meet these needs. Rainfall is the main source of nutrients for many aquifers. Changes in rainfall and groundwater level depth are closely related.It is more difficult to quantify groundwater availability and the long-term effects of climate change on groundwater than surface water. Although groundwater resources are more resilient than surface water, they are increasingly vulnerable to overexploitation, drought, pollution and lack of permanent rainfall, leading to reduced quality and availability. The decrease in the quality and storage capacity of aquifers as a result of extractıon more than the available surplus is due to the development of urban areas, the use of water-based industries and an increase in the area under cultivation of agricultural products, which jeopardises underground water sources. Although human factors have a strong influence on groundwater, the natural hydrological cycle plays a key role in regulating the aquifer situation. In arid and semi-arid countries and regions of the world where surface water resources are relatively scarce, groundwater is often the most important or even the only source of water for regional food security, drinking water, economic development and environmental conservation.Quantitative information about groundwater resources related to wells, springs, and ghanat over 17 years was provided by relevant organizations, including the Iranian Water Resources Research Organization (Tamab) and the Yazd Regional Water Organization, as well as previous research. For a more detailed investigation, the level and depth maps of underground water were drawn for a five-year period based on the available information. The zoning map of five-year underground water changes was prepared in the Arc GIS software environment to check the amount of water level drop in the observation wells. This research considered the distribution of wells, springs, and ghanat in the region and the trend of changes in their number, discharge, and annual consumption in different parts. There are 25, 122, 0, and 11 underground water sources in the region, including semi-deep wells, deep wells, springs, and ghanat. It is worth mentioning that the statistics of the selected wells in each plain were used in the calculations and drawing of the underground water maps, which have the most complete statistics during the selected period, so the number of wells mentioned in each plain is not necessarily the same as the number of wells in the piezometric network, and the length of the statistical period used was also not necessarily the entire statistical period.According to the results, the maximum depth of underground water in the Bahadran and Shams aquifers in 2018 was 68 and 47.7 m, respectively, which reached the maximum value in the northern areas of the Bahadran and southern Shams aquifers and toward the southern areas of the Bahadran aquifer and the eastern parts. The water depth in the west of the Shams aquifer has decreased; therefore, the minimum depth of underground water in both aquifers is approximately 11.8 m. The highest level of underground water in the aquifers of the Bahadran area in 2018 was approximately 1538.91 m in the southwestern and western areas of the aquifers. Thus, in the eastern part of the Bahadran aquifer, it reached 1447.3 m and in the southern part of the Shams aquifer, it reached 1190 m this year. The level of underground water in 2013 and 2008 was higher than that in 2018, but it did not change significantly. The drop in underground water level from 2008 to 2013 and from 2013 to 2018 was approximately 13.14 and 6.68 m, respectively. Examining the changes in the underground water level during the statistical period shows that the underground water level generally has a downward trend.In this study, was investigated the level and depth of underground water sources in the Bahadran watershed in Yazd province. The results indicate an alarming drop in the underground water table. The spatial distribution of underground water resource extraction differed throughout the watershed, so some areas experienced severe decrease in the water level. In addition, due to the use of these resources, the time distribution of water level reduction may also be different in the seasons. In the absence of surface water sources due to a decrease in adequate rainfall and resulting droughts, the majority of underground water sources are extractıon for various purposes, such as increasing the area of agricultural cultivation. This amount of underground water extraction is carried out through other water wells. Therefore, it is necessary to carry out comprehensive studies to investigate the relationship between the extent of vegetation in the area and the amount of water extractıon from underground aquifers using satellite images. In addition, it is suggested to evaluate the amount of underground water resources extractıon and charge in all watersheds of the country. The results of this study provide politicians and managers with information on changes in underground water resources in aquifers, which can be used for optimal management.

    Keywords: Aquifer, Development, Drought, Ground Water Storage, Water Stress
  • علیرضا سرگزی*، مهدیه قویدل، ماشاالله سالارپور، سامان ضیائی، علیرضا کیخا

    یکی از رویکردها برای فائق آمدن بر پدیده خشکسالی، رویکرد تاب آوری است که نیازمند شناخت جامع و اصولی عوامل موثر بر آن در نظام بهره برداری کشاورزی است. این پژوهش با هدف تعیین تاب آوری خانوارهای روستایی سیستان به دلیل شرایط خشکسالی و نیز عدم آورد رودخانه هیرمند در این منطقه انجام شد. داده ها و اطلاعات مورد نیاز از طریق پرسش نامه و مراجعه مستقیم به سازمان های ذی ربط گردآوری و با کمی سازی متغیر تاب آوری، تاثیر متغیرهای دموگرافیکی، اقتصادی و محیط زیستی بر این متغیر با استفاده از مدل لاجیت ترتیبی ارزیابی شد. نتایج نشان داد تاب آوری کشاورزان در برابر خشکسالی پایین بوده و متغیرهایی چون توانمندی و تعلق مکانی و عوامل جمعیتی و اقتصادی بر تاب آوری کل اثر مثبت و معنی دار و متغیرهایی چون تحصیلات کشاورزان اثر منفی و معنی دار بر احتمال قرار گرفتن خانوار در سطوح بالاتر از میزان تاب آوری داشته است. در بین این متغیرها، شاخص های مربوط به درآمد (از سطح کم به زیاد)، سرمایه جانبی و تعلق مکانی به ترتیب به مقدار 27/42، 14/19 و 13/95 درصد بیشترین اثر را بر تاب آوری کل داشته اند. همچنین در بین این متغیرها، شاخص های مربوط به درآمد (از سطح کم به زیاد)، سرمایه جانبی، تعلق مکانی و توانمندی به ترتیب به مقدار 24، 13/44، 15/46و 8/75 درصد بیشترین اثر را بر تاب آوری اقتصادی و سرمایه جانبی، تعلق مکانی، درآمد (از سطح کم به زیاد) و توانمندی به ترتیب به مقدار 14/19، 12/84، 11/15 و 10/18 درصد، بیشترین اثر را بر تاب آوری محیط زیستی داشته اند.

    کلید واژگان: تاب آوری، خشکسالی، تحلیل عاملی، لاجیت ترتیبی، منطقه سیستان
    A.R. Sargazi *, M. Ghavidel, M. Salarpour, S. Ziaie, A.R. Keikha
    Introduction

    In recent years, rural areas in Iran have been neglected in terms of development, with a focus on agriculture as the only means of progress. This has led to a lack of understanding among visitors about what rural areas offer as tourist destinations. The absence of a strong tourism brand for these destinations hinders potential tourists from forming a connection and incentive to visit. Due to the lack of investment and development in rural tourism services and facilities in Isfahan province, this study aims to prioritize key factors in branding rural destinations in the region. The main research question focuses on identifying the most effective variables in the slow tourism brand model for rural destinations in Isfahan province.

    Materials and Methods

    This study is practical in purpose and uses a descriptive-analytical method. The statistical population consists of tourists from 19 selected villages in Isfahan province. A sample size of 384 households was selected using a systematic random method. Data was collected through questionnaires, interviews, and observations.

    Results and Discussion

    Analysis of responses from tourists indicates that the slow tourism product in Isfahan province falls below satisfactory levels in various dimensions, including historical-cultural components, natural resources, leisure, hospitality, environment, accessibility, acceptance, services, and value for money. The decision-making level component shows a satisfactory level, while other components of the slow tourism process do not meet desired standards.

    Conclusions

    To enhance the tourism brand of rural destinations in Isfahan province, destination management organizations and planners must understand the tourism potential of these areas and prioritize key factors in branding. Strategic planning, introducing new forms of tourism, organizing festivals, and utilizing innovative advertising methods are essential for the development of slow tourism in rural areas. Success in establishing a slow tourism brand depends on effective interaction between key factors and careful consideration of future prospects.

    Keywords: Resilience, Drought, Factor Analysis, Ordinal Logit, Sistan Region
  • همایون نوروزی خوب، نسیم آرمان*، ساره هاشم گلوگردی

    خشکسالی هواشناسی ازجمله بلایای طبیعی است که می توان آن را دوره طولانی کاهش بارندگی دانست که تقریبا در تمام مناطق آب وهوایی رخ می دهد. شاخص SPI معمول ترین و پرکاربردترین شاخص بررسی خشکسالی هواشناسی است. سری زمانی شاخص مذکور را می توان برای توصیف شدت رویدادهای خشکسالی و همچنین برای تخمین مقادیر احتمالی خشکسالی در آینده به کار برد. مدل های یکپارچه خودهمبسته مانند ARIMA متداول ترین مدل ها در تحلیل سری های زمانی هستند. در پژوهش حاضر، شاخص خشکسالی هواشناسی SPI با استفاده از داده های بارندگی مربوط به دوره زمانی 1994 تا 2022 محاسبه شد. سپس شاخص مذکور در مقیاس های سالانه، شش ماهه و نه ماهه با استفاده از مدل ARIMA برای ارائه مدل های مناسب برای پیش بینی خشکسالی در شهرستان بهبهان مدل سازی شدند. نتایج نشان داد مدل ARIMA(5,0,11) با مقدار 64/0=R2 و خطاهای 81/0=RMSE، 66/0=MAE و 27/213= MAPE در مرحله اعتبارسنجی، بهترین مدل برای مدل سازی سری زمانی شاخص خشکسالی سالانه است. همچنین، مدل ARIMA(2,0,5) به عنوان مدل برتر برای مدل سازی سری زمانی شاخص خشکسالی SPI شش ماهه انتخاب شد. مقدار R2 این مدل برابر 8/0 و خطاهای RMSE، MAE و MAPE آن به ترتیب برابر با 84/0، 65/0 و 31/100 بود. همچنین به دلیل عدم نرمال بودن باقی مانده های مدل های منتخب، مدل مناسبی برای سری زمانی SPI نه ماهه پیشنهاد نگردید. پژوهش حاضر با مدل سازی پدیده ای مخرب خشکسالی می تواند به عنوان راهنمایی برای مدیریت منابع آب طی دوره های خشکسالی در اختیار سیاست گذاران و برنامه ریزان آب منطقه قرار گیرد.

    کلید واژگان: بهبهان، خشکسالی، سری زمانی، شاخص SPI
    Homayoun Nowruzi Khub, NASIM ARMAN *, Sareh Hashem Geloogerdi
    Introduction

    As one of the greatest natural disasters faced by mankind since time immemorial, drought can be defined as a long period of reduced precipitation (a season or a year, for instance) occurring in almost all climate zones, including areas with high and low precipitation rates. Moreover, drought is a globally intensifying phenomenon, with no region or country in the world remaining safe from its consequences. On the other hand, the extent, frequency, intensity, and duration of drought are increasing in many parts of the world due to climate change. In addition, the phenomenon influences a diverse range of biophysical resources in catchment areas, including the discharge and sedimentation of rivers. Therefore, awareness of the drought status, prediction of drought, and zoning of its severity can significantly reduce the risk of its potential damage. 

    Materials and Methods

    Covering an area of ​​3516 km2, Behbahan is located in the southeast of Khuzestan province between 50˚ to 50˚ 21´ east longitude and 30˚ 30´ to ˚31 north latitude. Various indicators have so far been developed for monitoring drought, each of which considers one or more parameters contributing to drought. As a widely applied drought index worldwide, The Standardized Precipitation Index (SPI) time series can be used to describe the intensity of historical and current drought events at a site and to estimate the potential prospective magnitude of drought.Auto-correlated integrated ARIMA model is frequently used in analyzing time series. The model was first proposed by Box and Jenkins when studying time series, inspiring many related models that have since been developed and applied in various branches of geosciences. To investigate and predict drought in Behbahan City, this study sought to model annual SPI time series, six-month SPI, and nine-month SPI using the ARIMA model. 

    Results

    The results indicated that the ARIMA (5,0,11) was the best choice for modeling annual drought index time series in the validation stage, with its errors being R2=0.64 and RMSE=0.81 MAE=0.66 and MAPE=213.27 errors. The ARIMA (2,0,5) was also found to be the best model for modeling the six-month SPI drought index time series, where the R2 value of the model was equal to 0.50 (greater than that of other models), and its RMSE, MAE, and MAPE errors were reports as 0.84, 0.64 and 100.31, respectively (less than those of other models). Moreover, due to the non-normality of the residuals of the selected models, a suitable model was not found for modeling the nine-month SPI time series. Therefore, other methods such as wavelet analysis are recommended to be used in this regard. Discussion and

    Conclusion

    As a complex and often underestimated phenomenon, drought strongly influences different aspects of human life. Therefore, early prediction of drought plays a crucial role in strategic planning and management of water resources. In this regard, time series models are considered a suitable tool for predicting climatic events. This study used the time series of the SPI index to model drought in Behbahan City at annual, six-month, and nine-month scales, seeking to identify appropriate models in this regard. It appears that managers and relevant decision-makers should take similar studies into account to access a clear analysis of the region and develop optimal plans for the management of water resources. This is especially important in Iran, where a large area of the country is characterized by arid and semi-arid climates. Considering that the phenomenon of drought can be predicted and managed, it is necessary to implement basic measures to reduce the adverse effects of drought in the coming years.

    Keywords: Behbahan, Drought, Modeling, SPI Index, Time Series
  • درسا رهپرست، سید مهدی هاشمی شاهدانی*، عباس روزبهانی
    موضوع

     مطالعه حاضر به ارزیابی عملکرد سامانه بهره برداری شبکه آبیاری نکوآباد اصفهان پرداخته است، با تمرکز بر شاخص های بومی سازی پیوند آب-غذا-انرژی.

    هدف

    هدف اصلی این مطالعه ارزیابی و تحلیل عملکرد سامانه ی بهره برداری موجود تحت سناریوهای مختلف بهره برداری و بررسی وضعیت بهره وری آب و انرژی در واحدهای زراعی است.

    روش تحقیق

    در گام اول، شبیه سازی توزیع آب سطحی با استفاده از سامانه ی بهره برداری موجود تحت سناریوهای بهره برداری مختلف انجام شد. سپس، ارزیابی مکانی توزیع آب سطحی و محاسبه میزان آب زیرزمینی برداشت شده به تفکیک 459 واحد زراعی صورت گرفت. در نهایت، عملکرد فرایند توزیع آب سطحی با تفکیک شاخص های بومی سازی شده مورد بررسی قرار گرفت.

    یافته ها

     نتایج به دست آمده نشان داد که در وضعیت بهره برداری نرمال، تنها در 43 واحد زراعی (9 درصد سطح شبکه) بهره وری آب سطحی در کلاس خوب قرار دارد. در حالی که در 436 واحد زراعی (94 درصد سطح شبکه) بهره وری انرژی پایین بود. همچنین، شاخص تولید کربن در 292 واحد زراعی حاکی از انتشار بالای کربن بود.

    نتیجه گیری

    نتایج تحقیق نشان داد که با تشدید کم آبی در سناریوی بهره برداری دوم، وضعیت به طور چشمگیری در تمامی شاخص ها بدتر شده است. این نتایج حاکی از نیاز مبرم به بهبود و ارتقای کارایی سامانه بهره برداری و شیوه های جایگزین توزیع آب سطحی در محدوده ی این واحدهاست.

    کلید واژگان: بهره ‏وری، شبیه سازی هیدرولیکی، پیوند آب-غذا-انرژی، خشکسالی، مدیریت آب کشاورزی
    Dorsa Rahparast, Seied Mehdy Hashemy Shahdany *, Abbas Roozbahani
    Objective

    The main objective of this study is to assess and analyze the performance of the existing operation system under various operation scenarios and to examine the water and energy productivity in the agricultural units.

    Method

    In the first step, the surface water distribution was simulated using the existing operation system under different operation scenarios. Then, spatial evaluation of surface water distribution and the calculation of groundwater extraction in 459 agricultural units were carried out. Finally, the performance of the surface water distribution process was evaluated based on the localized indicators.

    Results

    The results showed that under normal operation conditions, only 43 agricultural units (9% of the network area) had surface water productivity in the good range. In contrast, 436 agricultural units (94% of the network area) had low energy productivity. Furthermore, the carbon production index indicated higher emissions in 292 agricultural units out of the total 459 units.

    Conclusions

    The findings of the study revealed that, with increased water scarcity in the second operation scenario, the situation deteriorated significantly in all indicators. These results highlight the urgent need to improve and enhance the efficiency of the operation system and alternative methods of surface water distribution within these units.

    Keywords: Productivity, Hydraulic Simulation, Food-Energy-Water Nexus, Drought, Agricultural Water Management
  • مهدی فیض الله پور *
    زمینه و هدف

    فراوانی و شدت خشکسالی به علت تغییرات اقلیمی و فعالیت های انسانی در حال افزایش بوده و خطرات قابل توجهی را برای آبهای سطحی به ویژه در مناطق خشک و نیمه خشک ایجاد می کند. در این تحقیق میزان قابلیت داده های ماهواره ای سنجنده TM ماهواره لندست 5 و سنجنده های OLI و TIRS ماهواره لندست 8 در پایش خشکسالی بر منابع آبی تالاب میانکاله ارزیابی گردید.

     روش پژوهش

     در این تحقیق برای دوره زمانی 1990 تا 2023، تصاویر سنجنده TM ماهواره لندست 5 و سنجنده OLI و TIRS ماهواره لندست 8  تهیه گردید. تصاویر هم برای فصل مرطوب و هم برای فصل خشک در نظر گرفته شدند تا تنوع آب های سطحی را در طول فصول به تصویر بکشند. برای فصل مرطوب ماه می در نظر گرفته شده و برای ماه خشک نیز از داده های ماه جولای بهره گرفته شد. تصاویر فوق بایستی بدون پوشش ابر باشند. این تصاویر از سازمان زمین شناسی آمریکا دانلود گردید. برای بررسی روند خشکسالی، شاخص های چند طیفی تفاوت نرمال شده پوشش گیاهی (NDVI)، تفاوت نرمال شده آب (NDWI)، شاخص اصلاح شده تفاوت نرمال شده آب (MNDWI) و شاخص آب سطح زمین (LSWI) محاسبه شده و مناسب ترین روش برای تشخیص آب های سطحی و پایش خشکسالی شناسایی گردید. به این منظور روابط همبستگی بین هر یک از شاخص ها با شاخص دمای سطح زمین برآورد شده و بر این اساس معادله رگرسیونی محاسبه شده و مقادیر خشکسالی در پنج رده خیلی شدید، شدید، متوسط، کم و خیلی کم محاسبه شده و نقشه مربوطه ترسیم شد.
     

    یافته ها

    بر اساس یافته های تحقیق، پهنه های وسیع تری با دماهای بالاتر مواجه گردیده اند. از سال 1990 تا 2023 مناطقی که دارای دمای کمتر از 19 درجه سانتیگراد بودند از 645 کیلومتر مربع در سال 1990 به 296 کیلومتر مربع در سال 2023 کاهش یافته و در مقابل مناطقی که دمای بالای 29 درجه سانتیگراد را تجربه کرده بودند از 2 کیلومتر مربع در سال 1990 به 320 کیلومتر مربع در سال 2023 افزایش یافته که اکثرا در بخش غربی تالاب و در نواحی مشاهده شده که خشک شده است. علت این امر خشک شدن بخش وسیعی از غرب تالاب در این بازه زمانی می باشد. فرایند فوق بر پوشش گیاهی منطقه تاثیر گذاشته و به علت خشک شدن بخش غربی، پهنه وسیع ترین در این منطقه با خشکی شدید مواجه شد. در سال 1990 حدود 3/243 کیلومتر مربع از منطقه با خشکی شدید مواجه بوده که این میزان در سال 2023 به 7/280 کیلومتر مربع افزایش یافته است. البته افزایش جزئی در این محدوده مشاهده شد. تغییرات قابل توجه در محدوده متوسط دیده شده به طوری که میزان خشکی متوسط از 2/52 کیلومتر مربع در سال 1990 به 1/254 کیلومتر مربع رسیده که افزایش 4 برابری را نشان می دهد.
     

    نتایج

    نتایج نشان داد که شاخص MNDWI از بیشترین همبستگی با شاخص LST در سال های 1990 و 2023 برخوردار بوده بطوری که مقادیر همبستگی برای این سال ها به ترتیب معادل 83/0- و 88/0- می باشد. لذ از این شاخص برای برآورد خشکسالی بهره گرفته شد. براین اساس مشاهده شد که میزان خشکسالی متوسط بیشترین گسترش را داشته و از 2/52 کیلومتر مربع به 1/254 کیلومتر مربع رسیده که این امر نشان دهنده حرکت آرام منطقه به سمت خشکسالی شدید دارد. این رخداد باعث گردید تا سطح تالاب از 511 کیلومتر مربع در سال 1990 به 351 کیلومتر مربع در سال 2023 کاهش یابد.

    کلید واژگان: NDWI، MNDWI، NDVI، خشکسالی، میانکاله
    * Mehdi Feyzolahpour
    Background and Aim

    The frequency and severity of droughts are increasing due to climate changes and human activities, and they create significant risks for surface water, especially in arid and semi-arid regions. In this research, the capability of satellite data of TM sensor of Landsat 5 satellite and OLI and TIRS sensors of Landsat 8 satellite in drought monitoring of water resources of Miankale wetland was evaluated.

    Method

    In this study, images from the TM sensor of Landsat 5 and the OLI and TIRS sensors of Landsat 8 were prepared for the period 1990 to 2023. Images were taken for both the wet and dry seasons to depict the variability of surface water during the seasons. May was taken for the wet season and July data was used for the dry month. The above images should be free of cloud cover. These images were downloaded from the US Geological Survey. To investigate the drought trend, multi-spectral indices of Normalized Difference of Vegetation (NDVI), Normalized Difference of Water index (NDWI), Modified Normalized Difference of Water Index (MNDWI) and Land Surface Water Index (LSWI) were calculated and the most appropriate method. It was identified for surface water detection and drought monitoring. For this purpose, the correlation relations between each of the indices with the earth surface temperature index were estimated and based on this, the regression equation was calculated and the values of drought in five categories very severe, severe, moderate, low and very low were calculated and the corresponding map was drawn.

    Results

    According to the research findings, wider areas have been exposed to higher temperatures. From 1990 to 2023, areas with temperatures below 19 degrees Celsius have decreased from 645 square kilometers in 1990 to 296 square kilometers in 2023, while areas with temperatures above 29 degrees Celsius have increased from 2 square kilometers in 1990 to 320 square kilometers in 2023, mostly in the western part of the wetland and in areas that have been observed to have dried up. The reason for this is the drying of a large part of the western part of the wetland during this period. The above process has affected the vegetation of the region, and due to the drying of the western part, the widest area in this region has faced severe drought. In 1990, about 243.3 square kilometers of the region faced severe drought, which increased to 280.7 square kilometers in 2023. Of course, a slight increase was observed in this area. Significant changes have been seen in the average area, with the average aridity increasing from 52.2 km2 in 1990 to 254.1 km2, a fourfold increase.

    Conclusion

    The results showed that the MNDWI index had the highest correlation with the LST index in the years 1990 and 2023, so that the correlation values for these years are -0.83 and -0.88, respectively. This index was used to estimate drought. Based on this, it was observed that the amount of average drought has expanded the most and reached from 52.2 square kilometers to 254.1 square kilometers, which indicates the slow movement of the region towards severe drought. This incident caused the wetland area to decrease from 511 square kilometers in 1990 to 351 square kilometers in 2023.

    Keywords: NDWI, MNDWI, NDVI, Drought, Miankale
  • محمدتقی آوند*، حمیدرضا مرادی، زینب حزباوی

    در این پژوهش اثر تغییر اقلیم بر دو نماینده اصلی خشکسالی هواشناسی و هیدرولوژیکی به ترتیب شامل بارش و رواناب در حوزه آبخیز بزرگ تجن مازندران مورد تحلیل قرار گرفت. بدین منظور پس از جمع آوری داده های بارش، دما و دبی با استفاده از داده های گزارش پنجم در قالب دو سناریوی انتشار خوش بینانه (RCP2.6) و بدبینانه (RCP8.5) نسبت به پیش بینی داده های اقلیم آینده در یک دوره 27 ساله (2050-2023) در سه ایستگاه کردخیل، سلیمان تنگه و ریگ چشمه اقدام شد. از داده های مربوط به دبی جریان ایستگاه کردخیل واقع در خروجی رودخانه تجن نیز برای بررسی تغییرات رواناب در زمان حال و آینده استفاده شد. در ادامه، وضعیت خشکسالی هواشناسی و هیدرولوژیکی حوزه آبخیز مورد نظر بر اساس دو شاخص بارش استاندارد شده (SPI) و خشکسالی جریان رودخانه (SDI) در گام های زمانی مختلف سه، شش و 12 ماهه در محیط نرم افزار DrinC مورد بررسی قرار گرفت. در نهایت، رواناب آینده رودخانه تجن با استفاده از مدل بارش-رواناب IHACRES پیش بینی شد. نتایج روند بارش آینده با آزمون من-کندال نشان دهنده کاهش روند بارش در دو ایستگاه کردخیل و ریگ چشمه و افزایش روند در ایستگاه سلیمان تنگه است. هم چنین، شدت خشکسالی هواشناسی آینده در ایستگاه های مختلف حوزه آبخیز تجن با یک دیگر متفاوت بوده، اما در حالت کلی دارای یک روند مشابه هستند. نتایج خشکسالی آینده نشان داد وضعیت خشکسالی در برخی از سال های خشکسالی خیلی شدید و در برخی از سال ها فرامرطوب خواهد بود که نشان دهند ه وجود تغییرات اقلیمی در یک منطقه است. ضریب نش-ساتکلیف (NSE) با 48/0 و ضریب تعیین (R2) با 58/0 نشان دهنده صحت مطلوب مدل IHACRES در شبیه سازی رواناب آینده است. بررسی روند دبی ایستگاه کردخیل نیز نشان دهنده روند کاهشی دبی جریان در آینده بدون تغییرات معنادار است. هم چنین، نتایج بررسی وضعیت خشکسالی هیدرولوژیکی نشان دهنده غالب بودن وضعیت بدون خشکسالی (0SDI≥) و یا خشکسالی ملایم (0≤SDI<1-) در آینده است. در مجموع می توان جمع بندی نمود که خشکسالی هیدرولوژی و اقلیمی دارای هم زمانی نبوده و می توان با مدیریت مناسب شرایط خشکسالی هواشناسی و سایر عوامل محرکه دیگر از جمله تغییر کاربری از تشدید خشکسالی هیدرولوژیکی جلوگیری نمود.

    کلید واژگان: خشکسالی، سناریونویسی، شمال ایران، مدیریت آب، نوسانات اقلیمی
    Mohammadtaghi Avand *, Hamidreza Moradi, Zeinab Hazbavi
    Introduction

    In recent years, our country has experienced an increase in the frequency and severity of natural hazards such as floods, droughts, and pests. These changes can be attributed to shifts in climate variables. Due to its influential role in other natural hazards such as drought, climate can significantly impact the economy and people's lives. This is particularly evident in the agricultural, animal husbandry, and industrial sectors, where it can cause damage and destruction in various regions. Drought is one of the biggest climatic challenges that our country has been facing in recent years. When a drought occurs, it initially manifests as a meteorological drought. If the drought persists, it can lead to other types of droughts, including hydrogeological, agricultural, and economic droughts. Each of these droughts, as well as their cumulative impact, affects various aspects of the ecosystem within a watershed. Climatic changes cause many problems due to their impact on the temporal and spatial distribution of precipitation in various regions. Due to its gradual process and slow speed, this phenomenon has been operating for a relatively longer period. Its effects may be revealed after a few years and with a longer delay than other risks. This phenomenon has more tangible effects in rural areas because rural communities are more vulnerable. Therefore, understanding this phenomenon and analyzing and evaluating its impact on ecosystems within a watershed is crucial for effective planning and decision-making. This knowledge is necessary for the implementation of appropriate adaptation strategies.

    Material and Methods

    To carry out this research, the required climatic data were first collected from the Meteorology and Regional Water Department of Mazandaran Province. The SPI (Standardized Precipitation Index) index was also used to evaluate meteorological drought. Additionally, to examine the trend of changes in flow rate, the data from existing hydrometric stations in the region, which have more comprehensive data, were utilized. Lars-WG software was used to project future climate (2023-2050) conditions under two climate scenarios: an optimistic scenario (RCP2.6) and a pessimistic scenario (RCP8.5). After preparing the current and future data, the DrinC software was used to determine drought thresholds based on the standard table for the SPI. In this research, the IHACRES hydrological model was also utilized to forecast future discharge. To achieve this objective, the future precipitation and temperature data obtained from the previous stage were utilized, along with the observed discharge data (1990-2020), to project the trend of discharge in the future (2022-2040). Subsequently, the hydrological drought of the Tajan Watershed was calculated at the outlet station (Kordkhil) using the SDI (Streamflow Drought Index) in the DrinC software. After analyzing the stream flow data and using the standard table associated with the SDI, the thresholds for hydrological drought were determined.

    Results and Discussion

    The results of this study showed that, based on the SPI standard table, the degree of drought in the area under investigation has fluctuated between -3.3 (indicating very severe drought) and 2.4 (indicating extremely humid conditions) in recent years. Also, the future climate was projected for a period of approximately 27 years (2023-2050) under the influence of two optimistic scenarios (RCP2.6) and one pessimistic scenario (RCP8.5) at three selected stations (Kordkhil, Soleiman Tange, Rig Cheshme). The results of the climate drought conditions and the index values for the projected period (2023-2050) at Soleiman Tange station, in 12-month steps showed that there is a possibility of a severe climate drought occurring in this region during the water year 2049-2050. Also, the results show that there is no significant difference in the future drought index between the two scenarios. The results of the climate drought situation at Rig Cheshme station indicate a high likelihood of a severe climate drought in the region during the water year 2029-2030. Additionally, the results of the climate drought condition at Kordakhil station show that the condition at Kordakhil station differs somewhat from the other two stations, which are located at higher altitudes. This difference is likely due to the proximity of this station to the Caspian Sea, as the climate in that region is influenced by the coastal humidity. It can also be expected that there will be a severe drought in the water year 2032-2033 in this region. The results of the IHACRES model showed that the comparison chart of the simulated discharge and the observed discharge is in good agreement. Additionally, the error coefficient values obtained during the two stages of evaluation and recalibration were 0.48 and 0.53, respectively. These values indicate the model's acceptable ability to simulate future discharge. The results indicate that the discharge rate of the Watershed is unlikely to undergo significant changes in the future as a result of climate change. The probable cause for this is the occurrence of intense rainfall events, which lead to flooding and subsequent increases in river discharge. Considering that these results only show the effect of climate change on discharge, there is a possibility that other factors, such as land use changes, may also contribute to changes in the amount of discharge.

    Conclusion :

    The results of this analysis indicate that in both climate scenarios, there is a possibility of experiencing severe droughts in some years in the future. However, it is also possible for the climate to be very wet in certain years. These changes in the state of drought over approximately 30 years indicate climate fluctuations, which are one of the signs of climate change in a region. Therefore, based on the obtained results, it cannot be concluded that we will experience either a completely dry or completely wet state in the next 30 years. Thus, it is necessary to employ adaptation strategies to mitigate the impacts of drought during certain years. The hydrological drought situation of the Tajan River in the next 20 years (2020-2040) was evaluated using both optimistic and pessimistic scenarios. The drought situation in this river has also exhibited fluctuations, with a decreasing trend of flow in some years and an increasing trend in others. These fluctuations also indicate another effect of climate change in a region, which causes heavy rains and floods, leading to increased river flow during certain times of the year. However, relying solely on the study of the flow rate of a region cannot accurately indicate the drought situation. This is because certain measures implemented in watersheds can significantly impact the flow rate of a river. Therefore, considering all the conditions and climatic factors that govern our country, it is not surprising to see such changes occurring in different periods.

    Keywords: Climate Fluctuations, Drought, Northern Iran, Scenario Development, Water Management
  • فریال آبشیری، ام البنین بذرافشان*، مهدی بی نیاز

    هدف از انجام این پژوهش بررسی اثر پخش سیلاب بر تغییرات کمیت و کیفیت آب زیرزمینی دشت توکهور-هشت بندی است. به این منظور ابتدا SPI در مقیاس های زمانی 1تا 48 ماهه برای ایستگاه بارانسنجی موجود در منطقه محاسبه و در مرحله بعد شاخص  GRI  با استفاده از داده تراز آب محاسبه شد. سپس سه چاه با نام های قراردادی A1 تا A3 به منظور ارزیابی تغییرات کمی و پنج چاه B1 تا B5 برای ارزیابی کیفی که نزدیک ترین موقعیت را به محدوده پخش سیلاب داشتند، انتخاب شدند. سپس با استفاده آزمون پتیت، زمان تاثیر پخش سیلاب  بر منابع کمی و کیفی تعیین شد. هم چنین با تقسیم دوره آماری به دو بخش زمان قبل از تاثیر پخش سیلاب  و بعد از تاثیر پخش سیلاب، با استفاده از آنالیز رگرسیون خطی، شیب تغییرات شاخص GRI، EC و SAR برای هر دو زمان برای چاه های انتخابی انجام شد. در مرحله بعد با استفاده تحلیل همبستگی و آنالیز خطی، اثر پخش سیلاب بر حساسیت منابع آب زیرزمینی به خشکسالی مورد ارزیابی قرار گرفت. نتایج نشان داد که زمان تاثیر پخش سیلاب بر تراز سه چاه A1،  A2 و A3 به ترتیب سال های 1388، 1388 و 1391 است که از نظر آماری معنی دار نیست. هم چنین زمان تاثیر پخش سیلاب بر مقادیر EC چاه های B1، B2، B3 و B5 به ترتیب سال های 1386، 1388، 1392 و 1388 و بر مقادیر SAR چاه B1 سال 1389 تعیین شد. نتایج ارزیابی اثر پخش سیلاب بر کمیت آب زیرزمینی نشان از بهبود هرسه چاه انتخابی و کاهش شیب تغییرات EC دارد، اما تاثیر چندانی بر SAR نداشته است. نتایج ارزیابی اثر پخش سیلاب بر حساسیت کمیت آب زیرزمینی به خشکسالی نشان داد که پخش سیلاب باعث کاهش حساسیت شاخص  GRI و EC به خشکسالی در چاه های انتخابی شده است، اما نتوانسته باعث کاهش حساسیت SAR به خشکسالی شود. در نهایت نتایج این تحقیق اثبات نمود، عملیات استحصال آب بروی کیفیت و کمیت آب زیرزمینی تاثیر مثبتی دارد و ادامه روند این روش ها در سایر مناطق مشابه پیشنهاد می شود.

    کلید واژگان: آب زیرزمینی، آزمون پتیت، پخش سیلاب، خشکسالی
    Ferial Abshiri, Ommolbanin Bazrafshan*, Mehdi Biniaz

    This research aims to investigate the effect of flood spreading on the quantity and quality of groundwater in the Tokahour-Hashtbandi plain. For this purpose, first, SPI was calculated in time scales of 1 to 48 months for the existing rain gauge station in the region. The GRI index was calculated using the groundwater level data in the next step. Then, three wells with conventional names A1 to A3 were selected to evaluate quantitative changes. Five wells B1 to B5 were also selected for qualitative evaluation as they had the closest position to the flood spreading area. Then, using the Petit test, the time of the flood's impact on the quantitative and qualitative resources was determined. Also, by dividing the statistical period into two parts, the time before the impact of flood spreading and after the impact of flood spreading, using linear regression analysis, the slope of changes of GRI, EC, and SAR index for both times was done for the selected wells. In the next step, using correlation analysis and linear analysis, the effect of flood spreading on the sensitivity of groundwater resources to drought was evaluated. The results showed that the time of flood spreading effect on the level of three wells A1, A2, and A3 is 2009, 2009, and 2012, respectively, which is not statistically significant. Also, the time of flood spreading effect on EC values of wells B1, B2, B3, and B5 in 2007, 2009, 2013, and 2009 respectively, and on SAR values of well B1 in 2010 was determined. The results of the evaluation of the effect of flood spreading on the quantity of groundwater show the improvement of all three selected wells and the reduction of the slope of EC changes, but it did not have much effect on SAR. The results of the evaluation of the effect of flood spreading on the sensitivity of the groundwater quantity to drought showed that the flood spread has reduced the sensitivity of the GRI and EC index to drought in the selected wells, but it has not been able to reduce the sensitivity of SAR to drought.

    Keywords: Water Spreading, Groundwater Drought, Petit Test
  • علی قاسمی، سید نعمت الله موسوی*، بهاالدین نجفی
    مقدمه و هدف

    سیاست گذاران برای انتخاب و اجرای سیاست های مدیریت منابع آب در جهت سازگاری با خشکسالی با شرایط پیچیده و چندبعدی مواجه هستند. از یک طرف، به دلیل ماهیت چندبعدی و چند مقیاسی مدیریت منابع آب و خشکسالی، به ادغام ابزارهایی برای تحلیل اثرات و سازگاری نیاز است. از طرف دیگر، توسعه فناوری های نوین آبیاری در سطح مزارع یکی از راهکارها و سیاست-هایی است که همواره مورد بحث متخصصین و سیاست گذاران در زمینه مدیریت منابع آب می باشد. بنابراین، در مطالعه حاضر به منظور ارزیابی اثرات بالقوه خشکسالی و توسعه فناوری های نوین آبیاری به عنوان راهکاری جهت سازگاری با خشکسالی در حوضه آبریز سدکوثر از یک الگوی هیدرولوژیکی-اقتصادی استفاده شده است.

    مواد و روش ها

    در این چارچوب، یک الگوی هیدرولوژیکی برنامه ریزی و ارزیابی آب (WEAP) و الگوی برنامه ریزی ریاضی مثبت (PMP) با قابلیت ارزیابی سیستم های اجتماعی-اقتصادی، زراعی و هیدرولوژیکی به شیوه ای فضایی و صریح با لحاظ تمامی ابعاد و مقیاس های مربوط به خشکسالی، تلفیق شد. داده ها و اطلاعات لازم نیز برگرفته از مطالعات اسنادی در سطح حوضه می باشد.

    یافته ها

    نتایج مطالعه نشان داد که با افزایش کارایی مصرف آب در بخش کشاورزی، کاهش مصرف آب بدون  کاهش کارایی اقتصادی و کیفیت زندگی اتفاق می افتد. به گونه ای که با بهبود کارایی 30 درصدی مصرف آب تحت شرایط خشکسالی، بهره وری اقتصادی مصرف آب در کل حوضه نسبت به شرایط پایه حدود 7 درصد افزایش خواهد یافت.

    بحث و نتیجه گیری

    به عبارتی، توسعه فناوری های نوین آبیاری منجر به ذخیره آب کشاورزان و ترغیب آن ها به کشت محصولات پربازده و با مصرف آب بالا می شود که این امر سبب بهبود وضعیت اقتصادی کشاورزان خواهد شد. بنابراین، می توان با اعمال سیاست هایی در جهت بهبود کارایی مصرف آب بدون اعمال سیاست های تنبیهی در زمینه جلوگیری از کاشت محصولات با مصرف آب بالا مانند برنج، کاهش مصرف آب بدون آسیب اقتصادی به کشاورزان را تحقق بخشید.

    کلید واژگان: مدلسازی هیدرولوژیکی-اقتصادی، خشکسالی، فناوریهای نوین آبیاری، کارایی مصرف آب
    Ali Ghasemi, Seyed Nematollah Moosavi *, Bahaoddin Najafi
    Introduction

    Policy makers are faced with complex and multidimensional conditions to choose and implement water resources management policies in order to adapt to drought. On the one hand, due to the multidimensional and multiscale nature of water resources and drought management, there is a need to integrate tools for impact analysis and adaptation. On the other hand, the development of new irrigation technologies at farm level is one of the solutions and policies that are always discussed by experts and policy makers in the field of water resources management. Therefore, in the present study, a hydrological-economic model was used in order to evaluate the potential effects of drought and to develop new irrigation technologies as a solution to adapt to drought in the Kowsar dam watershed.

    Materials and Methods

    In this framework, a hydrological water planning and evaluation model (WEAP) and a positive mathematical programming model (PMP) were combined with the ability to evaluate socio-economic, agricultural and hydrological systems in a spatial and explicit manner. The necessary data and information are also taken from documentary studies at the basin level.

    Findings

    The results of the study showed that by increasing the efficiency of water consumption in the agricultural sector, the reduction of water consumption occurs without reducing the economic efficiency and quality of life. In such a way that by improving the efficiency of water consumption by 30% under drought conditions, the economic efficiency of water consumption in the entire basin will increase by about 7% compared to the basic conditions.

    Conclusion

    In other words, the development of new irrigation technologies leads to the saving of farmers' water and encouraging them to cultivate high-yield crops with high water consumption, which will improve the farmers' economic situation. Therefore, by implementing policies to improve the efficiency of water consumption without applying punitive policies in the field of preventing the planting of crops with high water consumption such as rice, it is possible to reduce water consumption without economic damage to farmers.regarding the economic growth of neighbouring countries.

    Keywords: Hydrological-Economic Modeling, Drought, New Irrigation Technologies, Water Consumption Efficiency
  • ساقی نشاط، بهارک معتمدوزیری *، هادی کیادلیری، مهدی سرائی تبریزی
    زمینه و هدف

    خشکسالی یکی از پدیده های طبیعی است که در اثر کاهش بارش به وجود آمده و باعث کاهش پوشش گیاهی و افزایش گرد و غبار می شود. روش رایج پایش خشکسالی مبتنی بر داده های مشاهداتی از ایستگاه های هواشناسی است و یک شاخص خشکسالی را محاسبه می کند. اطلاع از میزان و شدت خشکسالی در یک منطقه و برنامه ریزی جهت کاهش اثرات آن یکی از مهمترین اصول مدیریت در برنامه ریزی منطقه ای، مبارزه با خشکسالی است. پایش و مدیریت خشکسالی در یک منطقه با استفاده از داده های سنجش از دور و تصاویر ماهواره ای به عنوان یک ابزار مناسب در پایش زمانی و مکانی خشکسالی کشاورزی همواره مورد توجه مدیران منطقه ای بوده است.

    روش پژوهش: 

     در این پژوهش بررسی کارآیی داده های سنجش از دور و تصاویر ماهواره ای در پهنه بندی خشکسالی کشاورزی در سال های2001 تا 2022 در حوزه آبخیز جنوب استان کرمان مورد بررسی قرار می گیرد. برای این منظور سه شاخص وضعیت پوشش گیاهی(VCI)، شاخص وضعیت دمایی(TCI) و شاخص سلامت پوشش گیاهی (VHI)از روی تصاویر ماهواره ای مودیس و TerraClimate برای ماه های دوره رشد از سنجش از دور بر اساس وضعیت پوشش گیاهی از اول مارس تا آخر آگوست (2022-2001) استخراج و نتایج حاصل از این شاخص ها با مقادیر شاخص بارش استاندارد(SPI) ،  در سری های زمانی یک،سه،شش، نه، دوازده، بیست و چهار و چهل و هشت ماهه مقایسه گردید. در این تحقیق از روش همبستگی بین ایستگاه ها برای بازسازی آمار ایستگاه های ناقص استفاده گردید وایستگاه هایی که بیشترین همبستگی را با ایستگاه ناقص داشت برای بازسازی مورد استفاده قرار گرفت. سپس بعد از مرتب نمودن داده ها ، اطلاعات بازسازی شده بعنوان ورودی به نرم افزار SPIGenerator وارد و مقایر SPI سری های زمانی 1، 3، 6، 9، 12،  24 و 48 ماه برای ایستگاه های منتخب حاصل گردید.

    یافته ها

    در این مقاله نتایج حاصل ازمحاسبه شاخص SPI در سری های زمانی مختلف بر اساس متوسط داده های ایستگاه های موجود وداده های سنجش ازدور مورد بررسی و تجزیه و تحلیل قرارگرفت. بدین منظور مقادیرحاصل ازتمامی شاخص های مبتنی برتصاویر ماهواره ای شامل (VCI ، VHI، TCI)استخراج واقدام به مقایسه وبررسی ضریب همبستگی آنها باشاخص زمینیSPI در سری های زمانی های زمانی 1، 3، 6، 9، 12، 24 و 48 گردید به عبارت دیگر پاسخ شرایط  پوشش گیاهی منطقه به بارندگی با زمان های تاخیر یک، سه، شش، نه، دوازده، بیست و چهار و چهل و هشت ماهه مورد بررسی قرارگرفت. نتایج این تحقیق نشان داده که شاخص VCI همبستگی معنی داری در سطح یک درصد با شاخص SPI  درهمه سری های زمانی مختلف بجز یک ماهه دارد. شاخص TCI همبستگی معنی دار با هیچ یک از سری های زمانی بجز یک ماهه ندارد. شاخص VHI بجز با یک ماهه و سه ماهه  و بیست و چهار ماهه همبستگی معنی دار در سطح یک درصد با سایر سری های زمانی دارد. همچنین شاخص های خشکسالی TCI و VHI و VCI با بارش و رطوبت خاک همبستگی مثبت معنی داری در سطح یک درصد دارد.

    نتایج

    نتایج کلی از تجزیه و تحلیل داده های موجود  نشان داد که از بین شاخص های مورد مطالعه، شاخص VCI در طی فصل رشد بیشترین همبستگی با مقادیر SPI در سری های زمانی مختلف را داراست و همبستگی آن در سطح 01/0 معنی دار است، لذا به عنوان شاخص ماهواره ای مطلوب جهت پایش خشکسالی کشاورزی در جنوب استان کرمان انتخاب می گردد. نتایج این مقاله مبنایی برای درک کامل و بهتر و همچنین ارزیابی شرایط خشکسالی در جنوب استان کرمان را فراهم می کند و می تواند به بهتر مدیریت کردن و تامین منابع آب شرب وکشاورزی و در نتیجه  تولیدات کشاورزی بیشتر و بهینه تر و حفاظت درست از محیط زیست را به سمت کامل تر و بهتری هدایت کند.

    کلید واژگان: خشکسالی، شاخصSPI و VCI، TCI، VHI، تصاویر ماهواره ای مودیس، جنوب استان کرمان
    Saghi Neshat, Baharak Motamed Vaziri *, Hadi Kiadaliri, Mahdi Sarai Tabrizi
    Background and objectives

    Drought is one of the natural phenomena caused by the decrease in rainfall and reduces vegetation and increases dust. The common method of drought monitoring is based on observational data from meteorological stations and calculates a drought index. Knowing the amount and intensity of drought in a region and planning to reduce its effects is one of the most important principles of management in regional planning fight against drought. Monitoring and management of drought is a region using remote sensing data and satellite images as a suitable tool in the temporal and spatial monitoring of agricultural drought has always been  of interest to regional managers.

    Materials and methods

    This study investigates the efficacy of remote sensing data and satellite images in delineating agricultural drought zones in the southern watershed of Kerman Province from 2001 to 2022. For the purpose, three indices, including the Vegetation Cover Index(VCI),Temperature Condition Index (TCI), and Vegetation Health Index (VHI), were extract from MODIS satellite images, and TerraClimate extracts data for growing season months based on remote sensing of vegetation cover from early March to late August (2001-2022), and the resulting indicators are compared with standard precipitation index (SPI) values. It was compared in one, three, six, nine-, twelve-, twenty-four-, and forty-eight-month time series. In this study, the correlation method between stations was employed to reconstruct the incomplete station data, and the stations with the highest correlation with the incomplete station were utilized for reconstruction. After organizing the data, the reconstructed information was entered into the SPIGenerator software as input, and the SPI indices for 1, 3, 6, 9, 12, 24, and 48 months were generated for the selected stations.

    Results

    In this article, the results of calculating the SPI index in various time series based on the average data from existing stations and remote sensing data were analyzed. To this end, the values obtained from all satellite-based indices, including VCI, VHI, and TCI, were extracted and compared with the ground-based SPI index in 1, 3, 6, 9, 12, 24, and 48- month time series. In other words, the response of vegetation cover in the region to rainfall with 1, 3, 6, 9, 12, 24, and 48- month time legs was investigated. The result of this study shows that the VCI index has a significant correlation at a 1% level with the SPI index in all time series except for the 1-month series. The TCI index has a significant correlation with none of the time series except for the 1-month series. The VHI index has a significant correlation at a 1% level with all time series except for the 1-month,3-month, and 24-month series. Additionally, the drought indices TCI, VHI, and VCI have a positive significant correlation at a 1% level with rainfall and soil moisture.

    Conclusion

    The overall results of the analysis of the available data showed that among the studies indices, the VCI index has the highest correlation with SPI values in different time series during the growing season, with a significant correlation at the 0.01 level. Therefore, it is selected as the preferred satellite index for monitoring agricultural drought in southern Kerman Province. The results of this study provide a basis for a better understating and evaluation of drought conditions in southern Kerman Province, and can guide optimized management and provision of drinking water and agricultural resources, leading to increased and optimized agricultural production, and ultimately, proper environmental protection.

    Keywords: Drought, SPI, VCI, TCI, VHI Index, MODIS Satellite Images, Southern Kerman Province
  • سحر رضایی، سید عباس حسینی*، احمد شرافتی
    زمینه و هدف

     داده های رطوبت خاک به دست آمده از ماهواره ها نقش مهمی در مدیریت موثر منابع آب، به ویژه در مناطق مستعد کم آبی و خشکسالی ایفا می کند. با نظارت بر پویایی رطوبت خاک در طول زمان، سیاست گذاران آب می توانند استراتژی های تخصیص پایدار آب را توسعه دهند، اقدامات حفاظت از آب را اجرا کنند و اثرات نامطلوب خشکسالی بر کشاورزی را کاهش دهند. داده های ماهواره ای شناسایی نقاط بالقوه تنش آبی را تسهیل می کند. داده های ماهواره ای شناسایی نقاط تنش آبی بالقوه را تسهیل می کند هدف از این پژوهش ارزیابی دقت رطوبت خاک مدل GLDAS با داده های مشاهداتی در مناطق با آب و هوای مرطوب، نیمه مرطوب، خشک و پایش خشکسالی کشاورزی با استفاده از مدل GLDAS، شاخص خشکسالی VHI و بارش سالیانه است.

    روش پژوهش:

     در این پژوهش رطوبت خاک مدل GLDAS  از سال 2003 تا سال 2020 در 6 منطقه کشاورزی اکلاهما به صورت روزانه استخراج و با داده های مشاهداتی ثبت شده در6 منطقه کشاورزی واقع در اکلاهما مقایسه شد. برای درک بهتر از میزان اختلاف میان داده های رطوبت خاک مدل GLDAS با داده های مشاهداتی، مناطق کشاورزی به سه منطقه مرطوب، نیمه مرطوب، خشک تقسیم شدند و نهایتا به کمک دو شاخص ضریب همبستگی CC و خطای جذر میانگین مربعاتRMSE، به صورت روزانه، فصلی و سالانه مورد ارزیابی قرار گرفتند.

    یافته ها

     نتایج نشان داد بیشترین متوسط همبستگی رطوبت خاک فصلی مربوط به فصل زمستان و پاییز است و یکی از دلایل آن  بارندگی بیشتر در این فصول است. بیشترین همبستگی متوسط مناطق با 64/0متعلق به مناطق مرطوب و کمترین متوسط همبستگی 47/0 مربوط به مناطق خشک بود. مناطق مرطوب معمولا پوشش گیاهی بیشتری نسبت به مناطق خشک دارند. پوشش گیاهی به دلیل تاثیر بر سیگنال های مایکروویو دریافتی توسط سنسورهای ماهواره ای بر دقت تخمین های رطوبت خاک ماهواره تاثیر می گذارد. همچنین وجود پوشش گیاهی متراکم، بازیابی رطوبت خاک داده های ماهواره ای را بهبود  می بخشد، به ویژه مناطقی که پوشش گیاهی فراوان دارند. نتایج بررسی RMSE (cm3/cm3) مدل GLDAS و داده های مشاهداتی در 6 منطقه کشاورزی اکلاهما نشان دهنده عملکرد خوب مدل GLDAS بود. در ادامه همبستگی داده های مدل GLDAS با شاخص خشکسالی VHI و بارش مورد بررسی قرار گرفت که همبستگی رطوبت خاک مدل  GLDAS با داده های بارش 17 ساله  برابر با 68/0 و همبستگی مدل GLDAS  و VHI برابر با 2/0 بود. یکی از دلایل تغییرات همبستگی بین بارش، VHI و رطوبت خاک مدل GLDAS، تغییرات پارامترهای هیدرولوژیکی مانند تغذیه آب زیرزمینی، نرخ تبخیر و تعرق، و رواناب سطحی، در سال های مختلف است.

    نتایج

     با توجه به نتایج به دست آمده رطوبت خاک به عنوان یک واسطه حیاتی بین بارش و VHI عمل می کند. در حالی که بارش به طور مستقیم بر دینامیک های رطوبت خاک تاثیر می گذارد، رطوبت خاک، به نوبه خود، جذب آب گیاه، تعرق و فرآیندهای فیزیولوژیکی را کنترل می کند که به VHI منجر می شود. داده های رطوبت خاک مدل GLDAS را می توان برای پایش و ارزیابی خشکسالی استفاده کرد. داده های GLDAS در فواصل زمانی منظم (به عنوان مثال، روزانه، ماهانه) در دسترس هستند، که امکان نظارت بر پویایی رطوبت خاک را در طول زمان فراهم می کند. این وضوح زمانی برای ردیابی شروع، مدت و شدت رویدادهای خشکسالی بسیار مهم است. نتایج این تحقیق نشان می دهد که می توان از داده های رطوبت خاک مدل GLDAS  با اطمینان خاطر در پایش خشکسالی کشاورزی استفاده کرد.

    کلید واژگان: خشکسالی، رطوبت خاک، GLDAS، سنجش از دور، شاخص سلامت گیاه
    Sahar Rezaei, Seyed Abbas Hosseini *, Ahmad Sharafati
    Background and Aim

    Soil moisture data obtained from satellites play an important role in the effective management of water resources, especially in areas susceptive to dehydration and drought. By monitoring soil moisture dynamics over time, water policymakers can develop sustainable water allocation strategies, implement water conservation measures, and reduce the adverse effects of drought on agriculture. Satellite data facilitates the identification of potential water stress points. The purpose of this study is to evaluate the accuracy of soil moisture in the GLDAS model with observational data in areas with dry, humid, and semi-humid climates, Agricultural drought monitoring using the GLDAS model and the VHI drought index and annual precipitation.

    Method

    In this study, soil moisture from the GLDAS model from 2003 to 2020 in 6 agricultural areas of Oklahoma was extracted daily and with observational data recorded in 6 agricultural areas located in Oklahoma compared. To better understand the degree of difference between the GLDAS model soil moisture data with observational data, agricultural areas are divided into three dry, humid, and semi-humid areas,they were split and finally evaluated on a daily, seasonal, and annual basis with the used of two indicators of correlation coefficient CC and average RMSE root mean squares error.

    Results

    The results showed that the highest average correlation of seasonal soil moisture is related to winter and autumn, and one of the reasons is more precipitation in these seasons. The highest correlation of average areas with 0/64 belonged to humid areas and the lowest average correlation of 0.47 was related to dry areas. Humid areas usually have vegetation cover more than dry areas. Vegetation cover due to the impact on microwave signals received by satellite sensors affects the accuracy of satellite soil moisture estimates. Also, the presence of dense vegetation improves the soil moisture recovery of satellite data, especially in areas with abundant vegetation. The results of RMSE (cm3/cm3) of the GLDAS model and observation data in 6 agricultural areas of Oklahoma showed the good performance of the GLDAS model. The correlation of GLDAS model data with VHI drought index and precipitation was further investigated, which correlated GLDAS model soil moisture with 17-year precipitation data equal to 0.68 the correlation of the model GLDAS and VHI was equal to 0.2. One of the reasons for the variation in the correlation between precipitation, VHI, and soil moisture of the GLDAS model is the changes in hydrological parameters such as groundwater feeding, evaporation and transpiration rates, and surface runoff, it is in different years.

    Conclusion

    According to the results, soil moisture serves as a critical intermediary between precipitation and vegetation health. While precipitation directly influences soil moisture dynamics, soil moisture, in turn, regulates plant water uptake, transpiration, and physiological processes that contribute to VHI. GLDAS model soil moisture data can be used to monitor and assess drought. GLDAS data are available at regular intervals (e.g., daily, monthly), allowing monitoring of soil moisture dynamics over time. This time resolution is crucial for tracking the start, duration, and severity of drought events. The results of this study show that GLDAS model soil moisture data can be used with confidence in monitoring agricultural drought.

    Keywords: Drought, Soil Moisture, Precipitation, GLDAS, Remote Sensing, VHI
  • حمیدرضا کمالی*، محمدامین کرمپور، محمد عبداللهی پور، امیر سالاری
    دریاچه ی پریشان بزرگترین دریاچه آب شیرین کشور بوده که متاسفانه در سال های اخیر رو به خشکی رفته است. فعالیت های گسترده ی کشاورزی در کنار خشکسالی از عوامل مهم در خشک شدن دریاچه میباشد. از آنجایی که کنترل خشکسالی در اختیار ما نیست، تنها راه پیش رو مدیریت منابع آبی موجود است. به علاوه پژوهش های متعدد نشان می دهد که در مسئله ی خشک شدن دریاچه، تاثیر اضافه برداشت از چاه های کشاورزی اطراف دریاچه، بیشتر از تاثیر خشکسالی بوده است. در پژوهش حاضر تلاش شده است تاثیر میزان صرفه جویی آب در زمین های کشاورزی اطراف دریاچه پریشان، بر افزایش سطح دریاچه و احیای آن برآورد گردد. برای این منظور ابتدا با استفاده از تصاویر ماهوارهای در تاریخ های مختلف و به منظور تعیین حجم آب موجود در هر تصویر از مدل مفهومی Cut/Fill موجود در محیط نرم‏افزاری ArcGIS استفاده شد. سپس مساحت مربوط به هر حجم از ترکیب رنگی قرمز، سبز و آبی از باندهای 5، 4 و 3 سنجنده‏ ی ماهواره لندست و ایجاد یک لایه ی برداری در محیط ArcGIS استفاده شد. بدین صورت منحنی سطح-حجم دریاچه بدست آمد. در مرحله ی با استفاده از معادله ی بیلان آب، مشخص شد که چه مقدار در مصرف آب بخش کشاورزی میتوان صرفه جویی کرد. با داشتن حجم آب صرفه جویی شده و استفاده از معادله ی سطح-حجم بدست آمده، این حجم آب را به مساحت دریاچه تبدیل شد. نتایج نشان داد که با روش های کم آبیاری و صرفه جویی 25 درصدی در مصرف آب بخش کشاورزی میتوان مساحت دریاچه را به میزان 290 درصد افزایش داد.
    کلید واژگان: تالاب پریشان، بیلان آبی، منحنی سطح-حجم، خشکسالی
    Hamidreza Kamali *, Mohammadamin Karampour, Mohammad Abdolahipour, Amir Salari
    Parishan Lake is one of the largest freshwater Lakes in the country, which unfortunately has dried up in recent years. Extensive agricultural activities as well as drought, are important factors in the drying up of the lake. Since there is no control over drought, managing the available water resources is the best way. In the present study, an attempt has been made to estimate the effect of water saving in the agricultural sector on revival of Parishan Lake. For this purpose, using satellite images on different dates and in order to determine the volume of water in each image, the Cut/Fill conceptual model available in the ArcGIS software environment was used. Then, the area corresponding to each volume was used from the combination of red, green and blue colors from bands 5, 4 and 3 of the Landsat satellite and created a Vector layer in the ArcGIS environment. In this way, the surface-volume curve of the lake was obtained. In the stage using the water balance equation, it was determined how much water can be saved in the agricultural sector. By having the volume of water saved and using the obtained surface-volume equation, this volume of water was converted into the area of the lake. The results showed that the lake area can be increased by 290% by deficit irrigation methods and saving 25% in water consumption in the agricultural sector.
    Keywords: Parishan Lake, Water Balance, Volume-Area Curve, Drought
  • شهلا پایمزد*، فاطمه حامدی

    حوضه های آبریز به موازات رخداد پدیده خشکسالی به دو روش عرضه و تقاضامحور مدیریت می شوند. در یک سامانه مدیریتی، پرداختن به اجزا و متغیرهای بازخوردی و تاثیر سامانه از تمام پارامترها، نقش تعیین کننده ای در تصمیم های آینده دارد. تحقیق حاضر شبیه سازی جریان خروجی از سد و نیز شبیه سازی خشکسالی در حوضه قروه دهگلان را که دیدگاهی تقاضامحور داشته، به صورت دینامیکی، طی سال های 1370 تا 1401 انجام داد. مدل اولیه با متوسط ارقام RMSE، MAE و R2 به ترتیب معادل 144/0، 140/0 و 989/0 تایید گردید؛ سپس در سطوح  شدید و بسیار شدید خشکسالی دینامیکی شبیه سازی شد. نتایج با توجه به اولویت تقاضا در منطقه نشان داد که در ایستگاه سنگ سیاه کمبود جریان، منجر به خشکسالی (MCM 006/0) با تداوم بالا (172 روز) و در ایستگاه گلبلاغ خشکسالی با تداوم 216 روزه در کمبود MCM 122/0 طی سال 1392 ثبت شده است. ایستگاه سورال نیز دارای شرایطی مشابه بوده است؛ اما درخصوص ایستگاه شادی آباد، که ارقام دبی تمایز و تفاوت قابل ملاحظه ای را ثبت نکرده اند، ماکزیمم تداوم خشکسالی (215 روز) با ماکزیمم کمبود جریان منجر (MCM 73/0) در سال 1393 رخ داده است. ایستگاه های حسن خان و دهگلان که تحت تاثیر سدهای بالادست خود قرار دارند، قبل از سطح 75% به خشکسالی شدید رسیده، به گونه ای که ایستگاه دهگلان در سطح خشکسالی 22% با رقم دبی MCM 032/0 و ایستگاه حسن خان در سطح 28% با دبی معادل MCM 22/0 خشکسالی را تجربه نموده اند. درنهایت نتایج نشان داد سطحی که منطقه قابلیت تحمل آن را دارد، به طور متوسط سطح خشکسالی 25% است.

    کلید واژگان: آستانه تحمل خشکسالی، تقاضا، خشکسالی، شبیه سازی
    Shahla Paimozd *, Fatemeh Hamedi
    Introduction

    Surface water scarcity and overexploitation of water have brought about a serious crisis in the contemporary age. Therefore, if the factors contributing to such a crisis remain unexplored and proper management is not implemented, water resource systems will face more severe problems. On the other hand, as complex systems possess their own specific elements, their analysis requires a kind of simulation that interconnects all components and phenomena within and outside the system using a specific boundary, helping to obtain more realistic results. Moreover, unlike linear thinking, the variables of a system are governed by causal relationships in dynamic thinking, indicating that changing one componential element of the system affects other components. However, the review of the related literature reveals that the majority of studies already conducted on drought have applied a linear perspective, and only a few studies have followed a dynamic approach. Moreover, it could be argued that no study has investigated the influence of long-term hydrological droughts on water resource systems with hydraulic structures on a daily scale. Therefore, when dams are constructed on water currents, it is necessary to investigate and simulate hydrological drought and the consequent changes made in downstream. This study used a dynamic perspective to simulate hydrological drought from 1991 to 2022 in the Qhorveh Dehgolan watershed in Kurdistan, Iran, on a daily basis, using the Vensim software. 

    Materials and Methods

    The study area included the Qhorveh Dehgolan sub-basins in Kurdistan province. The study simulated the daily dam outflow and the hydrological drought using the data regarding the river flow statistics, crop types, cultivated area, cropping patterns, irrigation requirements, precipitation, and hydrograph network from 1991 to 2022. As one of the most commonly used methods for analyzing hydrological droughts, the sequence theory, which was also applied in the current study, determines the drought index threshold, according to which the daily flow rates below the specified threshold indicate the occurrence of drought. However, there are instances where, for a short period, the flow rate exceeds the threshold level, leading to the classification of the drought period into smaller, dependent droughts. The problem mostly occurs in studies carried out on a daily basis, where small droughts with shorter durations are also counted as severe droughts. The problem can be solved by aggregating such small droughts.As the Internal Criterion method exhibits greater accuracy than other similar approaches used for aggregating small droughts, the current study used both sequence theory and the Internal Criterion method.  The primary advantage of the current research model lies in its multidimensionality, obviating the need to separately obtain the feedback and variables for all stations. This characteristic allows for the introduction of equations, feedback, and all variables for a single station without necessitating the expansion of equations and other factors to accommodate multiple stations. Another advantage of the model is that it uses feedback mechanisms to determine the drought tolerance level at each station, indicating that the model initially calculates sequences and volumes at various drought levels using the data collected from stream gauging stations. Then, through feedback loops to flow-dependent variables at each station, the model adjusts the relevant figures within permissible limits to ensure that flow rates approach the minimum flow over the statistical period without reaching zero. Accordingly, based on a long-term time series of flow rates for each station and the related dependent variables, the drought tolerance level for each station was determined, considering the fact that drought conditions at any given station do not necessarily conform to a specific level. 

    Results

    While the precipitation trend was not decreasing throughout the study period, drought has significantly increased in terms of frequency and intensity during certain years. The precipitation trend in the region indicated an increase in the 1999–2001 period, concurrently accompanied by severe drought conditions, substantiating that an external factor has brought about such drought. The construction of dams and the declining outflow volumes in proportion to the entire period have affected both the slope of the flow duration curve and the drought conditions. Therefore, on a daily scale, the flow rate and its variations determine the intensity and severity of drought events. Accordingly, when flow rates are similar, droughts occur over longer durations in less severe intensity, whereas sudden changes in flow rates result in droughts with shorter durations but greater severity. For instance, at Sang Siah station, the minimum drought intensity (0.0006 MCM) with a long duration (172 days) was recorded in 2013. Similarly, at Gol Bolagh station, a drought lasting 216 days with an intensity of 0.122 MCM was recorded in 2013. However, at Shadi Abad station, which did not exhibit significantly distinct or varying flow rates, the maximum drought duration (215 days) coincided with the maximum drought intensity (0.73 MCM) in 2014. The same was true for Delbaran station, where the maximum number of dry days was recorded in 2014 (305 days), with a corresponding maximum intensity being 0.46 MCM.

     Discussion and Conclusion

    This study carried out simulations in a dynamic environment, finding that according to the dam outflow rates when river flows exhibited minimal fluctuations, droughts were characterized by higher frequencies and less severe intensity. On the other hand, when flows were higher with significant variations in peak values, drought showed greater intensity and lasted for shorter periods. It can be concluded that analyzing the trend of changes made in the flow rate as a result of constructs built in the region and investigating the precipitation variations are required for investigating hydrological droughts that may occur over the dams’ inflow rates and simulating the discharge rates. This is consistent with the results found in some other studies (Hamedi and Paimozd, 2023; Alishahi Chegeni et al., 2023). The similarity of the behavior of the stations near the newly constructed dams was also notable. The Sural, Sang Siah, and Gol Bolag dams were constructed and filled in the region in 2011 and 2013, respectively, coinciding with the recorded drought events, which also resulted in rivalry over water harvesting and the development of farmlands. Hassan Khan and Dehgolan stations recorded completely different flow duration curves throughout the period. Therefore, severe and very severe drought levels in these stations will have a lower threshold compared to other stations. In this study, a simulation was designed to calculate the tolerable drought level of the station, which was achieved by employing feedback loops and flow duration curves to assess the severity of drought conditions, particularly when flow rates were low and severe drought events occurred at levels beyond those officially declared. Hassan Khan and Dehgolan stations, which were under the influence of their upstream dams, showed severe droughts in lower values than the declared average drought tolerance threshold of 25%.

    Keywords: Demand, Drought, Drought Tolerance Threshold, Simulation
  • عباس شحیتاوی، مسلم سواری*، مسعود برادران
    این پژوهش با هدف کلی بررسی موانع سازگاری کشاورزان با خشکسالی انجام شد. جامعه آماری پژوهش شامل تمامی کشاورزان شهرستان ‏باوی بود. حجم نمونه با استفاده از جدول کرجسی و مورگان 350  نفر از کشاورزان با روش‏ نمونه ‏گیری خوشه ‏ای با انتساب متناسب برای مطالعه انتخاب شدند. ابزار اصلی پژوهش پرسشنامه ‏ای محقق ساخت با مقیاس طیف لیکرت بود که روایی آن توسط گروه متخصصان موضوعی و پایایی آن توسط ضریب آلفای کرونباخ و پایایی ترکیبی تایید شد که مقدار آلفای کرونباخ برای بخش موانع و راهبردهای سازگاری به ترتیب 820/0 و 780/0 بدست آمد. تجزیه و  تحلیل داده ‏ها در دو بخش آمار توصیفی و استنباطی توسط نرم افزار‏های SPSS و Lisrel انجام شد. نتایج نشان داد که نزدیک به 50 درصد از کشاورزان مورد مطالعه درک درستی وضعیت خشکسالی، بارش و دما در منطقه نداشتند. علاوه بر این، نتایج نشان داد که دو راهبرد «تسطیح زمین» و «استفاده از دانش بومی» به عنوان مهم ترین راهبردهای سازگاری کشاورزان در برابر خشکسالی شناسایی شد. همچنین نتایج نشان داد دو مانع «عدم دسترسی به اطلاعات به موقع آب وهوایی» و «عدم دسترسی به منابع آب» به عنوان مهمترین موانع سازگاری کشاورزان در برابر خشکسالی شناسایی شد. در نهایت تحلیل عاملی تاییدی موانع سازگاری کشاورزان در شرایط خشکسالی را در عوامل اقتصادی، زیرساختی، فنی و اطلاعاتی و اجتماعی-انسانی طبقه ‏بندی کرد. بر اساس نتایج پیشنهاد می ‏شود جهت توسعه راهبردهای سازگاری حمایت‏ های اقتصادی و آموزشی از کشاورزان به عمل آید.
    کلید واژگان: راهبردهای سازگاری، موانع سازگاری، تغییرات آب وهوایی، خشکسالی، مناطق خشک
    Abbas Sheheytavi, Moslem Savari *, Masoud Baradaran
    This research investigates the barriers farmers face in adapting to drought. The statistical population comprises all farmers in Bavi County. Using cluster sampling with proportional assignment based on the Kerjesi and Morgan table, a sample size of 350 farmers was selected. The primary research tool was a questionnaire with a Likert scale, validated by a group of subject experts and confirmed for reliability using Cronbach's alpha coefficient and composite reliability. Data were analyzed using both descriptive and inferential statistics via SPSS and Lisrel software. The results indicated that some farmers lacked a proper understanding of drought, rainfall, and temperature patterns in the region. Moreover, "land leveling" and "use of local knowledge" emerged as the most important strategies for adapting to drought. The main obstacles identified were "lack of access to timely weather information" and "lack of access to water resources." Finally, confirmatory factor analysis classified the obstacles into economic, infrastructural, technical and informational, and social-human factors.
    Keywords: Adaptation, Barriers, Climate Change, Drought, Dry Areas
  • صالح ارخی*، مرضیه برزگر سواسری، ندا سوری زائی، بنیامین عشقی

    خشکسالی یکی از بلایای طبیعی است که ممکن است در هر اقلیمی رخ دهد. در دهه های اخیر، کشور ایران به طور پیاپی تحت تاثیر خشکسالی های شدید و گسترده قرار داشته و آثار زیان باری بر بخش های مختلف اقتصادی ازجمله بخش کشاورزی، محیط زیست و منابع آب کشور تحمیل کرده است. امروزه برای شناسایی و تحلیل خشکسالی های هواشناسی از شاخص های پوشش گیاهی که به کمک فناوری سنجش از دور به دست می آیند، استفاده می شود. هدف پژوهش حاضر بررسی میزان همبستگی بین شاخص SPI و شاخص تفاضل پوشش گیاهی نرمال شده (NDVI) و پوشش گیاهی بهبودیافته (EVI) حاصل تصاویر مودیس طی سال های 2011 تا 2020 به منظور پایش خشکسالی در مناطق مرکزی ایران است. در این راستا، با بهره گیری از تصاویر ماهواره مودیس سنجنده ترا و داده های بارش ایستگاه های سینوپتیک واقع در منطقه مورد مطالعه، آشکارسازی تغییرات رخ داده در بازه زمانی 10 ساله محاسبه شد. بدین منظور ابتدا با بررسی داده های ایستگاه های موجود و با استفاده از مدل شاخص بارش استانداردشده (SPI) چهار ماه (فروردین، اردیبهشت، خرداد و تیر) به عنوان نمونه انتخاب شد. در این مطالعه با توجه به دقت زمانی، پوشش طیفی بالا، سهولت دسترسی، عدم نیاز به تصحیح اتمسفری و زمین مرجع نمودن، تصاویر با کد (MOD13A2) از محصولات ماهواره مودیس سنجنده ترا مربوط به سال های 2011 تا 2020 به دلیل اطمینان از وجود پدیده ترسالی و خشکسالی استفاده شد و سپس شاخص SPI با شاخص های NDVI و EVI مورد مقایسه قرار گرفت. برای تعیین میزان همبستگی بین شاخص خشکسالی هواشناسی SPI و شاخص های سنجش از دور، از ضریب همبستگی پیرسون استفاده شد. نتایج نشان داد که میزان همبستگی بین شاخص خشکسالی SPI با NDVI و EVI به ترتیب برابر با 832/0 و 149/0- است. به طورکلی، نتایج این تحقیق نشان داد که در مناطقی با داده های باران سنجی ناکافی و پراکنش نامناسب برای پایش خشکسالی می توان از داده های سنجش از دور و همچنین شاخص پوشش گیاهی NDVI برای پایش تغییرات پوشش گیاهی استفاده کرد. نتایج پایش خشکسالی نشان داد که طی این دوره ده ساله در برخی از سال ها خشکسالی شدید وجود داشته است. برای مثال در سال 2020 این خشکسالی بسیار شدید بوده است و در سال 2011 ترسالی بسیار شدیدی را نشان داد. نتایج حاصل از همبستگی بین شاخص SPI و شاخص های سنجش از دوری نشان داد که شاخص SPI بالاترین همبستگی را با شاخص NDVI در سطح 01/0 دارد که مشخص شد تصاویر MODIS و شاخص ساخته شده دارای قابلیت لازم برای پایش خشکسالی است. نتایج این تحقیق می تواند گزینه مناسبی برای تصمیم گیران به منظور نظارت، بررسی و حل وفصل وضعیت خشکسالی موثر باشد.

    کلید واژگان: خشکسالی، شاخص SPI، شاخص های پوشش گیاهی، NDVI، EVI، مناطق مرکزی ایران
    Saleh Arekhi *, Marzieh Barzegar Swasari, Neda Sorizaie, Bangamin Eshghi
    Introduction

    As a natural disaster, drought may occur in any climate. In recent decades, widespread severe droughts have continuously affected Iran, imposing detrimental effects on the country’s various economic sectors, including agriculture, environment, and water resources. Today, vegetation indices obtained from remote sensing are widely used to identify and analyze meteorological droughts. Remote sensing technology enables near-real-time monitoring of drought conditions by analyzing high-resolution spectral data, allowing for pixel-level calculations over large geographic areas. The Iranian provinces of Qom, Isfahan, Chaharmahal Bakhtiari, and Markazi are among those regions whose drought conditions have frequently been warned about within the last few years. Therefore, as the study of drought in these four provinces bears special significance due to the sensitivity of the provinces and the large population they accommodate, the current research selected the provinces as its study areas.

    Material and methods

    this study set out to investigate the correlation between SPI, NDVI, and EVI that were obtained from MODIS images from 2011 to 2020, seeking to monitor drought in central regions of Iran. To this end, changes made over a period of 10 years were identified using the images of the Modis satellite sensor and the precipitation data collected from the synoptic stations located in the study area. In this regard, four months (April, May, June, and July) were selected as sample periods by reviewing the data collected from the existing stations using the standardized precipitation index (SPI) model. This study selected MODIS Terra MOD13A2 imagery from 2011 to 2020 due to its high temporal resolution, broad spectral coverage, ease of access, and the absence of atmospheric and geometric correction requirements. This dataset was chosen to ensure the capture of both wet and dry periods. Subsequently, the Standardized Precipitation Index (SPI) was compared with the Normalized Difference Vegetation Index (NDVI) and Enhanced Vegetation Index (EVI). Moreover, the Pearson correlation coefficient was used to determine the correlation between the SPI meteorological drought index and remote sensing indices.

    Results

    According to the study’s results, the correlation between SPI NDVI and EVI was found to be 0.832 and -0.149, respectively. In general, the results indicated that in areas with insufficient precipitation data and poor distribution of drought monitoring, remote sensing, and NDVI data can be used to monitor vegetation changes. Moreover, the results of drought monitoring revealed that during the ten-year study period, severe droughts occurred in some years. For instance, severe drought and extremely wet periods occurred in 2020 and 2011, respectively. On the other hand, the results of the correlation between SPI and remote sensing indices suggested that SPI had the highest correlation with NDVI at the level of 0.01. The results of this study can effectively contribute to the decisions made by decision-makers in monitoring, investigating, and resolving drought conditions.

    Discussion and conclusion

    Vegetation characteristics, the studied time period, soil characteristics, and the distribution and intensity of precipitation are important factors involved in the establishment of the highest correlation coefficient between the NDVI and the SPI during the delay period. Satellite indices show a remarkable correlation with each other in terms of detecting the magnitude of change, and the highest correlation between satellite indices and terrestrial indices is found in the NDVI-SPI pair. Therefore, the NDVI is used to monitor meteorological drought. Compared to point meteorological methods (precipitation recording stations), satellite images offer greater advantages, including the number of sampling points, wider coverage area, higher time resolution, and lower cost. Therefore, remote sensing knowledge is suggested for drought monitoring. Generally, remote sensing data and NDVI are suggested as appropriate indices to be used for monitoring vegetation changes in areas with insufficient rain gauge data and inappropriate distribution of drought monitoring.

    Keywords: Drought, SPI, Vegetation Indices, NDVI, EVI, Central Regions Of Iran
  • محمد مظهری*، سیده محبوبه میرمیران
    با توجه به اهمیت و نقش عمده گیاهان دارویی در اقتصاد کشاورزی کشور و با وجود تنوع شرایط آب و هوایی و پتانسیل مناسب در تولید انواع گیاهان دارویی، در این پژوهش تلاش شده است تا بر اساس شاخص های مرتبط، تحلیل اقتصادی در خصوص کشت و تولید گیاه دارویی زیره سبز که یکی از گیاهان دارویی مهم استان خراسان رضوی محسوب می شود، انجام گیرد. به همین منظور از طریق مطالعه میدانی و نیز اطلاعات و آمار منتشره توسط نهادهای ذیربط، شاخص های اقتصادی همچون هزینه تولید زیره سبز در واحد سطح، نقطه سر به سر تولید، حاشیه فروش و نرخ بازدهی، محاسبه و مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفته است. نتایج حاصل حاکی از آن است که بر اساس اطلاعات و آمار به دست آمده از میانگین داده های میدانی در سال 1402، نقطه سر به سر تولید برابر با 5/232 کیلوگرم در هکتار است. به عبارتی هر چقدر میزان تولید در واحد سطح بالاتر از این مقدار باشد، سود حاصل برای کشاورز زیره کار افزایش خواهد داشت. همچنین حاشیه فروش زیره سبز برای تولید کنندگان زیره سبز رقمی معادل با 980 هزار ریال و نهایتا نرخ بازدهی کشت و تولید زیره سبز معادل 50 درصد می باشد. به طورکلی نتایج پژوهش نشان می دهد که کشت گیاه زیره سبز دارای سود اقتصادی بوده و با توجه به نیاز آبی کمتر این گیاه در مقایسه با سایر کشت های معمول، در شرایط بحران آبی کنونی توسعه کشت این گیاه قابل توصیه می باشد.
    کلید واژگان: اهمیت اقتصادی، توسعه کشاورزی، خشکسالی، گیاهان دارویی
    Mohammad Mazhari *, Seyedeh Mahbubeh Mirmiran
    Considering the importance and major role of medicinal plants in the agricultural economy of the country, along with the diversity of climatic conditions and the suitable potential for producing various medicinal plants, this study, aims to provide an economic analysis of the cultivation and production of cumin, which is considered one of the important medicinal plants in Khorasan Razavi province, based on relevant indicators. To this end, economic indicators such as the cost of producing cumin per unit area, the break even point of production, profit margins, and rate of return have been calculated and analyzed through field studies and data and statistics published by relevant organizations. The results indicate that based on the information and statistics obtained from the average field data in the year 2023, the breakeven point for production is equal to 232.5 kilograms per hectare. In other words, the higher the production per unit area exceeds this amount, the profit for the cumin farmer will increase. The profit margin for green cumin producers is around 980,000 rials, and the maximum rate of return for cultivating and producing cumin is about 50%. Overall, the research results indicate that cumin is economically beneficial, and given this plant's lower water requirements compared to other common crops, promoting its cultivation is advisable in the current water crisis.
    Keywords: Economic Importance, Agricultural Development, Drought, Medicinal Plants
  • سکینه میجانی، بهاره پارسامطلق*، زهره ابراهیمی خوسفی
    در این پژوهش از مدل های رگرسیون چندگانه برای ارزیابی ارتباط شاخص خشکسالی بارش-تبخیرتعرق استاندارد شده (SPEI) و متغیرهای هواشناسی با تولید محصولات زراعی در استان کرمان استفاده شد. به این منظور از داده های میانگین سالانه بیشینه و کمینه دمای هوا، سرعت باد، رطوبت نسبی، مجموع بارش ماهانه، تبخیرتعرق، دمای نقطه شبنم، فشار هوا، ساعات آفتابی، SPEI و عملکرد محصولات زراعی در بازه زمانی (1370-1397) استفاده شد. مقادیر SPEI نشان می دهد تمامی ایستگاه های مطالعاتی در دو دهه اخیر خشکسالی را تجربه کرده اند و خشکسالی بر عملکرد محصولات زراعی در تمامی استان تاثیرگذار بوده است. مقدار متوسط ضریب تبیین در مدل های رگرسیونی بهینه برای گندم حداقل و حداکثر 39/0 و 95/0 متعلق به ایستگاه کرمان و انار، برای جو 27/0 و 9/0 برای بافت و انار، برای سیب زمینی 2/0 و 7/0 برای جیرفت و کهنوج ، برای پیاز 23/0 و 54/0 برای بافت و جیرفت و برای یونجه 31/0 و 98/0 برای کهنوج و سیرجان به دست آمد. نتایج این مطالعه می تواند در پیشنهاد الگوهای کشت جدید در دهه های آینده برای مقابله با خشکسالی و کمبود آبی در این استان مورد استفاده قرار گیرد.
    کلید واژگان: تولید، خشکسالی، عوامل اقلیمی، SPEI
    Sakineh Mijani, Bahareh Parsa Motlagh *, Zohreh Ebrahimi Khusfi
    In this research, multiple regression models were used to evaluate the effect of meteorological drought i and climatic variables selected crop yield in Kerman province using the Standardised Precipitation-Evapotranspiration Index (SPEI). The mean annual maximum and minimum air temperature, wind speed, relative humidity, total monthly precipitation, evapotranspiration, dew point temperature, air pressure, sunshine hours, and SPEI index, were collected/ calculated. Then these values were correlayed to selected crops yield by using during 1991-2018 period. SPEI values indicated that all study stations have experienced drought in the recent two decades and as a result the yield of crops across the study area has been significanetly affexted.The average coefficient of determination (R2) values in the best fitted regression models was observed for wheat with values of 0.39 and 0.95 (in Kerman and Anar station), for barley 0.27-0.9 (Baft and Anar), for potato 0.2- 0.75 (Jiroft and Kahnuj), for onion 0.23-0.54 (Baft and Jiroft) and alfalfa 0.31-0.98 (Kohnuj and Sirjan) were obtained. The results of this study can be used in suggesting new cropping patterns in coming decades for coping with drought and water scarcity in this province.
    Keywords: Climatic Variables, Drought, Kerman, Production, SPEI
  • کیومرث خداپناه*، سعدی محمدی

    تنوع بخشی به اقتصاد روستایی از اولویت های برنامه ریزی های جدید توسعه روستایی در ایران است. با توجه به اهمیت آن، تلاش هایی برای توسعه گردشگری و کسب و کارهای مرتبط به آن در مناطق روستایی کشور در حال انجام است. هدف کلی این پژوهش، ارزیابی تاب آوری کسب و کارهای گردشگری مناطق روستایی شهرستان شبستر در برابر خشکسالی دریاچه ارومیه است. جامعه آماری تحقیق، کلیه صاحبان کسب و کارهای مختلف مرتبط با بخش گردشگری در روستاهای ساحلی شهرستان بوده و با توجه به گستردگی جامعه آماری و بر اساس فرمول نمونه گیری کوکران، تعداد 350 نفر به عنوان حجم نمونه به روش تصادفی ساده مورد انتخاب قرار گرفتند. نتایج پژوهش نشان داد که کسب و کارهای گردشگری در روستاهای مورد مطالعه ازنظر شاخص های تاب آوری در سطح مناسبی قرار ندارند. همچنین نتایج مطالعات نشان داد میزان تاب آوری کسب و کارهای مرتبط با بخش گردشگری روستاهای ساحلی شهرستان پایین تر از حد متوسط است. نتایج حاصل از یافته های میدانی نشان داد که ابعاد تاب آوری از دیدگاه روستاییان دارای میانگین های متفاوتی است، بیشترین میانگین مربوط به بعد سرمایه انسانی (2/16) و کمترین آن مربوط به بعد اقتصادی (1/22) است. همچنین سطح بندی هفت روستای مورد مطالعه بر اساس تکنیک تصمیم گیری میرکا نشان داد هریک از روستاها در سطوح متفاوتی از تاب آوری قرار داشتند که عوامل مختلفی بر تاب آوری آن ها تاثیر داشته است؛ به گونه ای که روستاهای علی بیگلو، قره تپه و کافی الملک در سطح تاب آوری متوسط و بقیه روستا هم در سطح تاب آوری کم و خیلی کم قرار داشتند.

    کلید واژگان: تاب آوری، کسب و کار، گردشگری، خشکسالی، دریاچه ارومیه، شهرستان شبستر
    K. Khodapanah *, S. Mohammadi
    Introduction

    Rural business is one of the types of businesses that nowadays, due to the reconstruction of functional patterns of many rural areas and also the design of new tourism businesses in rural areas is one of the most dynamic aspects of entrepreneurship. Activities that are formed in tourism destinations with goals such as improving livelihoods and economic well-being sound to be the best ways to deal with these risks of economic shocks and imbalances to improve their resilience. Resilience is the capacity of society to withstand risks and abnormal conditions and return to normal conditions. Considering that tourism is an important and dominant economic sector in some countries and some destinations are dependent on this sector for growth and survival, relying on this sector has put a lot of pressure on tourism managers and planners in order to protect the business and the tourism community against crises and disasters and has led to the presentation of strategic plans to deal with its possible consequences. Therefore, in an important and growing economic activity such as tourism, it is necessary to understand and recognize the dimensions of the accident and crisis and to examine strategies to stop or limit its consequences. In this regard, business resilience and resilience planning are a comprehensive approach. To realize the development of tourist communities and reduce the possibility of instability caused by the occurrence of disruptive conditions in the normal process of these businesses, the most common perspective of resilience in tourism is on the marketing of the tourism industry and the number of incoming tourists to the destination due to the rapid change of variables caused by unexpected or predictable events and its impact on the economy and tourism businesses. In fact, the resilience of tourism may pay attention to the changes in social, environmental and economic variables that make up  tourism in an integrated way, but the ultimate goal of paying attention to it should be to create the resilience of businesses related to these variables against external fragile events.

    Materials and Methods

    The current research is applied in terms of its nature and descriptive-analytical in terms of survey-based method. The data collection tool for each item was through a questionnaire. The required variables of this research were selected using the study of reliable scientific sources and field study from the study area. In this research, the questions related to the variables of the questionnaire are set using a 5-option Likert scale from very high to very low. The unit of analysis in this research is the business owners related to the tourism sector in the rural areas around Urmia Lake in Shabestar city. In order to determine the reliability of the questionnaire, a number of 30 questionnaires were distributed in the region and the reliability coefficient of resilience was estimated at 0.87, which indicates that the mentioned questionnaire has adequate reliability. Also, based on Cochran's sampling formula, the sample size was 350 people from business owners related to the tourism sector. The data needed for the research was also collected through a simple random sampling method.

    Results and Discussion

    The descriptive findings of the research, based on 350 questionnaires distributed among the sample size, indicate that 319 were men and 31 were women. The highest frequency of respondents was 156 people in the category of 41-50 years, which accounted for 45% of the sample size. In terms of level of education, among the four levels of education, elementary and illiterate, under-diploma, post-diploma, bachelor and above, the highest frequency of respondents with 194 people, equal to 55%, was in the diploma level. One sample t-test was used to investigate the resilience of villages in four dimensions. The general results of the one-sided t-test for the resilience of the villages show an average of 1.68. Considering that the average observed resilience of the villages is less than 3, which corresponds to the average level of the Likert spectrum, so it can be said that the overall resilience situation in the studied villages is evaluated at a low level of resilience. According to the results of the one-sided t-test, the average of social capital dimension was 2.11, economic 1.22, human capital 2.16, and management institution 1.23. The significance level of all the indicators is lower than the test error level of 5% and the average of all dimensions are not at the optimal level and this issue is effective in reducing the resilience of the studied villages.

    Conclusions

    The results of the research based on the one-sided t-test indicate that the general situation of resilience is not very favorable. The general results of the one-sided t-test for the resilience status of the studied villages show an average of 1.68. Considering that the average observed resilience of the villages is less than 3, which corresponds to the average level of the Likert scale, it can be said that the overall resilience situation in the studied villages is evaluated at a very low level of resilience. Dimensions of resilience from the villagers' point of view have different averages, so that the highest average is related to the institutional and human capital (2.16) and the lowest average is related to the economic dimension (1.22). The stratification of the 7 studied villages based on Mirka's decision-making technique shows that based on the score (Q) Ali Biglo, Qara Tapeh and Kafi al-Mulk villages are at the medium resilience level, Sheikh Wali and Koushak villages are at the low resilience level and Haft Cheshme and Maraghosh Qala villages are at a very low level of resilience.

    Keywords: Resilience, Business, Tourism, Drought, Lake Urmia, Shabestar City
  • اریسا جهانگیری، بهارک معتمدوزیری*، هادی کیادلیری
    مقدمه

    امروزه پدیده تغییر اقلیم از جمله معضلاتی است که همواره در جهان مورد توجه قرار گرفته است. یکی از دلایل وقوع پدیده تغییر اقلیم، افزایش گازهای گلخانه ای است که تاثیر به سزایی بر پدیده های حدی دارد. پیش بینی خشکسالی یکی از راهکارهای مدیریتی است که به برنامه ریزی صحیح برای استفاده از منابع محدود آب کمک شایانی می نماید. همچنین بررسی تغییرات خشکسالی بر اساس تغییرات اقلیمی از جنبه های گوناگون حائز اهمیت است؛ زیرا در بسیاری از برنامه های بلندمدت، لازم است که چشم اندازی از وضعیت آینده بارندگی و دوره های خشکسالی و ترسالی برای منطقه تدوین شود. شاخص  SPEI توانایی محاسبه خشکسالی در مقیاس های زمانی مختلف را دارد و همچنین می تواند اثرات تغییرات درجه حرارت را در ارزیابی خشکسالی لحاظ نماید و برای پایش تغییرات اقلیمی دوره های فعلی و آتی بر مبنای سناریوهای اقلیمی به کار رود. همچنین شاخص استاندارد بارش (SPI) یکی از مهم ترین شاخص ها در تحلیل خشکسالی است. این شاخص به دلیل سادگی محاسبات، استفاده از داده های در دسترس بارندگی، قابلیت محاسبه برای هر مقیاس زمانی دلخواه به عنوان مناسب ترین شاخص برای تحلیل خشکسالی شناخته می شود. افزایش خشکسالی های اخیر در حوضه آبریز کارون سه باعث کمبود آب و خسارت های اقتصادی و اجتماعی شده است. از این رو بررسی اثر تغییر اقلیم و تحلیل فراوانی خشکسالی از اهمیت زیادی برخوردار است. در راستای این هدف، در این پژوهش ابتدا به شبیه سازی مقادیر بارش، دمای حداکثر و دمای حداقل هشت ایستگاه هواشناسی با استفاده از سه مدل اقلیمی EC-EARTH، CNRM-CM5 و GFDL-ESM2M تحت دو سناریو انتشار RCP4.5 و RCP8.5  برای دوره (2030-2055) پرداخته شد.

    مواد و روش ها

    در این پژوهش ابتدا داده های دما (حداکثر و حداقل) و بارش خروجی مدل های اقلیمی EC-EARTH، CNRM-CM5 و GFDL-ESM2M  تحت پروژه CORDEX برای سناریوهای انتشار RCP4.5 و RCP8.5  به کمک نرم افزار CMhyd ریزمقیاس شده و سری های زمانی دمای حداکثر، حداقل و بارش برای هشت ایستگاه هواشناسی در دوره آتی (2030-2055) تولید شد. سپس تغییرات دما و بارش در دوره آتی نسبت به دوره پایه (1995-2020) مورد بررسی قرار گرفت. در نهایت بررسی خشکسالی (فراوانی و تداوم) در دوره آتی تحت دو سناریو انتشار RCP4.5 و RCP8.5 توسط شاخص های (SPI) و (SPEI) در سه مقیاس زمانی سه، شش و 12 ماهه با استفاده از نرم افزار DIP انجام گرفت. به منظور ارزیابی کارایی و دقت عملکرد سه مدل گردش عمومی EC-EARTH، CNRM-CM5 و GFDL-ESM2M  شبیه سازی داده های اقلیمی، میانگین ماهانه متغیرهای اقلیمی در دوره (1990-2005) حاصل از خروجی مدل با مقادیر مشاهداتی متناظر مقایسه شد. بدین منظور از معیارهای عملکرد نش ساتکلیف (NS)، شاخص اریب (Bias) و ضریب تعیین (R2) استفاده شد.

    نتایج و بحث:

    نتایج نشان داد بیشترین افزایش دمای حداکثر مربوط به ایستگاه شوشتر بوده است. در این ایستگاه دمای حداکثر در سناریوی انتشار RCP8.5، 46/1 درجه سانتی گراد و در سناریوی انتشار RCP4.5، یک درجه سانتی گراد به نسبت دوره پایه افزایش خواهد یافت. ایستگاه مسجد سلیمان بیشترین افزایش دمای حداقل را دارد. در این ایستگاه افزایش دمای حداقل تحت سناریو انتشار RCP8.5، 41/2 درجه سانتی گراد و در سناریو RCP4.5، 92/1 درجه سانتی گراد بوده است. همچنین بارش در کل محدوده در دوره آتی روند نزولی داشته است. مقدار کاهش بارندگی در کوهرنگ در سناریو RCP8.5،  3/146 میلی متر و در سناریوی RCP4.5، 6/53 بوده است که به ترتیب حدود  7/11 و 3/4 درصد است. ازنظر فراوانی خشکسالی در دوره آماری (2030-2055) در مقیاس سه ماهه، در سناریوی RCP4.5  ایستگاه ایذه دارای بیشترین فراوانی با 14 بار تجربه خشکسالی، در مقیاس شش ماهه، در سناریوی RCP4.5،  حداکثر دفعات خشکسالی در شهرکرد با 16 بار و در مقیاس دوازده ماهه، در سناریوی RCP4.5 ایستگاه کوهرنگ با 15 بار، بیشترین فراوانی را نشان می دهد. در سناریوی RCP8.5 ایستگاه ایذه دارای بیشترین فراوانی با 20 بار تجربه خشکسالی بوده است. همچنین در دوره آتی تحت سناریو انتشار RCP4.5 در مقیاس سه، شش و دوازده به ترتیب ایستگاه شهرکرد، یاسوج و لردگان با هشت، 11 و 27 ماه و در سناریو RCP8.5 نیز به ترتیب مسجد سلیمان و شوشتر و لردگان بیشترین تداوم خشکسالی را خواهند داشت.

    نتیجه گیری

    نتایج نشان داد میانگین دراز مدت سالانه دمای حداکثر و حداقل در دوره آتی به نسبت دوره پایه در هر هشت ایستگاه روند صعودی داشته است. همچنین نتایج نشان داد دمای حداکثر تحت سناریو 8.5RCP افزایش بیشتری به نسبت سناریو انتشار 4.5RCP دارد. همچنین نتایج نشان داد ایستگاه کوهرنگ متاثر از تغییر اقلیم بیشترین کاهش بارش را در محدوده مطالعاتی طی دوره آتی خواهد داشت. همچنین نتایج نشان داد در هر سه مقیاس زمانی سه، شش و 12 ماهه در دوره آتی به نسبت دوره پایه در سری زمانی شاخص های خشکسالی SPI و SPEI نوسانات زیادی وجود دارد. همچنین حالت های حدی خشکسالی در دوره آتی افزایش یافته است. پیش بینی می شود در دوره آتی تعداد ماه های خشک نسبت به تعداد ماه های با وضعیت نرمال و مرطوب کمتر بوده است. همچنین در بررسی وضعیت خشکسالی با استفاده از شاخص SPEI مشاهده می شود که همانند شاخص SPI الگوی تغییرات دوره خشکسالی در ایستگاه ها قابل تشخیص است. قابل ذکر است شدت خشکسالی های محاسبه شده با استفاده از شاخص SPEI به ندرت از مقدار عددی دو بالاتر است. با مقایسه تداوم و فراوانی خشکسالی در ایستگاه های مورد بررسی و در مقایس های زمانی مختلف، مشخص شد که شاخص SPI به نسبت شاخص SPEI تداوم و فراوانی خشکسالی را در اغلب موارد بیشتر نشان می دهد.

    کلید واژگان: تغییر اقلیم، رواناب، خشکسالی، SPI، SPEI، کارون
    Erisa Jahangiri, Baharak Motamedvaziri*, Hadi Kiadaliri
    Introduction

    Today, the phenomenon of climate change is one of the problems that has always received attention in the world. One of the reasons for climate change is the increase of greenhouse gases, which have a significant effect on extreme phenomena. Drought forecasting is one of the management strategies that helps to plan properly for using limited water resources. It is also important to examine drought changes based on climate changes from various aspects; in many long-term plans, it is necessary to develop a vision of the future state of rainfall and drought periods for the region. The SPEI index can calculate drought in different time scales and can also include the effects of temperature changes in drought assessment and be used to monitor current and future climate changes based on climate scenarios. Also, the Standard Precipitation Index (SPI) is one of the most important indicators in drought analysis. This index is known as the most appropriate index for drought analysis due to the simplicity of calculations, the use of available rainfall data, and the ability to calculate for any desired time scale. The recent increase in droughts in the Karun 3 watershed has caused water shortages and economic and social damages. Therefore, investigating the effect of climate change and analyzing the frequency of drought is very important. In line with this goal, in this research, firstly, simulation of rainfall, maximum temperature, and minimum temperature of eight meteorological stations using three climate models EC-EARTH, CNRM-CM5, and GFDL-ESM2M under two release scenarios RCP4.5 and RCP8 5. It was forecated for the period (2055-2030).

    Materials and methods

    In this research, firstly, the temperature data (maximum and minimum) and precipitation output of EC-EARTH, CNRM-CM5 and GFDL-ESM2M climate models under the CORDEX project for RCP4.5 and RCP8.5 emission scenarios with the help of CMhyd Raz software Scaled and time series of maximum, minimum and precipitation temperatures for eight meteorological stations in the future period (2055-2030) were produced. Then, the temperature and precipitation changes in the future period compared to the base period (1995-2020) were investigated. Finally, the investigation of drought (frequency and continuity) in the future period under two release scenarios of RCP4.5 and RCP8.5 by (SPI) and (SPEI) indicators in three-time scales of three, six, and twelve months using DIP software was performed. To evaluate the efficiency and accuracy of three EC-EARTH, CNRM-CM5, and GFDL-ESM2M general circulation models for simulating climate data, the monthly average of climate variables in the period (1990-2005) obtained from the output of the model was compared with the corresponding observational values. For this purpose, Nash Sutcliffe (NS), bias index and coefficient of determination (R^2) were used.

    Results and discussion

    The results showed that the maximum temperature increase is related to Shushtar station. In this station, the maximum temperature will increase by 1.46 degrees Celsius in the RCP8.5 emission scenario and one degree Celsius in the RCP4.5 emission scenario compared to the base period. Masjid Sulaiman station has the highest increase in minimum temperature. At this station, the minimum temperature increase under the RCP8.5 release scenario is 2.41 degrees Celsius and under the RCP4.5 scenario, it is 1.92 degrees Celsius. Also, the rainfall in the whole range has been decreasing in the coming period. The decrease of rainfall in Kohrang in the RCP8.5 scenario is 146.3 mm and in the RCP4.5 scenario, it is 53.6 mm, which is about 11.7 and 4.3 percent, respectively. In terms of the frequency of drought in the statistical period (2055-2030) on a three-month scale, in the RCP4.5 scenario, Izeh station has the highest frequency with 14 droughts, on a six-month scale, in the RCP4.5 scenario, the maximum number of droughts in Shahrekord with 16 times and on a twelve-month scale, in the RCP4.5 scenario, Kohrang station shows the highest frequency with 15 times. In the RCP8.5 scenario, Izeh station has the highest frequency with 20 drought experiences. Also, in the upcoming period, under the RCP4.5 release scenario, on the scale of three, six, and twelve, respectively, Shahrekord, Yasouj, and Lordegan stations will have eight, 11, and 27 months, and in the RCP8.5 scenario, the drought will continue the most at Masjid Sulaiman, Shushtar, and Lordegan, respectively.

    Conclusion

    The results showed that the annual long-term average of the maximum and minimum temperature in the future period compared to the base period in all eight stations had an upward trend. Also, the results showed that the maximum temperature under the 8.5RCP scenario increases more than the 4.5RCP release scenario. Also, the results showed that the Kohrang station affected by climate change will have the largest decrease in rainfall in the study area during the coming period. Also, the results showed that in all three-time scales of three, six, and 12 months in the future period, compared to the base period, there are many fluctuations in the time series of SPI and SPEI drought indices. Also, extreme drought conditions will increase in the coming period. It is expected that in the coming period, the number of dry months will be less than the number of months with normal and wet conditions. Also, when examining the drought situation using the SPEI index, it can be seen that, like the SPI index, the pattern of changes in the drought period can be recognized in the stations. It should be mentioned that the intensity of droughts calculated using the SPEI index is rarely higher than the numerical value of two. By comparing the duration and frequency of drought in the studied stations and in different time comparisons, it was found that the SPI index shows the continuity and frequency of drought in most cases compared to the SPEI index.

    Keywords: Climate Change, Runoff, Drought, SPI, SPEI, Karun
  • سعید صالحیان بادی، رحمت الله منشی زاده*، سعید حسنیان بادی، مصطفی کدخدایی

    دشت رفسنجان در استان کرمان که در منطقه خشک و نیمه خشک ایران واقع شده، از باسابقهترین مناطق کشور در زمینه ی کشت اقتصادی پسته بوده و عمده اقتصاد ساکنین این مناطق مستقیما وابسته به کشت محصول پسته می باشد. برداشت بیرویه از منابع آب زیرزمینی عمدتا برای مصرف بخش کشاورزی و محصول پسته موجب کاهش شدید کمی و کیفی آب زیرزمینی منطقه شده است. کاهش کمی و کیفی آب زیرزمینی به عنوان تنها منبع قابل اتکاء آبی منطقه، موجب کاهش سطح زیرکشت، میزان تولید و بهره وری بخش کشاورزی به عنوان منبع اصلی اقتصاد منطقه و پیامدهای اقتصادی، اجتماعی و زیست-محیطی متعدد شده است. با توجه به اهمیت حیاتی آب در دشت رفسنجان، در این پژوهش تغییرات کمی و کیفی (EC) آب این منطقه در دو دهه اخیر مورد بررسی و تحیل قرار گرفته است. گردآوری اطلاعات از طریق مصاحبه با کارشناسان و تحلیل داده های موجود در ادارات مربوطه صورت گرفته است. نتایج مطالعه نشان می دهد همراه با افزایش حفر و بهره برداری از چاه ها، سطح آب زیرزمینی کاهش پیدا کرده، عمق چاه ها و سطح ایستابی از زمین افزایش پیدا کرده و کیفیت آب نیز کاهش زیادی پیدا کرده است.

    کلید واژگان: خشکسالی، منابع آب زیرزمینی، کیفیت آب، عمق چاه، دشت رفسنجان
    Saeid Salehian, Rahmatolah Monshi Zadeh *, Saeid Hasanian, Mostafa Kadkhodaei

    Rafsanjan plain in Kerman province, which is located in the arid and semi-arid region of Iran, is one of the oldest regions in the country in the field of economic pistachio cultivation, and the majority of the economy of the residents of these areas is directly dependent on pistachio crop cultivation. Indiscriminate extraction of underground water resources, mainly for the consumption of the agricultural sector and pistachio crops, has caused a sharp decrease in the quantity and quality of underground water in the region. The quantitative and qualitative reduction of underground water as the only reliable source of water in the region has caused a decrease in the area under cultivation, the amount of production and productivity of the agricultural sector as the main source of the region's economy, and many economic, social and environmental consequences. Considering the vital importance of water in the Rafsanjan Plain, in this research, the quantitative and qualitative changes (EC) of water in this area in the last two decades have been investigated and studied. Information has been collected through interviews with experts and analysis of data available in the relevant departments. The results of the study show that along with the increase in the drilling and exploitation of wells, the underground water level has decreased, the depth of the wells and the water level have increased, and the water quality has also decreased.

    Keywords: Drought, Underground Water Resources, Water Quality, Well Depth, Rafsanjan Plain
  • رضوان سلاجقه، سعید رضا خداشناس، سید آرمان هاشمی منفرد، کاظم اسماعیلی*، فرشته مدرسی
    از مهمترین منابع حیات انسانی که در معرض خطر آلودگی‏های انسان ساز است منابع آبی همچون آب های زیرزمینی و به‏خصوص رودخانه ها هستند. رودخانه بزرگ کشف رود در شمال شرق ایران، رودخانه ای فصلی است که امروزه با چالش های زیادی مواجه می باشد. در حال حاضر در محدوده ای از این رودخانه تاریخی (پرکندآباد تا خروجی حوضه) فاضلاب شامل انواع فاضلاب های صنعتی، شهری، کشاورزی و حتی دامی جاری است و آن را به آبراهه ای برای انتقال فاضلاب تبدیل کرده است. در این پژوهش، با رویکرد بررسی پژوهش‏ها و مطالعات انجام شده در زمینه مسائل و مشکلات این رودخانه همچون آلودگی، تغییر اقلیم و اثرات آن و نیز کاهش رواناب و خشکسالی به بیان بحران گریبان‏گیر کشف رود و سپس به بررسی راه کارهای برون رفت از شرایط موجود پرداخته شده است. در فرآیند این تحقیق برای بررسی مشکلات کشف رود از پژوهش های پیشین، بازدید منطقه و گفتگو با اهالی محل و نیز در جهت راستی آزمایی موارد فوق از نظر کارشناسان آب منطقه ای به‏عنوان متولی این آبراهه استفاده شده است. بررسی ها نشان داد راجع به مسئله آلودگی کشف رود پژوهش های محدودی صورت گرفته است و ضرورت مطالعه ای جامع که به صورت علمی در آن به ارائه راهکارهای مناسب حل مشکل آلودگی رودخانه بپردازد آشکار است. در نهایت با تحلیل راه حل های ارائه شده در مطالعات پیشین و جمع‏بندی نکات مثبت و منفی در پیشنهادهای ارائه شده، با ارائه 13 راهکار کاربردی سعی شد بهترین راه حل ها برای رفع مشکل این رودخانه مهم ارائه شود.
    کلید واژگان: کشف رود، فاضلاب، آلودگی رودخانه، تغییر اقلیم، خشکسالی
    Rezvan Salajegheh, Saeed Reza Khodshenas, Seyed Arman Hashemi Monfared, Kazem Esmaili *, Fereshteh Modaresi
    Critical to human survival, water resources, including groundwater and particularly rivers, are under threat from anthropogenic pollution. The major Kashafrud River, located in northeastern Iran, is a seasonal watercourse currently encountering numerous challenges. At present, a stretch of this historic river (Parkandabad to the basin's exit) carries wastewater, comprising industrial, urban, agricultural, and even livestock effluents, transforming it into a conduit for sewage. This study reviews existing research on the challenges faced by the Kashafrud River, including pollution, climate change, and its impacts, as well as reduced runoff and drought. It outlines the crisis afflicting the river and then explores solutions to mitigate the current conditions. This research process involved reviewing previous studies on the challenges of Kashafrud, conducting field visits, engaging in discussions with local residents, and validating these findings through consultation with regional water experts responsible for overseeing this water course. Research indicates that there has been a limited focus on the pollution issue in Kashafrud, underscoring the evident necessity for comprehensive scientific inquiry aimed at presenting suitable solutions to tackle river contamination. In conclusion, through analyzing solutions proposed in previous studies and summarizing their strengths and weaknesses, 13 practical solutions were presented to provide the most effective strategies for addressing the challenges of this significant river.
    Keywords: Kashafrud, Sewage, River Pollution, Climate Change, Drought
نکته
  • نتایج بر اساس تاریخ انتشار مرتب شده‌اند.
  • کلیدواژه مورد نظر شما تنها در فیلد کلیدواژگان مقالات جستجو شده‌است. به منظور حذف نتایج غیر مرتبط، جستجو تنها در مقالات مجلاتی انجام شده که با مجله ماخذ هم موضوع هستند.
  • در صورتی که می‌خواهید جستجو را در همه موضوعات و با شرایط دیگر تکرار کنید به صفحه جستجوی پیشرفته مجلات مراجعه کنید.
درخواست پشتیبانی - گزارش اشکال