فصلنامه علمی- پژوهشی اطلاعات جغرافیایی « سپهر»

فصلنامه علمی- پژوهشی اطلاعات جغرافیایی « سپهر»

تحلیل اثرات خشکسالی بر تغییرات سطح آب دریاچه های بختگان، طشک و مهارلو

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسنده
دانشیار اقلیم شناسی ، گروه جغرافیای دانشگاه زنجان
چکیده
خشکسالی یکی از مهم ترین مخاطرات اقلیمی است که تأثیرات زیادی بر بخش های مختلف طبیعی و فعالیت های انسانی دارد. از مهم ترین اثرات خشکسالی تأثیر آن بر کاهش آب های سطحی در حوضه های آبریز است که نهایتاً با کاهش ورودی رودخانه ها به دریاچه ها، سبب خشک شدن تدریجی آنها می شود. بر این اساس در پژوهش حاضر سعی بر آن شده است تا اثر خشکسالی بر روی دریاچه های بختگان، طشک و مهارلو استان فارس در طی دوره 2021-2000 مورد بررسی قرار گیرد. برای این منظور از تصاویرماهواره لندست 5 تا 8 استفاده شده است. هم چنین به منظور پایش خشکسالی از شاخص پالمر استفاده شده و بر اساس این شاخص فراوانی و شدت وقوع خشکسالی در ایستگاه های منتخب برای هر سه دریاچه استخراج شده است. به منظور برآورد مساحت دریاچه ها، از شاخص استخراج خودکار آب (AWEI) بهره گرفته شده است. نتایج حاصل از ارزیابی خشکسالی نشان می دهد که در 22 سال مورد مطالعه، در دو ایستگاه منتخب طشک و بختگان 15 سال و در ایستگاه منتخب مهارلو 14 سال خشکسالی با شدت های مختلف اتفاق افتاده است. طولانی ترین خشکسالی با تداوم شش ساله بین سال های 2008 تا 2013 به وقوع پیوسته که در این دوره سطح آب دریاچه ها به شدت کم شده است. تحلیل تغییرات سطح آب در این دریاچه ها نیز نشان داد که بیشترین مساحت دریاچه ها را رودخانه های فصلی به خود اختصاص داده اند. این موضوع نشان می دهد سطح آب این دریاچه ها به شدت از بارش های فصلی تبعیت می کند. در بررسی تصاویر ماهانه نیز مشخص شد در هر سه دریاچه سطح آب فصلی در بین ماه های آبان تا اردیبهشت افزایش پیدا می کند. میزان ماندگاری آب فصلی نسبت به سال های مختلف در دریاچه ها متفاوت بوده ولی میزان آن به طور کلی بین 3 تا 7 ماه است.
کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله English

Analysis the effects of drought on water level changes in The Bakhtegan, Tashk and Maharlo lakes

نویسنده English

Seyed Hossein Mirmousavi
Associate professor of climatology, Zanjan University
چکیده English

Extended Abstract
Introduction
In hydrological drought, water scarcity spreads through the hydrological cycle and can subsequently reduce groundwater levels, surface water and lake levels, and this means that hydrological drought dominates those areas, leading to long-term effects. In addition, due to climate changes and rainfall and temperature anomalies, droughts have increased in frequency and severity in many regions of the world. The predicted changes for the coming years show that climate variables will not have uniform changes in all regions and regional changes in the amount of precipitation may lead to the creation of hydrological patterns much different from the current conditions.
The present study was also carried out with the aim of spatial analysis of drought effects on water level changes in the catchment area of Bakhtegan, Tashk and Maharlo lakes. In this research, an attempt has been made to identify temporal and spatial patterns of changes in the level of this lakes by using satellite images and spatial analysis models.
Materials and Methods
In the present study, Landsat 5(TM), 7(ETM+) and Landsat 8(OLI) satellite images with a resolution of 30 meters have been used in the period of 2000-2021 to investigate water level changes. Due to the fact that the water level of the studied lakes changes drastically with the rainfall of different months, therefore, it is difficult to determine the amount of water cover for a year without considering the fact that a part of this cover is seasonal and when the rainfall decreases, a part of the lake Dry may not provide accurate results. Based on this, in the present study, one image was used for each month for each year studied to evaluate the changes in the water level of the lakes in all months of the year.
Conclusion and Discussion
The investigation of the changes in the water level of Maharlo Lake shows that in the drought of 2108 and 2017, the permanent water level of the lake has decreased to 1.8 square kilometers. Meanwhile, in the severe and very severe drought of 2005 and 2004, the permanent water level reached 170.4 square kilometers. Examining the changes in the area of Tashek Lake in 15 years of drought shows that the area of the waterless part of this lake has increased more than the seasonal and permanent water. The highest amount in this field was in 2021 with a very severe drought, which shows that this lake has more critical conditions in terms of permanent dryness than Maharlo Lake. This lake has been in a terrible state for 5 years. Comparing the changes in the area of Bakhtegan lake in different years shows that this lake has a more critical situation than its neighboring lakes (Maharlo and Tashk), so that in a significant number of years (12 years) the lake lacked permanent water and only With monthly or seasonal rains, some water has been temporarily collected on its surface, but it has a short shelf life between 2 to 6 months (November to May).
Results
The results of the evaluation and analysis of the role of drought in the water level changes of the Bakhtegan, Tashk and Maharlo catchment lakes showed that the area of these lakes has decreased significantly during the studied period, so that over time the area of the water area has decreased. It has been permanently reduced and added to the dry and waterless area. The maximum decrease in the water level of all three investigated lakes occurred during a 6-year drought between 2008 and 2013, in such a way that the area of the part with permanent water was greatly reduced and the area of the dry part of the lakes was increased.

کلیدواژه‌ها English

Drought
Palmer index
Bakhtegan
Tashk and Maharlo lakes
1- آزادی، سلطانی، فرامرزی، سلطانی تودشکی،  پورمنافی؛ سارا، سعید، منیره، علیرضا، سعید، (1394)، ارزیابی شاخص خشکسالی پالمر در ایران مرکزی، مجله علوم و فنون کشاورزی و منابع طبیعی، علوم آب و خاک، سال نوزدهم، شماره 72، صص 318-305.
2- احمدی، یوسفی، فرزین، رجب‌پور؛ محمد، حسین، سعید، رسول، (1397)، مدیریت منابع و مصارف آب سدهای ملاصدرا، سیوند و درودزن در حوضه آبخیز بختگان- مهارلو. مجله علوم ومهندسی آبخیزداری ایران، 12 (42)، صص 41-31.
3- زینالی، اصغری سراسکانرود، صفریان زنگیر؛ بتول،  صیاد،وحید، (1395)، پایش خشکسالی و ارزیابی امکان یش‌بینی آن در حوضه دریاچه ارومیه با استفاده از شاخص SEPI و مدل ANFIS، تحلیل فضایی مخاطرات ‌محیطی، دوره 4 شماره (1) ، صص 96-73.
4- سلیمانی، حقی‌زاده؛ لیلا، علی، (1393)، ارزیابی تأثیر خشکسالی‌های اخیر بر کاهش آب دریاچه‌ها، مطالعه موردی: دریاچه کیو، خرم آباد، نشریه منابع آب و توسعه، سال سوم، شماره 3 (11 متوالی)، صص 108-99.
5.سمیعی، قضاوی، پاک‌پرور، ولی؛ مسعود، رضا، مجتبی، عباسعلی، (1395)، بررسی تأثیر تغییرات اقلیم بر تغییرات سطح دریاچه مهارلو با استفاده از پردازش تصاویر ماهواره‌ای، فصلنامه سنجش از دور و سامانه اطلاعات جغرافیایی در علوم منابع طبیعی، شماره 26، صص 18-1.
6- عباسی، دلاور، بیگدلی نعلبندان؛ حمید، مجید، رویا، (1398)، ارزیابی اثرات تغییر اقلیم بر پایداری منابع آب حوضه‌های ‌آبریز با استفاده از شاخص‌های کمبود ردپای آب، تحقیقات منابع آب ایران، 15(4)، صص 272-259.
7- کاظمی، فیض‌نیا، خسروی، ناجی، مصباح؛ محسن، سادات، حسن، صادق، حمید، (1398)، بررسی تغییرات سطح دریاچه مهارلوو کاربری اراضی حاشیه آن با استفاده از تصاویر ماهواره‌ای، نشریه مهندسی و مدیریت آبخیز، جلد 11، شماره 4، صص 1139-1130.
8- مرتضایی، ستوده، رجایی شریف‌آبادی؛ مرضیه،  احد، مریم، (1395)، بررسی میزان بارش بر تغییر سطح دریاچه‌ی بختگان و مهارلو با استفاده از داده‌های سنجش از دور سال 2000 و 2016، دومین کنفرانس بین‌المللی اکولوژی سیمای سرزمین، 11صفحه.
9- مظفری، نارنگی‌فرد؛ غلامعلی، مهدی، (1392)، بررسی میزان بارش بر تغییر تراز آب دریاچه مهارلو با استفاده از داده‌های سنجش از دور، فصلنامه تحقیقات اکوبیولوژی تالاب، سال ششم، شماره 19، صص 82-73.
10- نظم‌فر، سرمستی، علوی‌پناه؛ حسین، نادر، سیدکاظم، (1392)، پایش دریاچه نمک مهارلو با تکنیک‌های پردازش تصاویر ماهواره‌ای چندطیفی، فصلنامه محیط‌شناسی، شماره 3، صص 677-669.
11- وفاخواه، رجبی؛ مهدی، منصور، (1387)، کارآیی نمایه‌های خشکسالی هواشناسی برای پایش و ارزیابی خشکسالی‌های حوضه آبخیز دریاچه‌های بختگان، طشک و مهارلو، نشریه بیابان، شماره 2، صص382-369.
12- هاشمی تنگستانی، بیرانوند، طیبی؛ مجید، سمیه، محمدحسن، (1391)، آشکارسازی تغییرات دریاچه بختگان فارس در دوره 1335 تا 1386، محیط‌شناسی، دوره 39، شماره 3، صص 189 -199.
13- Dai, A. (2013). Increased drought under global warming in observations and models, Nature Climate Change 3, 52–58.
14- Feyisa, G.L., Meilby, H., Fensholt, R., Proud, S.R. (2014). Automated Water Extraction Index: a new technique for surface water mapping using Landsat imagery, Remote Sens. Environ, 140, 23–35.
15- Kiani, T., Ramesht, M.H., Maleki, A. and Safakish, F. (2017). Analyzing the Impacts of Climate Change on Water Level Fluctuations of Tashk and Bakhtegan Lakes and Its Role in Environmental Sustainability, Open Journal of Ecology, 7, 158-178.
16- Lampros, V& Athanasios L.(2009).Hydrological response to meteorological drought using the Palmer drought indices in Thessaly, Greece, Desalination, 237, 3–21.
17- Luke, M.Mosley. (2015) .Drought impacts on the water quality of freshwater systems; review and integration, Earth-Science Reviews, Volume 140, 203-214.
18- Payus, C., Lim, A. H., Farrah, A., Andi B.R., Geetha, M., Saroj Kumar, C., Giulia, R., Alexandros, G Kensuke F. (2020). Impact of Extreme Drought Climate on Water Security in North Borneo: Case Study of Sabah, Water, 12, 1-19.
19- Sajedipour, S., Zarei, H & Oryan, S. (2017). Estimation of environmental water requirements via an ecological approach: A case study of Bakhtegan Lake, Iran, Ecological Engineering, Volume 100, 246-255.
20- Tallaksen, L.M & van Lanen, H.A.J. (2004). Hydrological drought processes and estimation methods for streamflow and groundwater, Developments in Water science, 48.Elsevier Science B.V, 579.
21- Trenberth, K.E., Dai, A., Van Der Schrier, G., Jones, P.D., Barichivich, J., Briffa, K.R.,Sheffield.(2014). Global warming and changes in drought, Nature Climate Change, 4 (1), 17–22.
22-Van Loon, A. F., & H. A. J. Van Lanen. (2013). Making the distinction between water scarcity and drought using an observation-modeling framework, Water Resour. Res, 49, 1483–1502.
23- Yu H, Zhang Q, Xu CY, Du J, Sun P, Hu P. (2019) Modified Palmer Drought Severity Index: Model improvement and application. Environ Int, 130, 1-14.
24- Zhang, J., Ding, J., Wu, P. (2020). Assessing arid Inland Lake Watershed Area and Vegetation Response to Multiple Temporal Scales of Drought across the Ebinur Lake Watershed. Sci Rep 10, 1-17.
25- Zhang, Z. (2018). The response of lake area and vegetation cover variations to climate change over the Qinghai-Tibetan Plateau during the past 30 years. Science of the Total Environment, 635, 443–451.