تعیین ویژگی‌های خشکسالی هیدرولوژیک بر اساس منحنی‌های بزرگی-مدت-فرآوانی و آستانه‌های مختلف جریان رودخانه‌های استان اردبیل

زمینه و هدف: خشکسالی پدیده‌ای جهانی است که می‌تواند در هر جایی رخ دهد و خسارات قابل توجهی به انسان و اکوسیستم‌های طبیعی وارد کند. لذا موضوع خشکسالی هیدرولوژیک و کاهش جریان در رودخانه‌ های استان اردبیل نیز از موارد مهمی است که نیازمند مطالعه جامعی در این خصوص است.هدف: در تحقیق حاضر، به تحلیل و مقایسه خشکسالی هیدرولوژیک با استفاده از 4 آستانه مختلف (ثابت، متوسط سالانه، جریان زیست‌محیطی و فصلی) در 33 ایستگاه هیدرومتری استان اردبیل پرداخته شد. شدت وقایع خشکسالی با استفاده از نرم‌افزار easy fit در دوره‌بازگشت‌های مختلف محاسبه شد. در این راستا، منحنی‌های بزرگی مدت فرآوانی خشکسالی محاسبه شد و بر اساس آن مقادیر وقایع خشکسالی در دوره بازگشت‌های مختلف محاسبه و مورد تحلیل قرار گرفت.روش: برای مطالعه خشکسالی هیدرولوژیک از 4 آستانه مختلف استفاده شده و شدت خشکسالی هیدرولوژیک در دوره ‌بازگشت‌های متفاوت محاسبه شد و سپس به بررسی خشکسالی هیدرولوژیک در دوره بازگشت‌های مختلف و منحنی‌های بزرگی مدت فراوانی پرداخته شد.یافته‌ها: بیش‌ترین رخداد خشکسالی در آستانه‌های ثابت، فصلی، سالانه و جریان زیست‌محیطی به‌ترتیب مربوط به ایستگاه‌های سامیان، مشیران، بوران و سامیان بوده است. هم‌چنین کم‌ترین رخداد خشکسالی مربوط به ایستگاه ویلادرق بوده است. بیش‌ترین رخداد‌های خشکسالی در هر چهار آستانه مذکور، اکثرا در تداوم‌های کم‌تر به خصوص یک ماهه دیده می‌شود. با توجه به تناسب داده‌ها با توزیع‌های متفاوت، توزیع‌های جانسون اس بی و مقادیر فرین تعمیم یافته بیش‌ترین کاربرد را داشتند. بیش‌ترین شدت خشکسالی با افزایش دوره بازگشت مربوط به سطح آستانه متوسط سالانه و کم‌ترین شدت خشکسالی هیدرولوژیک، مربوط به سطح آستانه جریان زیست‌محیطی است. منحنی‌های بزرگی مدت فراوانی در همه ایستگاه‌ها روند افزایشی را نشان داد و این بدین معنا است که با افزایش تداوم خشکسالی هیدرولوژیک در همه آستانه‌های مورد مطالعه، شدت وقوع خشکسالی‌های هیدرولوژیک هم افزایش می‌یابد. بیش‌ترین شدت خشکسالی هیدرولوژیک به‌ترتیب مربوط به آستانه سالانه سپس آستانه فصلی و آستانه ثابت و از همه کم‌تر و پایین‌تر آستانه جریان زیست محیطی است. بنابراین، در دوره بازگشت‌های کم‌تر در هر چهار ایستگاه آستانه ثابت شدت یا بزرگی بیش‌تری را نسبت به آستانه فصلی نشان می‌دهد و در دوره بازگشت‌های بالاتر آستانه فصلی شدت بالاتر وقایع خشکسالی را نسبت به آستانه ثابت نشان می‌دهد.نتایج: هم‌چنین می‌توان نتیجه گرفت که بزرگی خشکسالی هیدرولوژیک در آستانه ثابت در هر چهار ایستگاه منتخب نوسان کم‌تری را نسبت به سایر آستانه‌ها نشان می‌دهد. باید اشاره شود که در تعیین خشکسالی بر اساس آستانه ثابت، سالانه و فصلی، وقایع دارای تعداد و شدت بیش‌تر نسبت به آستانه جریان محیط زیستی خواهد بود. نقشه تغییرات مکانی شدت خشکسالی نشان داد که بیش‌تر خشکسالی‌ها در ایستگاه‌های واقع در شمال و شمال غرب (بران و دوست‌بیگلو) اتفاق افتاده است. تفکیک اثر عوامل انسانی و اقلیمی در ارزیابی خشکسالی از پیشنهادات تحقیق حاضر است که می‌تواند در مطالعات آتی مدنظر قرار گیرد.

determining hydrological drought characteristics using severity-duration-frequency curves and flow thresholds levels in ardabil province rivers

background and aim: drought is a global phenomenon that can occur anywhere and cause significant damage to humans and natural ecosystems. therefore, the issue of hydrological drought and reduction of river flow in ardabil province is also an important issue that requires a comprehensive study.method: in this study, hydrological drought characteristics are using severity duration frequency (sdf) curves considering four different threshold levels (constant, annual average, seasonal, and environmental flow) in 33 hydrometric stations in ardabil province. the severities of drought events are calculated using easy fit software in different return periods. in this regard, drought magnitude duration frequency curves are calculated and based on that, the values of drought events in different return periods are calculated and analyzed.results: the highest drought event is determined for constant, seasonal, yearly, e flow threshold levels in samina, mashiran, booran, and samian stations, respectively.  also, the lowest occurrence of drought is associated with the vildaragh station. the majority of drought events in all four aforementioned thresholds are mostly observed in shorter durations, especially within one month periods. the jonson_sb and general extreme value distributions were the most suitable statistical distributions. the highest intensity of drought increases with longer return periods associated with the average annual threshold level, and the lowest intensity of hydrological drought is linked to the threshold of environmental flow. the sdf curves for all stations demonstrate an increasing trend, indicating that with prolonged hydrological drought duration in all studied thresholds, the severity of hydrological drought occurrences also increases. the greatest intensity of hydrological drought is sequentially related to the annual threshold, followed by the seasonal threshold and the fixed threshold, with the threshold of environmental flow being the lowest and least. consequently, for shorter return periods, the fixed threshold indicates greater intensity or magnitude compared to the seasonal threshold in all four stations, and for longer return periods, the seasonal threshold demonstrates higher intensity of drought events compared to the fixed threshold.conclusion: furthermore, it can be concluded that the magnitude of hydrological drought at a fixed threshold shows less variability in all four selected stations compared to the other thresholds. it should be noted that in defining drought based on fixed, annual, and seasonal thresholds, events will have a higher number and greater intensity compared to the environmental flow threshold. the spatial changes in drought intensity are depicted on the map, indicating that most droughts have occurred in stations located in the northern and north western regions (borran and dostbiglou). separating the effects of human and climatic factors in drought assessment is a suggestion from this study that could be considered in future research.