بررسی اثر خشکسالی بر منابع آب استان کرمانشاه با استفاده از تصاویر ماهواره‌ای trmm

مطالعه تاثیرات خشکسالی بر منابع آبی در کشور ایران و به‌ویژه در نواحی کوهستانی به دلیل عدم پراکنش مناسب ایستگاه، نبود داده‌های طولانی‌مدت و نواحی فاقد آمار، همواره با مشکلاتی مواجه است. ازاین‌رو هدف اصلی این تحقیق بررسی خشکسالی‌های استان کرمانشاه و تاثیر آن بر منابع آبی با استفاده از داده‌های ماهواره‌‌‌ای trmm و همچنین ارزیابی دقت آن‌ها در مقابل داده های ایستگاه‌های سینوپتیک استان کرمانشاه است. برای رسیدن به این منظور از روش‌های آماری و سنجش‌ازدوری استفاده شد. داده‌های مورداستفاده شامل: داده‌های بارش 42 نقطه مدل trmm با دقت مکانی 0.25× 0.25 درجه جغرافیایی، داده‌های بارش ایستگاه‌های زمینی استان کرمانشاه طی دوره 15 ساله 2014-2000 و داده‌های دبی چشمه‌های کارستی این استان می‌باشد. ارزیابی دقت داده‌های دو پایگاه داده با استفاده از آماره‌های r، r2، ef، ia، slope، nrmse و bias در محیط نرم‌افزار متلب انجام شده است. ارزیابی دقت داده‌های مدل trmm در مقابل داده‌های بارش ثبت شده ایستگاه‌های زمینی در مقیاس ماهانه نشان داد که داده‌های این ماهواره در سطح استان از دقت بسیار مناسبی برخوردارند و 70 تا 80 درصد واریانس بارش داده‌های ایستگاهی، به کمک داده‌های بارش این ماهواره تبیین می‌شوند. همچنین مقدار انحراف داده‌های ماهواره از داده‌های ایستگاهی بسیار ناچیز و کمتر از 10 میلی‌متر است. پایش خشکسالی در سطح استان کرمانشاه با استفاده از داده‌های trmm و شاخص spi در مقیاس‌های ماهانه، فصلی و سالانه نشان داد که معمولاً فراوانی خشکسالی در این استان بیش از ترسالی است اما شدت دوره‌های خشک کمتر از دوره‌های مرطوب است و چند دوره خشک توسط یک دوره مرطوب جبران می‌شود. توزیع زمانی نمرات استانداردشده بارش نیز نشان داد دوره‌های مرطوب عمدتاً در ابتدای دوره مطالعاتی و دوره‌های خشک در انتهای دوره مطالعاتی از تمرکز بیشتری برخوردارند. ازاین‌رو مقدار بارش استان در حال کاهش و سهم بارش‌های بهاری نسبت به بارش‌های پاییزه و زمستانه در حال افزایش است. نتایج حاصل از مقایسه داده‌های دبی و بارش و بررسی اثرات خشکسالی بر منابع آب نشان داد، ارتباط بسیار قوی بین بارش و دبی چشمه‌های کارستی استان کرمانشاه وجود دارد و خشکسالی‌های شدید هیدرولوژیک به‌شدت متاثر از کاهش ریزش‌های جوی است. بطوریکه مقدار همبستگی بین بارش و دبی چشمه های کارستی منتخب بین 0.77 تا 0.88 است و در بهترین حالت مقدار ضریب تعیین برای ایستگاه روانسر به 0.77 می رسد.

investigation of the effect of drought on water resources using trmm satellite imagery in kermanshah province

the effects of drought on water resources in mountainous areas in iran, is very difficult, due to lack of proper distribution of the station as well as lack of long term data. the main objective of this study is to investigate the droughts in kermanshah. the data used included the precipitation data of 42 points of the trmm model with a spatial accuracy of 0.25 × 0.25 degrees, precipitation data of ground stations for the 15 year period (2014 2000) and the discharge of karst springs. the accuracy of data from two databases was evaluated by using r, r2, ef, ia, slope, nrmse and bias statistics in the matlab software. the evaluation of the trmm model’s accuracy in comparison with the recorded rainfall data of ground stations on a monthly scale showed that the satellite data is very accurate and 70 to 80 percent of the precipitation data variance is explained by satellite rainfall data. also, the amount of satellite data deviation from the station data is negligible and less than 10 mm. drought monitoring using trmm data and spi index in monthly, seasonal and annual measurements showed that the frequency of drought in this province is usually more than wet, but the severity of the dry periods is less than wet periods and some dry periods are compensated by a wet period. the time distribution of spi showed that wet and dry periods are more concentrated at the beginning and the end of the study respectively. therefore, rainfall is decreasing and the contribution of spring rainfall is rising relative to fall and winter rainfall. the correlation coefficient (r) between precipitation and discharge of selected karst springs is between 0.77 and 0.88 where the highest coefficient of determination (r2 = 0.77) occurred in ravansar station.