نام مقاله: تحلیل مکانی شاخص های خشکسالی SPI و EDI در استان تهران

نام استاد : دکتر مجردی گیلانی

نام دانشجو:امید عبادی مقطع کارشناسی نا پیوسته عمرانomid                               ebadi  

 منبع:تحقیقات منابع آب ایران-سال دوم شماره۳

ssessment of Spatial Analysis of SPI and EDI

Drought Indices in Tehran Province

Abstract
Drought monitoring is quite important in planning for drought mitigation schemes. Drought indices are normally used for monitoring purposes. However, the indices are calculated at sites and it is required to estimate the spatial distribution of drought in the forms of maps. Geostatistical methods are among such tools that may be applied for preparing spatial distribution maps. In this research, several geostatistical methods including K,iging. Cokriging, TPSS with and without secondary variables as well as weighted moving average (WMA) were assessed with respect to derivation of drought index maps, Drought monitoring and mapping was conducted based on SPI and EDT indices using data of 43 rain gauge stations within Tehran province. The results indicated that although Kriging was the most accurate method, WMA provided reasonable accuracy blended vdth more efficient computer time, a major consideration in monitoring systems.

Keywords: Drought, Geostatistics, SPI, EDI, Kriging, WMA, TPSS.

Extended Abstract

Assessment of Spatial Analysis of Drought Indices SPI and EDI in Tebran Province

Introduction
Drought is perhaps the most complex natural hazard. It is generally defined as a temporary meteorological event, which stems from very low or no precipitation compared to the long-term average over an extended period. Drought deals however with many facts and is region-specific. It develops slowly and is difficult to predict. The success of drought preparedness and mitigation actions depends largly upon timely information on drought onset, progress, and spatial extent. These types of information can be accurately obtained though drought monitoring based on drought indices. To create drought maps based on these indices, the point data from rain gauges usually is not sufficient and spatial extension using geo-statistic (GS) method can be used as an effective tool.

Methodology
To develop drought monitoring system for Tehran province Morid et a!. (2004) investigated a number of well known indices and recommended SPI (Standard Precipitation Index) and EDT (Effective Drought Index).

 To calculate the SPI, long-term precipitation records of any desired station is first fitted to a probability distribution (e.g. gamma distribution), which is then transformed into a normal distribution (McKee et a!., 1997). The EDI (Byun and Wilhite, 1996) is used to determine the start and end of a drought period. Unlike most drought indices, the EDI in its original form is calculated based on a daily time step. The EDI is a function of precipitation needed to return to normal”, which in turn, is related to ‘effective precipitation”.

Effective precipitation for any given day is a function of precipitation in that day and the precipitation in previous days with smaller weights.

For this study, the precipitation records from 43 stations in Tehran province from January 1970 to December 2001 were used. Missing data were patched using regressions with the nearest suitable station. The main focus was placed on the most recent drought period of 1998 to 2001. GS techniques, especially Kriging and 4Weighted Moving Average (WMA) which
have been widely applied for spatial interpolations of meteorological variables such as precipitation and temperature. They showed promising results. Inadequate researches have been done however on Drought Indices

Results and Discussion

This study investigated the SPI and EDT as spatial variables and applied different OS methods including Kriging. WMA and Thin Plate Smoothing Sp-lines (TPSS) to generate drought maps. To evaluate the performances of these approaches, the cross validation method and statistical criteria (MAE and MBE) were implemented. The resulted drought maps and their reliability were also considered to select the best methods.

To evaluate spatial variability of the indices, the semivariogram was applied as a relevant tool for spatial correlation. The resulted semi-variogram confirmed the indices as spatial variables, and the standardizing steps that take place while calculating the indices do not create an obstacle for applying the GS methods in this regard.

 
Furthermore, this study revealed that the TPSS had the lowest MAE, but less robust in MDE. The Kriging method took the next rank with the lowest MAE and more robust. The performance of the WMA method was very close to Kriging.

The performance of different indices can be more distinguished by their reflect of the spatial variation of drought condition. Drought maps showed that the spatial drought pattern resulted from TPSS was inconsistent (in spit of their less MAE and MBA), while the drought maps generated based on Kriging and WMA were more consistent with similar spatial behavior.

The TPSS inconsistency was more pronounced close to the borders of the area (Tehran province) where gauging stations were more scarce and scattered. This revealed that this method is weak in extrapolation. Finally, to conclude, Kriging was the most accurate method among the investigated approaches. The simplicity of the WMA however covers the negligible differences in the results.

Keywords: Drought, Geostatistics, SPI, EDT, Kriging, WMA, TPSS.

References
Bwn, HR. and Withite, Ok, (1996), Daily quantification of thought severity and duration’ httn:rossby.metr.ou.edu , byun.html

Edwars, D.C. and Mckee, T. B, (1997), ‘Characteristics of 20th century drought in the United States at multiple time scales” Climatology Report Number
97-2, Colorado State University, Fort Collins, Colorado.

Morid, S., Ghaemi, II., Mogbadasi, M. and Paymazd, Sb., (2004), ‘Research Project for Designing a Drought Monitoring System for Tehran Province, Iran”, Ministry of Energy, Iran.

تحلیل مکانی شاخص های خشکسالی SPI و EDI در استان تهران

چکیده

سیستم های پایش در تدوین طرح های مقابله با خشکسالی و مدیریت آن از اهمیت زیادی برخوردار هستند که بدین منظور از شاخص های خشکسالی برای بیان کمی این پدیده ها استفاده می گردد . اما معمولاً این شاخص ها به صورت نقطه ای محاسبه می شوند و لازم است تا به صورت مکانی پردازش شده و نقشه های مربوط ارائه گردند. روشهای زمین آمار از جمله تکنیک هایی می باشند که می تواند در این راستا مورد استفاده قرار گیرد و این در صورتی است که متغیر مورد بررسی یک متغیر مکانی باشد . تحقیق حاضر تلاشی است برای تحلیل مکانی شاخص های خشکسالی و تهیه نقشه های مربوط که در آن سعی شده ابتدا با توجه به استاندارد شدن بارندگی برای محاسبه این شاخص ها ، متغیر مکانی بودن آنها مورد بررسی قرار گیرد . در مرحله بعد روش های مختلف زمین آماری شامل روش های کریجینگ ، کوکریجینگ ، TPSS با و بدون متغیر کمکی و میانگین متحرک وزن دار (WMA) برای تحلیل مکانی آنها مورد ارزیابی واقع شود پایش خشکسالی بر اساس SPI و EDI با استفاده از آمار و اطلاعات 43 ایستگاه در سطح استان تهران انجام و سپس نقشه های خشکسالی تهیه و ارزیابی  شده است . نتایج تحقیق ضمن تأیید متغیر مکانی بودن شاخص ها ، نشان داد که هر چند روش کریجینگ از دقت بالاتری برخوردار بوده است ولی با لحاظ نمودن سرعت عمل و استفاده از این نتایج در سیستم های پایش فعال ، روش میانگین متحرک وزن دار نیز دقت کافی را داراست .

کلمات کلیدی : خشکسالی ، زمین آمار ، SPI و EDI ، کریجینگ ، میانگین متحرک وزن دار ، TPSS

1- مقدمه

سیستم پایش خشکسالی ازابزارهای بسیار مهم در مدیریت خشکسالی محسوب می گردد که می توان با استفاده از پارامترهای اقلیمی و هیدورلوژیکی شروع ، خاتمه ، توسعه مکانی و شدت آن را تشخیص و اعلام نمود . در صورت وجود طرحهای از پیش آماده برای مقابله با خشکسالی ، این سیستم می تواند در تعیین نوع و زمان فعال شدن طرحها نقش مؤثری را ایفاء نماید .

 برای بیان کمی این پدیده و همچنین ارزیابی آن در مقیاس های مختلف زمانی و مکانی ، آز شاخص های خشکسالی استفاده می گردد که برای محاسبه آن ها وجود دادههای مناسب و طولانی مدت پارامتر های اقلیمی و هیدرولوژِکی بسیار ضروری است . بارندگی اصلی ترین عاملی است که در ایجاد ، گسترش و دوام خشکسالی ها سهیم می باشد البته پارامتر های اقلیمی دیگری نظیر تبخیر - تعرق نیز می تواند بیانگر رفتار خشکسالی در هر منطقه باشد ، اما مشکلاتی که برای محاسبه این پارامتر ها وجود دارد ، موجب شده است تا بارندگی به عنوان مناسب ترین و قابل دسترس ترین پارامتر اقلیمی برای ساخت و محاسبه شاخص های خشکسالی شناخته شود . از سوی دیگر هم شاخص هایی که تنها بر پایه این متغیر استوار می باشند ،بیشتر مورد پذیرش جوامع علمی و کاربران قرار گرفته اند.

اصولاً اطلاعات نقطه ای این شاخص ها در ایستگاه ها برای پایش خشکسالی کفایت نمی کند و بسط و گسترش ان ها به صورت مکانی و منطقه ای لازم می باشد . تحلیل مکانی متغیر های هواشناسی نظیر دما بخصوص بارندگی ، سابقه طولانی در مطالعات منابع آب دارد که در این راستا روش های زمین آمار قابلیت های خاصی را از خود بروز داده اند . Goovaerts (2000) در تحقیق خود برای آلگارا منطقه ای در پرتقال نشان داد که روش هایی از زمین آمار نظیر کوکریجینگ و کریجینگ با روند خارجی که در آنها ارتفاع به عنوان متغیر کمکی استفاده می گردد ، نسبت به دیگر روش ها که تنها داده های بارندگی را در محاسبات خود دخالت می دهند ، نظیر کرینجینگ ساده و عکس مجذور فاصله (WMA) عملکرد بهتری را در تخمین از خود نشان می دهند . در مطالعات دیگر نظیر تحقیق Sun et al .(2000) نیز این نتایج اتخاذ شده است . آن ها روش کوکریجینگ را برای تحلیل مکانی بارندگی به منظور تخمین و سیل و برآورد هیدروگراف سیل ورودی به کار برده اند . برای تهیه نقشه های میانه بارندگی Touazi et al (2004) نیز از روش کریجینگ استفاده کرده اند .

با وجود منابع فراوانی که حکایت  از ارجحيت روش کریجینگ در تحلیل مکانی دارد ، اما در برخی از مقالات نظیر Driks et al (1998) برای تحلیل مکانی بارندگی ، روش های میان یابی تیسن ، عکس مجذور فاصله و کریجینگ را مقایسه و گزارش دادند که با وجود محاسبات بیشتر روش کریجینگ ، تغییرات معنی داری نسبت به روش های ساده تر مشاهده نشده است .

در استفاده از روش های کریجینگ ، تغییر نما و تحلیل آن نقش بسیار تعیین کننده ای دارد به عنوان نمونه در تحقیق Holawe و Dutter (1999) . این گونه ادعا شده است که از تغییر نما می توان برای دستیابی به تغييرات زمانی بارندگی در کنار تغییرات مکانی آن نیز ، استفاده کرد .Goovaerts (2000) در تحقیق خود روند تغییرات تغییر نما را با توجه به شرایط توپوگرافی منطقه مطالعاتی تفسیر نمود و همچنین یکسان بودن شکل تغییر نماها در ماه های مختلف را با وجود عوارض یکسان مرتبط دانست . Skivin et al . (2003) نیز  در تحلیل های خود ارتباطی را میان شعاع تأثیر ، آستانه و همچنین مدل های تغییر نما با عوامل توپوگرافی و الگو های بارندگی جستجو کردند.

برای تحلیل مکانی شاخص های خشک سالی کارهای کمی گزارش شده است که در این خصوص می توان به پژوهش های  مرکز مقابله با خشکسالی آمریکا (Svoboda , 2004) و مؤسسه بین المللی مدیریت آب (Smakhtin , 2004) اشاره داشت که روش عکس فاصله را برای این منظور مناسب تشخیص داده اند .

تکنیک دیگری به منظور پایش خشکسالی و تحلیل مکانی آن توسط Vangelis &Tsakiris ارائه شده است . آن ها با استفاده از روش عکس مجذور فاصله ، نقش بارندگی ماهانه و نقشه درصد نرمال متوسط بارندگی سالانه را ترسیم و سپس با این اطلاعات ، نقشه توزیع مکانی شاخص SPI را برای دوره آماری یکساله65 -1964 تهیه کردند .

همان گونه که اشاره شد در این تحقیق ، تحلیل مکانی شاخص های خشکسالی مد نظر قرار گرفته است . برای پایش خشکسالی ، شاخص های متعددی مانند MCZI ،CZI SPI، PN،, DI  و EDI معرفی شده است که مرید و همکاران (1383) برای استان تهران که منطقه مطالعاتی این تحقیق نیز هست ، ، شاخص های یاد شده را بررسی نمودند و در نهایت عملکرد بهتر SPI و EDI را در این منطقه توصیه کردند . لذا این نتیجه گیری برای تحقیق حاضر مبنا قرار گرفته و تحلیل مکانی شاخص ها صرفاً بر اساس این دو شاخص انجام گرفته شده است . در این مقاله، تلاش بر آن بوده که ابتدا شاخص های خشکسالی از دیدگاه يك متغیر مکانی مورد بررسی قرار گیرد تا بعد از احراز این شرط ، از روشهای زمین آماری شامل کریجینگ معمولی ، WMA و TPSS برای تحلیل مکانی آن ها و رسم نقشه های ماهیانه خشکسالی استفاده و عملکرد آنها ارزیابی گردد ارائه نتایج نیز بر اساس سال های 80-1377 بوده که خشکسالی شدیدی بر استان تهران حاکم بود .

2- مواد و روش ها

2-1 منطقه مورد مطالعه

استان تهران با وسعت حدوداً 17 هزار کیلومتر مربع ،به دلیل جایگاه ویژه آن و همچنین خساراتی که طی خشکسالی اخیر متحمل شده ، به عنوان منطقه مورد مطالعه انتخاب شده است. نواحی شمالی این استان در دامنه های جنوبی سلسله جبال البرز قرار گرفته که ارتفاع آن تا 5000 متر در نواحی شرق افزایش پیدا می کند. مقادیر بارندگی در این استان از700 میلی متر در نواحی شمالی تا 120 میلی متر در نواحی جنوبی متغیر می باشد. قسمتی از نتایج این تحقیق بر اساس 55 منطقه موجود در استان تهران ارائه شده است که محدوده هر یک از این مناطق در شکل 1 قابل مشاهده می باشد.

2-2- داده ها و اطلاعات مورد نیاز

در این استان، سازمان هواشناسی و وزارت نیرو جمعاً 130 ایستگاه هواشناسی را تحت نظارت و کنترل خود دارند که از این تعداد تنها 43 مورد آن با توجه به طول دوره آماری مورد نظر که 30 سال بوده، برای این تحقیق مناسب تشخیص داده شد. موقعیت این ایستگاه ها در شکل 1 آمده است . همان طور که ملاحظه می شود، .ایستگاه ها در نواحی شمالی استان از تراکم بیشتری برخوردار هستند.

در این تحقیق دوره آماری 49-1348 تا 80-1379 بارندگی مبنا قرار گرفت و داده های مربوط مورد تصحیح و تکمیل قرار گرفته اند. همچنین اطلاعات مربوط به مقادیر شاخص های EDI , SPI از تحقیق مرید و همکاران(1383) تهیه گردید که تنها در ادامه شرح مختصری از چگونگی محاسبه آن ها ارائه شده است که جزئیات بیشتر آن از این مرجع قابل وصول است.

2-2-1- شاخص های EDI , SPI

بسیاری از محققین خشکسالی ، به قابلیت انعطاف پذیری  SPIو قابلیت آن برای هر مقیاس زمانی اذعان داشته اند (Hayes,et,al,199 ). شاخص SPI برای هر منطقه بر اساس ثبت بارندگی های طولانی مدت آن محاسبه می شود. در ابتدا توزیع آماری مناسب ، بر آمار بلند مدت بارندگی ها برازش داده می شود . سپس تابع تجمعی توزیع با استفاده از احتمالات مساوی به توزیع نرمال تبدیل می گردد ، بطوریکه استاندارد شده و متوسط آن برای هر منطقه و دوره مورد نظر صفر شود (Edwars and Mckee , 1997) مقادیر مثبتSPI نشان دهنده بارندگی بیشتر از بارندگی متوسط و مقادیر منفی آن معنای عکس را دارد  . طبق این روش دوره خشکسالی هنگامی اتفاق می افتد کهSPI بطور مستمر منفی و به مقدار 1- یا کمتر برسد و هنگامی پایان می یابد که  SPI  مثبت گردد. برای محاسبه این شاخص از فرمول ذیل استفاده می گردد .

که در آن n= تعداد ماه هایی که بارندگی تجمعی برای آنها حساب شده است ، P₀= مقدار نرمال شده بارندگی ماه فعلی ، P_-i= مقدار نرمال شده بارندگی ماه قبل ،_n = میانگین تعداد بارندگی تجمعی برای n ماه و n  = انحراف معیار برای ماه ها می باشد .شاخص خشکسالی مؤثر (EDI) یک شاخص جدید می باشد . این شاخص توسط بویان از دانشگاه ملی پوکیانگ در سال 1996 ارائه گردید (Byun ,and Wilhite, 1996) . EDI بطور روزانه خشکسالی را پایش می کند که این قابلیت در شاخص های قبلی وجود نداشت . اصلی ترین مفهوم در این شاخص بارش مؤثر (EP) است . EP جمع مقادیر بارش روزانه با یک تابع کاهشی وابسته به زمان می باشد . به عبارت دیگر EPهر روز ، تابعی از بارندگی همان روز و یک دوره ماقبل خود بوده که در آن بارش اخیر نسبت به بارش های قدیمی تر وزن بیشتری را دارند . برای محاسبه EP از فرمول ذیل استفاده می گردد .  (Byun ,and Wilhite, 1999)  

2-3- مبانی تحلیل مکانی

به منظور بسط و گسترش اطلاعات نقطه ای با توجه به نمونه برداری انجام شده و همچنین تغییرات زمانی و مکانی هر متغیر نیاز به مدل هائی است که بتوان رفتار متغیر مورد بررسی را در نقاط مجهول شبیه سازی نمود . در برخی از این مدل ها نظیر تیسن ، صرفاً بر اساس مقادیر متغیر و با فرض استقلال آنها ، تخمین آنها در موقعیت های مجهول صورت می گیرد . در نوع دیگری از مدل های احتمالی که به آنها روش های زمین آمار اطلاق می شود (مانند کریجینگ ، کوکریجینگ ، TPSS و WMA ) اطلاعات و موقعیت مکانی داده ها نیز بین آنها تعریف گردد . معمولاً این ارتباط و همبستگی بین نمونه ها به صورت یک مدل ریاضی ارائه می شود تا از این طریق بتوان تغییر پذیری را شبیه سازی نمود . بنابراین ، این نوع روش ها برای متغیرهائی کاربرد دارند که بتوان برای آن ها ، همبستگی مکانی را تعریف نمود ابزارهای مختلفی برای بررسی این همبستگی وجود دارد که می توان به عنوان نمونه به تغییر نما اشاره نمود (Issaks and Srivastava , 1989)

2-3-1- تغییر نما

بنابر آنچه ذکر شد ، برای مدل نمودن همبستگی مکانی متغیر های مورد بررسی ارز تغییر نما استفاده گردید . نقاط این نمودار بر اساس زوج نقاطی صورت می گیرد که به فاصله معینی از یکدیگر قرار دارند و از طریق معادله زیر قابل محاسبه می باشند :

که در آن : (h) مقدار تغیر نما در فاصله h ،h فاصله بین نقاط نمونه برداری شده ، n تعداد جفت نقاطی که در یک راستا به فاصله h از یکدیگر قرار دارند ، _i) )Z مقدار متغییر در نقطه _i وh) + _i Z( مقدار متغیر در نقطه h + _i  می باشد . لازم به ذکر است که (h)  در واقع به دلیل دارا بودن ضریب  نیم تغییر نما می باشد اما در مراجع برای اختصار آن را تغییر نما نامیده اند (Issaks and Srivastava , 1989).

تغییر نما رابطه بین فاصله و واریانس داده ها را نشان می دهد و با سه پارامتر استخراج شده از آن می توان تغییرات مکانی متغیر را مورد بررسی قرار داد .

پارامتر آستانه که بیشترین مقدار تغییر نما را به خود اختصاص می دهد ، در واقع همان واریانس مکانی متغیر مورد بررسی است . دامنه تاثير بیانگر شعاع همبستگی نقاط با یکدیگر می باشد و در خارج این فاصله رفتار نقاط تصادفی خواهد بود پارامتر اثر قطعه ای واریانس خطای نمونه برداری را نشان می دهد و همچنین مشخصه تصادفی بودن متغییر مورد بررسی است . (حسنی پاک ، 1377)

برای این تحقیق تغیر نما برای راستاهای اصلی صفر ،45،90 و 135 درجه ترسیم گردد تا راستائی که در آن بیشترین همبستگی مکانی وجود دارد ، مشخص گردد . با توجه به وجود ناهمسانگردی (به علت متفاوت بودن آستانه و شعاع تأثیر در راستاهای مختلف ) از تغيير نمای همه جانبه که بیانگر متوسط تغییرات متغیر در تمام راستاها می باشد ، برای تشریح پیوستگی مکانی استفاده شده است .

2-3-2- روش های میان یابی زمین آمار در زمین آمار از یک رابطه عمومی برای محاسبه مقدار متغیر در یک نقطه مجهول استفاده می شود . اختلاف میان روش ها در محاسبه فاکتور وزنی است که به نقاط اطراف نقطه مورد نظر داده می شود . رابطه فوق به شرح زیر تعیین می گردد :

که در آن : _i) )Z^* مقدار برآورد متغیر _i مقدار وزن های نقاط مشاهده شده و _i) )Z مقدار مشاهده شده متغیر مورد بررسی است . شرط اساسی در این رابطه این است که باید مجموع وزن ها در برآورد یک نقطه برابر واحد باشد .

کریجینگ تخمین گری ناریب ، با کمترین مقدار واریانس تخمین می باشد . کوکریجینگ همان روش کریجینگ است که از متغیر کمکی برای تخمین استفاده می کند . برای محاسبه اوزان در این روش ها از مدل برازش داده شده بر تغییرنما استفاده می شود . در روش کریجینگ داده ها از توزیع نرمال پیروی کنند . (Issaks and Srivastava , 1989 . Johnston , et al . 2001 حسنی پاک  ، 1377)

TPSS یک نوع روش عددی میان یابی از نوع اسپلاین است   و واتسون (1984) ثابت کرد که TPSS نوعی کریجینگ می باشد . همچنین می تواند همانند روش کریجینگ ، بر اساس  یک متغییر کمکی تخمین را انجام دهد در این روش برای محاسبه  از تابع کوواریانس زیر استفاده می شود که این امکان وجود دارد تا برای محاسبه آن ، توان های مختلفی را بکار برد :

که در آن : C(h) تابع کوواریانس ، h فاصله بین نقاط و m درجه مشتق نسبی تابع در نقاط مشاهده ای می باشد .

روش WMA بر اساس تعداد نقاط همسایگی و فاصله آن ها تا نقطه مجهول و همچنین توانی که بیانگر تأثیر هر ایستگاه می باشد ، به تخمین پارامتر مورد نظر می پردازد . در این روش مقدار  از رابطه زیر قابل محاسبه است :

که در آن : d_i فاصله داده مشاهده شده i  ام تا نقطه مورد تخمین ، u توان مثبت و R شعاع تأثیر می باشد .

3-4- معیارهای ارزیابی

ارزیابی روش ها نیز در این قسمت با استفاده از تکنیک - Cross validation با معیارهای خطاگیری MAE  و  MBE صورت گرفته است :

که در آن :  MAE میانگین قدر مطلق خطا (دقت ) ، MBEمیانگین خطای انحراف (انحراف ) ، n تعداد متغیر مشاهده شده و _i) )Z^* و _i) )Z   به ترتیب مقادیر برآورد شده و مشاهده شده متغییر X در نقطه i  می باشد . علاوه بر استفاده از معیار فوق ، وضعیت نقشه های تولید شده و روند منطقی آن نیز مورد ارزیابی قرار گرفت که نتایج آن در ادامه مقاله ارائه شده است .

3- نتایج و بحث

همان گونه که قبلاً اشاره شد ، خشکسالی شدیدی برای سالهای 78 -1377 تا 80-1379 در سطح استان تهران بوقوع پیوست و برای این تحقیق کلیه ماه های این دوره مورد ارزیابی قرار گرفت . ولی به منظور جلوگیری از تطویل مقاله ، بیشتر نتایج 78- 1377 ارائه شده است ، ضمن اینکه در مجموع نتایج برای هر سه سال یکسان و مؤید جمع بندی های ارائه شده هستند .

3-1- مکانی بودن شاخص های خشکسالی و تحلیل تغییر نما

در ابتدای این بخش به بررسی این موضوع پرداخته می شود که آیا می توان شاخص های خشکسالی SPI و EDI را متغیر مکانی در نظر گرفت ؟ بدین منظور تغییر نمای آن ها برای ماه های مختلف مورد ارزیابی قرار گرفت که برای نمونه تغییر نما آبان و بهمن ماه سال 1377  منطقه مطالعاتی برای این دو شاخص و همچنین برای مقادیر بارندگی به عنوان یک متغیر مکانی در شکل های 2و3 آمده است . همانگونه که از اشکال ملاحظه می گردد ، پیوستگی مکانی حفظ شده ، بطوری که با افزایش فاصله ، واریانس زیاد شده است . همین روند کم و بیش برای سایر ماه ها نیز برقرار بود . لذا، استاندارد شدن بارندگی طی فرآیند محاسبه شاخص ها ، متغیر مکانی بودن آن را تحت شعاع قرار  نداده است و بر این اساس می توان از روشهای زمین آماری مورد اشاره در این تحقیق برای تحلیل مکانی آنها بهره جست .

در ادامه مدل تئوریک تغییر نمای شاخص ها تهیه گردید و از میان مدل های کروی ، نمائی ، خطی و گوسی با استفاده از تکنیک Cross validation برای آنها محاسبه شد . نهایتاً با مقایسه مقادیر خطا مناسب ترین آنها برگزیده گردید . به عنوان نمونه در شکل 2و3،  مدل های گوسی و کروی بهترین نتایج را در بر داشته اند . در جدول 1 نیز پارامتر های تغییر نما برای این دو شاخص در سال آماری 78 -1377 بصورت ماهانه ارائه شده است . در تفسیر پارامتر ها ، اثر قطعه ای نسبی که مشخصه تصادفی بودن متغیر مورد بررسی است بیشترین کاربرد را دارد (Litaor , et ,al , 2003) . این پارامتر حاصل تقسیم دو مقدار اثر قطعه ای بر آستانه است . در شرایطی که این حاصل بزرگتر از 5/0 باشد ، می توان گفت تأثیر جزء تصادفی متغیر بیش از جزء ساختاردار آن است و تخمین آن با روش های زمین آماری به صورت محدودتری امکان پذیر خواهد بود (حسنی پاک ، 1377) ملاحظه می گردد که برای اکثر ماه ها اثر قطعه ای نسبی زیر 5/0 می باشد .

3-2 - تحلیل مکانی

روش های زمین آماری مورد نظر مورد بررسی قرار گرفته و پارامترهای لازم به منظور تحلیل مکانی شاخص های خشکسالی تفسیر و استخراج شده اند .

برای روش کریجینگ معمولی ، نرمال نمودن داده ها از شرایط اولیه است که از طرق مختلف نظیر روش BOX-COX (MCMahon , 1986) این تبدیل انجام شد هر چند برای ماههایی همچون فروردین 1377 این کار میسر نشد و روش کریجینگ مقدمه ای برای استفاده از این روش بود که کار گسترده ای برای تهیه و تفسیر آنها صورت گرفت . برای این روش ، تعداد نقاط همسایگی برابر 16 در نظر گرفته شد .

علاوه بر روش کریجینگ معمولی ، روش کوکرجینگ که از یک متغیر کمکی (در اینجا) ارتفاع بهره می جوید ، نیز ارزیابی شد که به ذلیل همبستگی ضعیف آن با شاخص ها (حداکثر 2/0) ، استفاده ای از آن به عمل نیامد . روش TPSS  با توان های 2و 3 با و بدون متغیر کمکی نیز مورد ارزیابی مورد ارزیابی قرار گرفت . بررسی های انجام شده نشان داد که در اکثر ماه ها توان 2 موجب حداقل خطا MAE و انحراف MBE در تخمین مقادیر می شود . استفاده از متغیر کمکی ارتفاع نیز در این روش میسر نشد .

3-3 مقایسه و ارزیابی روش های کریجینگ  WMAوTPSS

برای این تحقیق ، ارزیابی روش های فوق به دو شکل انجام گرفت . در روش اول ، ملاک مقایسه معیار های خطاگیری MAE و MBE  بوده که میزان خطا و انحراف مقادیر تخمینی روش ها را نسبت به مقادیر واقعی نشان می دهند ( جدول 2) . بر اساس روش اول و برای شاخص SPI ، کمترین خطا به روش TPSS تعلق دارد ، در صورتی که بیشترین نوسانات MBE را نیز به خود اختصاص داده است . روش کریجینگ با وجود اینکه در دومین رتبه از نظر دقت قرار دارد ، در تخمین های خود کمترین انحراف را دارا می باشد و همچنین این مزیت را دارد که انحراف یکنواختی را برای کلیه ماه ها موجب شده است . روش WMA با دقتی مشابه با روش کریجینگ ، شاخص های خشکسالی را برآورد نموده است . حال اگر MAE به عنوان فاکتور اصلی در انتخاب روش ها در نظر گرفته شود ، می توان روش TPSS را گزینه برتر از لحاظ تئوریکی به شمار آورد . اما اگر هر دو معیار تواماً مدنظر باشند ، در این صورت روش کریجینگ مناسبتر از سایر روش ها عمل کرده است . در مورد EDI نیز مشابه قبل بود و روش TPSS کمترین خطا را به دنبال داشت ، اما همچنان کمترین انحراف را روش کریجینگ به خود اختصاص داد .

اما برای روش دوم , نقشه های شاخص های خشکسالی با روش های مختلف ترسیم شد تا از لحاظ کیفی نیز مقایسه لازم صورت گیرد که این گونه مقایسه کمتر مورد استفاده قرار گرفته است . اشکال 4و5 به ترتیب نقشه های شاخص SPI و EDI را با روش های زمین آمار برای بهمن ماه 1377 نشان می دهند . روش های کریجینگ (شکل 4 و 5 الف ) و میانگین متحرک وزن دار (شکل 4و5 ج ) تقریباً شرایط مشابهی را از نظر خشکسالی در محدوده منطقه مطالعاتی نشان می دهند . در صورتی که روش TPSS (شکل 4و5 -ب) شرایط متفاوتی را با روش های قبل ارائه داده است .

این روش علی رغم نتایج مثبت در مقادیر MAE نقشه هایی ارائه داده که از روند و تغییرات منطقی برخوردار نبودند و ناهماهنگی در آن بخصوص در مرزهای استان و مناطقی که فاقد ایستگاه هستند قابل مشاهده است. در توجیه این موضوع می توان این را ذکر کرد که این روش نتوانسته برون یابی مناسبی را انجام دهد ، به گونه ای که در بخشی از مرزهای استان که تراکم ایستگاهها ضعیف می باشد ، تغییرات شدید را در برآورد طبقات خشکسالی را شاهد می باشیم . مانند بهمن ماه 1377 که شرایط بسیار شدید خشکسالی تا بسیار مرطوب را این روش گزارش کرده است . به علاوه ، همین گونه رفتارهای غیر همسان و یکنواخت را می توان از یک ماه تا ماه بعدی نیز مشاهده کرد .

مقایسه برون یابی که به وسیله روش TPSS صورت گرفته است (شکل 6) در مقایسه با برون یابی کریجینگ (شکل 7) نشان می دهد ، تنها در قسمت های شمالی استان که پراکنش ایستگاهها از توزیع خوبی برخوردار است ، این دو روش درون یابی مشابهی را انجام داده اند ، اما در برون یابی خیلی متفاوت از یکدیگر عمل کرده اند . با توجه به بررسی های انجام شده ، مشخص گردید که برآوردهای انجام به وسیله روش کریجینگ به واقعیت نزدیکتر بوده است . در شکل 8 نیز برون یابی توسط روش WMA نشان داده شده که بیانگر شباهت آن با روش کریجینگ (شکل 7 ) می باشد .

3-4- مقایسه طبقات خشکسالی در محدوده شهرستان های استان

از جمله اهداف تهیه نقشه های خشكسالي در اين تحقيق ، اعلام وضعيت آن در شهرستان هاي استان مي باشد كه اين طبقات بر اساس مرزهاي آنها كه در شكل 1 نشان داده شده بود . محاسبه گرديد ( شكلهاي 11 و 12) . مقايسه بدين شكل با دو هدف انجام شد : يكي مقايسه عملكرد روش ها علي رغم نتايج نامطلوب TPSS ، مجدداً در اين قسمت بررسي گرديد ) و ديگري از بعد اجرايي آن بوده كه چنانچه از روش WMA كه داراي محاسبات بسيار ساده تري نسبت به روش كريجينگ است ، استفاده شود تا چه اندازه دقت كاهش خواهد يافت . اين مقايسه براي تمامي ماه هاي دوره خشك سالي 1377 تا 1380 انجام شد كه نمونه آن براي ماه هاي بهمن 1377 و مرداد 1378 بر اساس شاخص هاي SPI و EDI در اشكال 9 و 10 ارائه شده است . نتايج نشان دهنده هماهنگي دو روش WMA و كريجينگ مي باشد و مجدداً تفاوت آنها با TPSSكاملاً مشهود است .

نتيجه گيري :

در اين تحقيق روشهاي كريجينگ WMAو TPSSبراي تهيه نقشه هاي شاخص هاي خشكسالي SPI و EDI در استان تهران مورد بررسي و ارزيابي قرار گرفت . نتايج بدست آمده به شرح زير قابل ارائه است :

- آناليز واريوگرافي شاخص هاي خشكسالي SPI و EDI نشان دادكه  EDI نسبت به  از همبستگي مكاني بهتري برخوردار است علت اين امر را مي توان به ويژگي شاخص EDI نسبت داد كه از وجود حافظه اي كه مبين بارندگي هاي گذشته است برخوردار مي باشد و اين امر از تغييرات سريع كه تنها تابع مقطع زماني حال مي باشد جلوگيري مي كند .

- در مجموع تراكم ايستگاههاي در سطح استان يكسان نبوده و به خصوص در سمت جنوب و شرق اين كمبود بيشتر محسوس بوده است . روش TPSS به اين كاستي در مقايسه با دو روش ديگر حساسيت  بيشتري را نشان داده كه در مقايسه نقشه ها به وضوح مشخص شد و اين در حالي بود كه از نظر معيارهاي خطاگيري نتايج خوبي را اين روش در بردارد .

- روش گريجينگ در نهايت جواب هاي قابل قبولي را ارائه داد . ولي با محدوديت هايي نظير عدم نرمال شدن ماه هايي از سال همراه بود .

- روش WMA از بعد اجرايي و توصيه براي سيستم پايش خشكسالي كه از مراحل كمتر و سرعت بالاتري برخوردار است مورد ارزيابي قرار گرفت كه مقايسه آن با روش گريجينگ نتايج نزديك را به همراه داشت .

- در اعلام وضعيت خشكسالي مناطق ، تنها شاخص خشكسالي نقش ندارد و با همان اهميت روشي كه براي تحليل مكاني استفاده مي شود نيز اهميت دارد .

سيل و امواج مد

اغلب سيل‎ها در اثر بارندگي شديد، آب شدن برفها و تكه يخ‎هاي بزرگ و يا طغيان رودخانه‎ها جاري مي‎شوند. بعضي از رودخانه‎ها هر ساله به طور منظم طغيان مي‎كنند و از گزارش‎هاي سالهاي گذشته مي‎توان زمان وقوع و ارتفاع بالاآمدن آب را پيش‎بين يكرد. سيل‎هاي غيرقابل پيش‎بيني در اثر باران‎هاي سيل‎آساي غيرطبيعي روي زمين لخت، خيس و يا يخ‎زده جاري مي‎شوند. بعضي سيل‎ها در اثر امواج كنار دريا جاري مي‎شوند. در يك موج مدي توده عظيمي از آب دريا، كه گاه 6 تا 9 متر ارتفاع دارد، ناحيه‎ گسترده‎اي از زمين ساحلي را كه ممكن است حد آن به 80 تا 100 كيلومتري كناره دريا برسد فرا مي‎گيرد. اغلب اين امواج مد دريا در اثر زلزله‎هاي زير دريايي اتفاق مي‎افتند ولي گاهي به دنبال طوفان نيز حادث مي‎شوند.

   مناطقي كه خاك‎هاي چسبنده و بدون پوش گياهي دارند براي ايجاد سيل بسيار مستعد هستند دانه‎هاي باران بر اثرضربه به خاك باعث به هم فشردگي و چسبندگي لايه سطح‎رويي خاك شده و از قدرت جذب خاك و نفوذ آب در عمق خاك مي‎كاهد و به همين علت آب بارندگي در خاك نفوذ نكرده و جاري مي‎شود و در همين حال شدت ضربات باران باعث حركت دانه‎هاي خاك شده و اين دانه‎ها را همراه خود به حركت در مي‎آورد و معلق شدن اين ذرات خاك باعث زياد شدن حجم آب جاري شده مي‎گردد.

   اين آبهاي گل‎آلود حوضه‎هاي كوچك، در حوضه خود اگر نيروي كوچكي به شمار آيند با پيوستن به هم و تشكيل حوضه‎هاي بزرگ و زياد شدن حجم جاري قدرت مخربي را به وجود مي‎آورند كه در نهايت سبب خسارات مالي و جاني فراوان مي‎گردند.

   بعضي اوقات بعد از يك بارندگي شديد كوتاه مدت، در سطح حوضه آبريز و يا در يك قسمت اعظم از حوضه، باعث بوقوع پيوستن سيل مي‎شود اين بارندگي‎هاي دوم هميشه باعث سيل‎هاي وحشتناك و تخريب‎گي شده است. از بارندگي‎هايي كه باعث سيل يم‎شود يكي هم بارندگي‎هاي خارج از فصل مي‎باشد (مانند بارندگي‎هاي تابستاني) در تابستان رودخانه‎ها در حد كامل جاي هستند، ديگر اين كه به علت گرم بودن خاك و اختفاي هواي گرم مرطوب در حفره‎هاي خاك، باران شديد تابستاني نمي‎تواند در روزنه‎هاي خاك نفوذ كند و ناچاراً جاري مي‎شود و سيل و طغيان بوجود مي‎آيد.

   عامل ديگري كه در بروز سيل مؤثر مي‎باشد شكسته شدن سدها و آب‎بندها است، كه بر اثر سهل‎‎انگاري فني و يا عوارض زميني چون زلزله بوجود مي‎آيد و يا خرابي آب بندهاي طبيعي كه بر اثر ريزش كوه و بسته شدن گذرگاه آب حوضه آبريز درياچه‎‎اي را تشكيل اده و بر اثر فشار زياد آب سد از هم مي‎پاشد نيز عامل ديگري از عوامل بروز سيل مي‎باشد.

   يكي ديگر از عوامل بروز، شكسته شدن سدهاي يخي مي‎باشد. مكانيسم عمل بدين صورت است كه وقتي رودخانه مقدار زيادي يخ از مناطق كوهستاني را همراه مي‎آورد، پس از كاهش سرعت جريان، يخ‎ها به هم پيوسته و اولين شبكه يخي را تشكيل مي‎دهند و با پيوستن ديگر يخ‎ها به صورت ديواره‎‎اي در شكاف به دام افتاده و سد يخي تشكيل مي‎شود. شكسته شدن اين ديوار بر اثر گرما يا فشار باعث سرازير شدن آب جمع شده مي‎گردد. ذوب سريع برف و يخ نيز عامل مهم ديگي در بروز سيل مي‎باشد. برف معمولاً در كوهها بيشتر بوده و از فصل بهار به تدريج ذوب مي‎شود، برف به علت نياز بيشتر به گرما نمي‎تواند يكباره ذوب شود و براي ذوب هرگرم برف بيش از79 كالري حرارت لازم است. اين مقدار كالري بيشتر از گرماي خورشيد و يا بادهاي گرم مداوم تأمين مي‎شود. گاهي اين ذوب به همراه بارندگي‎هاي شديد، طغيان رودخانه‎ها را سبب مي‎گردد. فعاليت‎هاي آتشفشاني نيز باعث ذوب سريع برف كوهها و سيل آتي و پرحجم مي‎شود.

تفاوت سيل با طغيان

سيل حركت آب به صورتي كه هر چه در مسير خود دارد را به همراه ببرد و طغيان به سكون اين آبها و پيوستن آن به آب رودخانه‎ها، درياچه‎ها و در نتيجه بالاآمدن سطح آبهاي جاري و زير آب رفتن مناطق مسكوني و كشاورزي گفته مي‎شود. معمولاً طغيان در پي سيل بوده و به همين علت هر دو را به يك معني به كار مي‎گيرند.

  معمولاً سيل در اثر عوامل زير ايجاد مي‎شود:

  1.    ريزش سريع نزولات آسماني و عدم گنجايش محل نزول.

  2.    عدم نفوذپذيري زمين محل و ذوب سريع برف‎ها.

  3.    عدم گنجايش و عدم طراحي صحيح مسير رودخانه‎ و سيل‎ها

  4.    عدم استفاده از سيل بند و ديوارهاي محافظ در مناطق سيل‎خيز

  5.    عدم گنجايش صخره‎ها و جوي‎ها جهت عبور آب درمناطق شهري و مسدود شدن رودخانه‎ به علت ريزش  كوه

  6.     عدم لايروبي رودخانه و تجمع رسوبات سنگين و غيرطبيعي پشت سدها.

  7.    خرابي سيل‎بندها، سدها و مخازن آب.

  سيلا‎ب‎ها بر دو گونه‎اند:

1.    سيلاب‎ها آرام : كه در اثر افزايش حجم ناگهاني آب رودخانه‎ها و درياچه‎ها در اثر بارندگي در طي روزها و هفته‎ها ايجاد مي‎شود.

2.  سيلاب‎هاي ناگهاني : كه در اثر افزايش حجم آب رودخانه‎ها و درياچه‎ها ايجاد شده و با خود مرگ و مصدوميت افراد و تخريب منازل را به همراه دارد. اين سيلاب‎ها ممكن است بر اثر باران‎هاي سيل‎آسا، گردباد تخريب ديوارهاي سد و ذوب شدن سريع يخ به وجود آيد.

 مهم‎ترين خسارات سيل

تخريب پل‎ها، تخريب جاده‎ها، تخريب زمين‎هاي كشاورزي، تخريب چاه‎ها و قنات‎ها و تخريب بندها و سدها، تخريب منازل مسكوني ازدياد ناقلين (مالاريا)، آلودگي آب، از بين رفتن محصولات و حيوانات اهلي (سوء تغذيه) آسيب به مكان‎هاي بهداشتي و ارتباطي.

   زيان‎هاي ناشي از سيل مربوط به پوشيده شدن زمين از آب و نيز فشار خود آب است. سيل ممكن است لوله‎هاي آب يا فاضلا را جابه‎جا كند. در يك مورد، 5 كيلومتر از يك لوله 90 سانتي‎متري آب را سيل با خود برده است.

   ممكن است تأسيسات تصفيه آب و تلمبه خانه‎ها زير آب فرو روند و گل و لاي داخل تلمبه‎ها، موتورها و ساير تجهيزات شوند كه اين امر سبب تعميرات گران و وقت‎گيري خواهد شد. آسيب ساختمان‎هاي محافظ چاه‎ها و چشمه‎ها ممكن است منجر به آلودگي آب آشاميدني شود. تأسيسات تصفيه فاضلاب و لوله‎هاي خروج فاضلاب بيشتردر معرض صدمات سيل قرار مي‎گيرد. پس زدن آب در لوله‎هاي فاضلاب بيشتر در معرض صدمات سيل قرار مي‎گيرند. پس زدن آب در لوله‎هاي فاضلاب سبب سرريز شدن آدمروها، مخازن فضولات و چاه‎هاي فاضلاب مي‎شود. به علت بالا آمدن سطح آب انواع زباله در نقاط مختلف پخش مي‎شوند كه جمع‎آوري و دفع آنها مشكل مهمي ايجاد مي‎كند. جمع شدن زباه و فضولات سبب افزايش مگس و جوندگان مي‎شود. دفن مردگان و زير خاك كردن لاشه حيوانات مرده مواقعي مشكل فوري و مهمي را به وجود مي‎آورد.

   شگفت اين كه هنگام وقوع سيل خطر آتش‎سوزي نيز افزايش مي‎يابد. بالا آمدن سطح آب ممكن است سبب واژگون شدن مخازن نفت يا بنزين شود و يا ورود آب به مخازن برگ مواد سوتي سبب پخش شدن آنها در منطقه وسيعي گردد. اگر جرقه‎اي به اين مواد سوختي برسد آتش به سرعت همه جا را فرا مي‎گيرد، زيرا اشغال شناور در سطح آب و ساير اشياء معمولاً همگي مواد قابل اشتغال‎اند. گاه اتصال در شبكه برق ساختمان‎هايي كه زير آب رفته‎اند،‌باعث آتش‎سوزي و برق‎گرفتگي مي‎شود. تأسيسات بهسازي مناطق ساحلي ممكن است به هنگام هجوم اين امواج ويران شوند و يا در اثر شسته شدن زمين و فرو ريختن آن، در معرض صدمه قرار گيرند.

   اين حوادث ممكن است موجب مرگ و مير فراوان ولي تعداد محدودتر، مجروح گردند، علل عمده بيماري و مرگ‎ها اصولاً در اثر غرق شدن، برق‎گرفتگي، عفونت‎هاي حاد تنفسي، حيوان گزيدگي و زخم‎ها و در بين ضعيف‎ترين افراد جامعه اتفاق مي‎افتد. در طوفان‎هاي استوايي و يورش امواج خروشان، در نوامبر 1977 كه تعداد 70000 نفر را در آندارپرادش هند مورد تهاجم قرار داد، حداقل تعداد 10000 نفر كشته و فقط 177 نفر مجروح غالباً داراي شكستگي پا و بازو بر جاي گذاشت.

   در ايران گرچه در بسياري از نقاط بارندگي كم است اما در بيشتر مناطق ممكن است 60 درصد بارندگي ساليانه در يك شبانه روز رخ دهد. همين عامل به همراه شيب‎هاي تند كوهستاني البرز و زاگرس – كه شهرهاي ما را در دامنه خود جاي داده‎اند – باعث شده است كه بروز سيل يكي از نگراني‎هاي عده – تقريباً در تمام فصول سال – باشد. سيل در ايران به دليل ويژگي‎هاي زمين‎شناسي و تخريب‎هاي زيست‎ محيطي بسيار آلوده بوده و گل و لاي زيادي به همراه دارد. به همين دليل نيز اغلب سيلاب‎ها در ايران، خسارات زيادي وارد مي‎كنند. سيل روزانه 200 ميليون تومان زبان به اقتصاد ملي وارد مي‎سازد.

   طبق يكي از گزارشهاي طرح ملي آمادگي و كنترل سوانح طبيعي كشور ايران در 25 سال گذشته يا 967 سيل روبرو بوده كه از اين ميان 117 سيل بسيار مهم و يا خسارات و تلفات فراوان همراه بوده است. طي اين سالها به طور متوسط با 39 سيل در سال، 916 ميليارد و 200 ميليون تومان به كشور خسارت وارد شده است كه متوسط خسارت سالانه 36 ميليارد و 600 ميليون تومان بوده است. طي 25 سال گذشته (از 1351 تا 1375) 5/42 ميليون نفر از جمعيت كشور تحت تأثير سيل بوده‎اند. طي اين مدت دو ميليون و 892 هزار و 400 نفر بي‎خانمان شده و سالانه به طور متوسط 500 واحد مسكوني ويران و يا آسيب ديه است. در گزارش ديگري از ستاد حوادث غير مترقبه كشور آمده است كه فقط در سال 1370 در كشور 61 سيل و 27 زلزله رخ داده است.

   خانه‎سازي در حريم رودخانه‎ها، آن هم با مصالح نامناسب علت اصلي خسارات سيل در بسياري از شهرهاي كشور بوده است. در شهرهاي بسياري از كشورها كه از لحاظ وجود رودخانه شرايط مشابهي با ما دارند، به دليل پر ارزش بودن زمين و يا به جهت استفاده از زيبايي رودخانه، خانه‎هايي زيادي بر ساحل رودخانه‎ها ساخته مي‎شوند اما تدابير كارشناسي ظريفي نيز جهت پيش‎بيني خطرات سيل به كار مي‎رود. اغلب درچنين شهرهايي هيچگاه مجوز زيرزمين به ساخت و سازها تعلق نمي‎گيرد.

   خانه‎ها به گونه‎اي ساخته مي‎شوند كه آب بتواند به راحتي از زيربنا عبور نمايد. دادن مجوز ساخت زيرزمين در ساختمان‎هايي كه در نزديكي مسير و يا سواحل رودخانه‎ها بنا مي‎شوند، توسعه بي‎رويه شهر كه به دليل تغيير سطح پوشش زمين، قابليت نفوذپذيري آن را از بين مي‎برد، تنگ كردن مجاري و مسيرهاي مهم شهرها  بتون كردن آنها كه شتاب آب را بالا مي‎برد، پمپاژ كردن آب به ارتفاعات بالا كه به رانش زمين حساس هستند و ... از جمله اشتباهات مديريتي هستند كه شهرداريها و مديران شهري نبايد مرتكب آنها شوند.

  اقدامات قبل از وقوع سيل

1.       لزوم رعايت اصول و ضوابط مهندسي رودخانه در احداث پل‎ها مطابق استاندارد.

2.       مطالعه و اجراي طرح‎هاي سيستم‎ هشدار سيل (مناطق پرجمعيت، كوهستاني و رودخانه‎هاي بزرگ).

3.       حفاظت و جلوگيري از دخل و تصرف غيرمجاز در بستر رودخانه‎ها و مسيل‎ها.

4.       پاكسازي و دفع انباشته‎هاي طبيعي و مصنوعي در محدوده پل‎ها و زيرگذرها با هماهنگي شركت‎هاي آب منطقه‎اي.

5.       لزوم استفاده از كارشناسان شركت‎هاي آب منطقه‎اي در هنگام بروز سيلاب به منظور ثبت آمار و خسارات سيلاب‎ و يكنواخت‎سازي آمار و اطلاعات و استفاده از نظرات كارشناسي شركت‎هاي آب منطقه‎اي در زمينه تحليل علل بروز و تشديد سيل و چگونگي مقابله و كاهش خسارات در حين وقوع سيل.

6.       نصب تابلوهاي هشدار سيل در مسير رودخانه‎هاي سيل خيز (در نقاط خاص و مهم و با توجه به شرايط رودخانه‎ها و مسير سيل‎ها).

7.       ايجاد نظام هشدار و مديريت سيل (حوزه‎هاي كوچك و پرجمعيت كوهستاني – مناطق شهري – رودخانه‎هاي بزرگ).

8.       لزوم به كارگيري و توسعه نقش بيمه در سرمايه‎گذاري طرح‎هاي پيشگيري و جبران خسارات ناشي از سيل.

9.       ارايه خدمات آموزش عمومي از طريق جمعيت هلال‎احمر، آموزش و پرورش و رسانه‎هاي عمومي با هماهنگي كميته‎هاي فرعي پيشگيري از سيل در استانها.

10.   اصلاح بستر رودخانه‎ها:

الف) عريض كردن بستر رودخانه

ب) عميق كردن در اثر لايروبي

ت) عريان كردن رودخانه از نباتات

ث) تسطيح رودخانه‎ها

ج) تصحيح مسير براي كم كردن طول رودخانه

11.   ايجاد سيل برگردان:

الف) ايجاد ديواره‎ها در كنار رودخانه‎ها.

ب) كندن كانال‎هاي عرضي و موانع در مسير سيل.

پ) منحرف كردن آبهاي تجمع شده به مناطق ديگر.

ت) ايجاد سيل شكن در دره‎ها براي جلوگيري از تجمع آب.

12.   ايجاد و ساخت سدها و آب بندها: بهترين چاره‎ است كه مي‎توان در توليد برق و آبياري از آن استفاده كرد.

13.   حفاظت از بستر رودخانه‎ها: در حوضه‎هاي مرتفع با استفاده از مصالح ساختماني.

14.   حفاظت بيولوژيكي : عدم كاشت درخت در كنار رودخانه‎ها و ايجاد پوشش گياهي و جنگل‎ها براي كم كردن سرعت قطرات باران.

15.   ايجاد سرعت شكن‎هاي بتوني و سنگي در مسير بستر رودخانه‎ها و مسير سيلاب‎ها

  اقدامات هنگام سيل

1.       هميشه و همه جا اصل خونسردي را حفظ كنيد.

2.       براي اطلاع از وضعيت و گرفتن دستورات لازم به راديو، تلويزيون و يا اعلام بلندگوهاي عمومي گوش دهيد در صورتي كه دستور تخليه داده شد فوراً اين كار انجام دهيد.

3.       وسيله روشنايي تهيه كنيد (چراغ قوه، شمع و ...)

4.       به سرعت كمي غذا و آب ذخيره كنيد. (ممكن است منابع آب آلوده گردد و مواد غذايي يافت نشود) و از مصرف مواد غذايي در تماس با سيل و فاقد ظرف ضد آب خودداري شود. از غذاهاي كنسرو شده سالم استفاده نماييد.

5.       در خارج از منزل مواظب سيم‎هاي برق كه روزي زمين افتاده (خصوصا در آب) باشيد تا دچار برق‎زدگي نشويد.

6.       در هنگام رانندگي مراقب شيب‎ها و پيچ‎هاي جاده باشيد به آرامي و با خونسردي رانندگي كنيد (ترمزها بخوبي كار نمي‎كند).

7.       اگر خانه شما در محل مرتفعي است و خطر آب گرفتگي شما را تهديد نمي‎كند نياز به خروج از منزل نمي‎باشد.

8.       جريان برق، آب و گاز را براي اجتناب از آتش‎سوزي و برق‎گرفتگي و انفجار قطع كنيد.

9.       در صورت ترك خانه اشياء گران قيمت را به محل‎هاي بالاتري در منزل ببريد درها را قفل كنيد.

10.   مناطق كم ارتفاع را سريعا ترك نماييد.

11.   به نقطه مرتفعي دور از رودخانه‎ها، نهرها و زهكشي برويد.

12.   از فاضلاب‎ها و جويبارهاي به ظاهر آرام دوري نماييد. و از ورود به جريان پرشتاب آب بدون توجه به قابليت شناگري كه خطر غرق شدن را به دنبال دارد، اجتناب كنيد.

13.   سيلاب‎هايي كه سطح جاده و پل‎ها را پوشانده است داراي قدرت مافوق تصور است.

14.   راه‎رفتن و يا رانندگي در سيلاب خطرناك‎ترين كاري است كه ممكن است انجام دهيد.

15.   وسايل نقليه، حيوانات مزرعه و اشياء قابل حمل و نقل را به نزديكترين محل مرتفع انتقال داده شود. خودروها و وسايل نقليه محل‎هاي امني در مقابل سيل نمي‎باشد زيرا خودرو ممكن است در آب جاري از كار بيافتد و يا توسط آب حركت داده و برده شود.

16.   حشره‎كش‎ها را از آب دوري كنيد چون امكان دارد آلودگي خطرناكي را موجب شود.

17.   هيچ‎گاه به تنهايي در يك ناحيه سيل‎زده، به اين طرف و آن طرف ندويد.

18.   آبهاي جمع شده در گودال‎هاي مناسب براي رشد حشرات بخصوص پشه‎ها مي‎باشد. لذا از توري در محل اقامت استفاده گردد و پوشاك آستين بلند و چكمه‎هاي ساق بلند بپوشيد

زانیار بهمنی   850652416

گروه ۲

 

آب‌شناسی

از ویکی‌پدیا، دانشنامهٔ آزاد

[] تعریف شناخته شده

ابراهیم محمد پناهی

گروه ۲

بهره برداری از منابع آب

بسیاری از جوامع یا افراد ، قدر نعمت‌های موجود را نمی‌دانند و این قدرنشناسی را بهره برداری نادرست از این نعمت‌ها نشان می‌دهند. یکی از این نعمت‌های بزرگ خداوند ، آب است. چون منابع آب محدود است، باید در استفاده از آنها دقت کافی به عمل آید. در بخش کشاورزی ، عوامل زیادی سبب هدر رفتن مقدار زیادی از آب می‌شود که بر فراز آنها عبارتند از:

آبیاری مزارع در زمان نامناسب

آبیاری به هنگام ظهر که گرمای هوا سبب افزایش تبخیر می‌شود، مقدار زیادی از آب را هدر می‌دهد.

غرقابی کردن زمین کشاورزی و نفوذ دادن آب به اعماق زمین

آب زیاد دادن به زمین ، سبب می‌شود که خاک تا عمق زیادی از آب پر شده ، فضاهای خالی آن پر شود.

آلودگی آبها

بوسیله سموم دافع آفات گیاهی و یا ریختن کودهای شیمیایی ، آبها آلوده می‌شوند.

تامین آب آشامیدنی شهر و روستا

مردم به آب سالم برای آشامیدن و پرداختن به امور بهداشتی نیاز دارند. تامین آب با صرف هزینه و سرمایه گذاری زیاد انجام می‌‌شود. در تامین آب سالم و مناسب ، به مراحل زیرین پرداخته می‌شود:

• کشف منابعی که برای آشامیدن و سایر مصارف مردم مناسب باشد.
• جمع آوری آبهای سطحی یا بهره برداری از آبهای زیرزمینی
• تصفیه آب برای از بین بردن آلودگیهای احتمالی
• انتقال آب از محل تصویه به محل‌های مصرف (شهر و روستا)
• مراقبت از تاسیسات ، کانالها و لوله‌های انتقال آب

همه موارد اخیر به تخصص ، هزینه و زمان نیازمند است. بنابراین ، در مناطق شهری و روستایی آبهای آشامیدنی لوله کشی شده یا تصفیه شده با صرف مخارج زیادی فراهم می‌شود و باید در استفاده از آنها دقت کافی به عمل آید. زندگی شهرنشینی و تراکم جمعیت در شهرها و توجه به امور بهداشتی آنها ، سبب شده است که نیاز بیشتری به آب آشامیدنی سالم احساس شود. تامین آب مناطق شهری و روستایی گاهی سبب کاهش مورد نیاز کشاورزی و باغداری می‌شود.

بهره برداری از آب در صنایع

در اوایل قرن بیستم ، از کل مصارف آب در جهان ، حدود 6% در بخش صنایع مصرف می‌شد. هم اکنون این رقم 4.5 برابر شده است. در ایران فقط 5% از کل مصرف آب مربوط به صنایع می‌باشد. آبی که به صنایع می‌رسد، معمولا خیلی زود کیفیت خود را از دست می‌دهد یا گرمای آن زیاد می‌شود و یا آلودگی شیمیایی و میکروبی پیدا می‌کند. گرمای آب مورد نیاز صنایع را می‌توان با برجک‌های خنک کننده گرفت و آب را دوباره یا چندباره مورد استفاده قرار داد. اما رفع آلودگی شیمیایی یا میکروبی به تخصص و هزینه زیادی نیاز دارد. البته آبهای آلوده صنعتی به مدت زیادی در طبیعت باقی می‌مانند.

بحران آب

روند افزایش جمعیت و گسترش منابع و نیاز به آب برای تامین غذای بشری سبب شده است که آب به عنوان یک عامل حیاتی و بوجود آورنده بحران تلقی شود. کافی است برای پی بردن به ارزش آب و نقش آن در ایجاد تنش های سیاسی به جدالهای سران کشورها بر سر تقسیم آبها و مرزهای آبی توجه شود. برای حل این بحران استفاده از آب رودخانه‌ها تا یک سقف معینی مجاز است. آبهای مرزی حتی جنگهایی را بین کشورها به وجود آورده و اختلافات اساسی ایجاد کرده است که با مصرف مناسب و برنامه‌ریزی دقیق در مصرف می‌شود از این بحرانها خلاصی یافت.

مصرف بهینه آب

• بر اساس بررسی‌های به عمل آمده میانگین آب مصرفی سرانه جهان (صنعتی ، کشاورزی و آشامیدنی) در حدود 580 مترمکعب برای هر نفر در سال است. متاسفانه این رقم در ایران با کمبود منابع آب ، 1300 متر مکعب در سال است. این امر بیانگر اتلاف منابع آب و اسراف بیش از حد منابع حیاتی است.
• مقدار مصرف سرانه آب لوله کشی آشامیدنی در شهرهای ایران در حدود 142 متر مکعب در سال است که از مصرف سرانه برخی کشورهای اروپایی پُرآب ، مانند اتریش (108 مترمکعب درسال) و بلژیک (105 مترمکعب درسال) بیشتر است. یکی از دلایلش این است که در ایران از آب آشامیدنی تصفیه شده برای شستشوی اتومبیل ، حیاط ، آبیاری باغچه‌ها ، استحمام ، لباسشویی و ظرفشویی استفاده می‌شود، در حالی که در اکثر کشورها آب آشامیدنی از آبی که به سایر مصارف می‌رسد ، جداست.
• برای بهره برداری درست از آبهای آشامیدنی بهداشتی ، شاید بهترین راه جدا کردن آب آشامیدنی از آبهای مصرفی دیگر است.
• در کشاورزی بایستی روشهای آبیاری متناسب با محیط باشد و یا از روشهای جدید آبیاری استفاده شود که اتلاف آنها کم است. مثلا آبیاری بارانی یکی از راه های بهره برداری از آبها در کشاورزی است.
• تهیه آبهای آشامیدنی بهداشتی شهر و روستا به علت اینکه تصویه می‌شوند، بسیار پرهزینه‌تر از آبهای کشاورزی و صنعتی است. بنابراین ، باید در مصرف این آبها دقت کافی به عمل آید.

 آلودگی آبها

مسائل بهره برداری از منابع آب جهان فقط به مصرف نادرست بر نمی‌گردد. گاهی انسان با کارهای نادرستش ماهیت آب را تغییر می‌دهد که به آن آلودگی آب گویند. آلودگی آب ، تغییرات فیزیکی ، شیمیایی و زیستی (میکروبی) را شامل می‌شود. که عمده‌ترین این آلودگی‌ها را در زیر لیست می‌کنیم.

• وارد کردن زباله های صنعتی یا خانگی در آب
• ریختن فاضلاب صنعتی ، خانگی و بیمارستانی در آب
• آلودگی حرارتی آب که از طریق عملیات صنعتی در آب رودخانه‌ها ایجاد می‌شود. مثلا نیروگاه‌های تولید برق ، تولید فلزات و برخی کالاهای دیگر سبب آلودگی حرارتی آب می‌شوند. گرم شدن آب ، ارگانیسم موجودات زنده جهان را بهم می‌زند، زیرا برخی از گیاهان ، ماهی‌ها و موجودات زنده آبزی در آب رودخانه‌ها و دریاچه‌ها تا دمای خاصی می‌توانند تحمل کنند و دمای بیشتر یا کمتر از آنها حیات آنها را به خطر می‌اندازد. بنابراین ، آلودگی حرارتی نیز در نوع خود مهم است.
• وارد کردن سموم دافع آفات گیاهی و کودهای شیمیایی آب را آلوده می‌کند. ورود مواد شیمیایی و عناصر نامطلوب در آب ، سبب آلودگی شیمیایی آن می‌شوند و چون آب در طبیعت در گردش است، آلودگی آب سریعا گسترش می‌یابد. جیوه ، سرب ، مواد شیمیایی سمی ، از خطرناکترین آلوده کننده‌های آب هستند و برخی از این مواد ، سالها در محیط باقی می‌مانند و حیات جانداران و گیاهان را به خطر می اندازند.

عرفان واصلی

گروه ۲

آب در زندگی بشر اهمیت بنیادی دارد. از اینرو آب را مایه حیات گویند. در روز گرم تابستان وقتی شیر آب قطع می شود ، ضرورت وجود آب در زندگی انسان نمایان می گردد. انسان می تواند بدون غذا چند روزی را بگذراند ، اما بدون آب به زودی از پا در می آید.

• آیا آب را به بطور سالم و در حد نیاز استفاده می کنید؟
• آیا آب به اندازه کافی و در همه جا در دسترس بشر هست؟
• برای استفاده مطلوب از آب چه کار باید کرد؟ و غیره

 موقعیت جهانی آب

مقدار آب موجود در کره زمین تقریبا ثابت بوده است. این آب به مصارف آشامیدن ، کشاورزی ، صنعت و ... می رسد و زندگی بشر را بهبود می بخشد. اگر کره زمین از فضا روئیت شود ، رنگ طبیعی آن آبی دیده می شود یعنی کره ای که بیشتر سطح آن را آب پوشانده است. یعنی بخش اعظم سطح زمین را اقیانوس‌ها و دریاها فرا گرفته اند. از نقطه نظر حجم و اندازه ، در حدود 97.2%از آبهای موجود در جو زمین و آب موجود در خاکها و آبهای زیرزمینی می باشند.

آب شیرین

انسان برای انجام فعالیت هایش به آب شیرین نیاز دارد. آب شیرین ، یعنی آبی که میزان نمکهای آن بسیار کم باشد. آب اقیانوس ها و دریاها شور هستند و استفاده از آنها نیازمند تصفیه کردن آنهاست که این امر به احداث مرکز تصفیه خانه آب با مکانیزم های پیشرفته تصویه نیاز دارد. هزینه بالای این امر سبب شده که انسان به آب های شیرین موجود در خشکیها و اتمسفر زمین قانع باشد. حجم آب شیرین در جهان بسیار کم و در حدود 2.8% از حجم کل آب جهان است. برای مصرف آب شیرین اندک موجود در جهان محدودیت هایی هم وجود دارد ، زیرا مقداری از آبهای شیرین جهان به شکل یخ در یخچالهای قطبی و کوهستانی قرار دارد که به این صورت قابل بهره برداری نمی باشند. اما انسان به آبهای شیرین موجود در رودها ، دریاچه‌ها ، و آبهای زیرزمینی دسترسی دارد. البته آبهای زیرزمینی که در لایه‌های داخلی زمین موجود هستند ، لازمه دسترسی به آنها مسائلی همچون اکتشاف ، حفر چاه ، کانال کش ، و به کار بردن دستگاههای پمپ آب ، ایجادتاسیسات و لوله کشی را در پی دارد.

آبهای موجود در زمین همواره در حال تغییر شکل هستند. این آبها ، حالات مایع ، جامد و گاز به خود می گیرند ، جلوه‌های طبیعی آب بسیار وسیع است. مقداری از آن در زمین نفوذ کرده و آبهای زیرزمینی را تشکیل می دهد. قدری از آن هم در درون شاخه‌ها ، برگ‌ها ، تنه و ریشه درختان ذخیره می شود. آیا جلوه های دیگری از آب هم می شناسید؟


آب موجود در اتمسفر زمین بر اثر گردش طبیعی آن هر 9 روز یک بار بین آسمان و زمین جابجا می شود. در هر سال این عمل چندین مرتبه تکرار می شود. حجم آبی که در هر سال به وسیله گردش آب در طبیعت فراهم می شود ، در حدود 40000 کیلومتر مکعب است. انسان با تکنولوژی امروزی می تواند 25000 کیلومتر مکعب آنرا مورد بهره برداری قرار دهد. ریزش های جوی در همه جای سیاره زمین یکسان نیست و در برخی جاها بارندگی بیشتر از سایر مکانهاست.

وضعیت آبهای ایران

با توجه به قرار گرفتن ایران در نواحی خشک و بیابان ، مقدار بارندگی و حجم آبهای ایران کافی نیست. و ریزش های جوی نیز بطور یکنواخت صورت نمی گیرد. میانگین بارندگی سالانه در جهان در حدود 800mm تبخیر واقعی و 900mm تبخیر بالقوه می شوند. کشور ایران با اینکه 1.1% از مساحت خشکی های جهان را داراست ، فقط 0.345% از آبهای موجود در خشکیهای جهان را در اختیار دارد. از سوی دیگر در اغلب مناطق ایران ، ریزشهای جوی بصورت محلی و فصلی است که نیاز چندانی به آب برای کشاورزی در پاییز و زمستان نیست ، همچنین بارندگی به طور یکنواخت در کشور توزیع نمی شود.


محدودیت منابع آب و توزیع فصلی نامناسب بارندگی دال بر این است که بایستی منابع آبهای موجود سطحی و زیرزمینی را به خوبی شناسای و مطالعه کرده و با برنامه ریزی دقیق ، بهره برداری صحیح از آنها صورت گیرد. البته مردم ایران از اول با این مشکل مواجه بوده اند و با حفر قنات و کاریز ، بهره برداری از آبهای زیرزمینی را ابداع کرده اند. با احداث سد و بندهای متعددی نیز آبهای سطحی را مورد استفاده قرار می دهند.

آنچه باید بدانیم

• حجم آبهای شیرین قابل استفاده توسط انسان بسیار محدود است.
• میزان بارندگی سالانه ایران بسیار کمتر از میانگین بارندگی جهانی است.
• پراکندگی بارش در همه جای ایران یکسان نیست و بیشتر بارندگی در زمان نامناسب برای کشاورزی صورت می گیرد.
• برای بهره برداری صحیص از منابع آب بایستی ابتدا منابع را خوب شناخته و بر روی آنها برنامه ریزی دقیق انجام داد.

هيدرولوژي چيست ؟

موضوع:مدل سازی سیل و خشکسالی با استفاده ازشبکه مصنوعی(ANN)

  سال تحصیلی: نیمسال دوم 87-88

 سید امیر قریشی

رشته: مهندسی عمران

گروه۲

چکیده :

رخدادهای طبیعی از جمله سیل و خشکسالی از جمله مشکلات بشر در گذشته و حال می باشد . یکی از ضروریات مهار این بحرانها شناخت  تناوب و بزرگی این وقایع و پیش آگاهی می باشد. روبط کابین عوامل موثر در وقوع این پدیده ها از نوع غیر خطی (Non Linear) و پیچیده می باشد. با توجه به نقاط ضعف روشهای سنتی در به کارگیری  آنها برای حل چنین مسائلی در سالهای اخیر تحقیقاتی  در خصوص امکان استفاده از روشهای جدید تحت عنوان هوش مصنوعی (AI) شروع شده است . یکی از روشهای هوش مصنوعی مورد توجه ، روش شبکه عصبی مصنوعی (ANN) است .این روش دارای یک پیکر بندی ریاضی لایه میانی (مخفی ) و یک لایه خروجی است . هر لایه از چندین گره (نرون ) تشکیل شده و بردارهای ورودی یک و یا بیشتر می باشد. این مقاله  سعی دارد بر اساس تحقیقات اخیر نسبت به معرف توانائی این روش در کمک به مدیریت بحران حاصل از وقایع سیل و خشکسالی اقدام نماید.

واژه های کلیدی :  هوش مصنوعی ، شبکه عصب مصنوعی ، مدل ، سیل ، خشکسالی

 مقدمه :

بشر از گذشته های دور با بلایای طبیعی روبرو بوده و اثرات نامطلوب آن را بر زندگی خود مشاهده کرده است . از جمله این بلایای طبیعی می توان به خشکسالی های طولانی :

(چنان خشکسالی شد اندر دمشق           که یاران فراموش کردند عشق )

سیلابهای تاریخی (Paleo Flood) ، که اقدامات رسوب شناسی وجود آنها را در گذشته تأیید میکنند و موارد دیگری از قبیل زمین لرزه و ... اشاره نمود.

آنچه که پر واضح است ،  افزایش جمعیت بر روی کره زمین و همچنین افزایش گازهای آلاینده در جو و بهره برداری های  بسیار نامطلوب از منابع طبیعی تجدید شونده حوزه های آبخیز ، رفتارهای هیدرولوژیکی حوزه را به سمت  خود تخریبی و دور نمودن عملکرد آن از مطلوبهای انسان نیازمند سوق میدهد. از جمله آنها وقوع سیلابهائی با دبی بالاتر (به دلیل افزایش ضریب رواناب ) ، بهم خوردن مقدار سالانه نزولات جوی و یا تغییر توزیعهای زمانی و مکانی مقدار نزولات جوی می باشد.

به هر حال آنچه پیش روی انسان امروزی است وجود چنین وقایع نامطلوب ولزوماً انجام چاره جوئی بر آن است . ولی سؤال اصلی اینجاست که چگونه باید بر این بحرانهای منشأ گرفته از آب غلبه نمود و یا خود را با آن سازگار ساخت . بدین منظور اولین سؤال  متبادر به ذهن این است ، که با توجه به روند موجود ، در آینده با چه بزرگی  از این بلایای طبیعی یعنی خشکسالیها و کمبود منابع آب و یا طغیانها روبرو خواهیم بود. چرا که انجام هر گونه برنامه ریزی واقدامات مهندسی  موکول به برآورد  صحیحی از این اتفاقات در آینده است .

بدین خاطر متخصصین علم هیدرولوژی ، و سایر رشته های مرتبط با آن وادار شده اند که روشهای مناسبی را برای پیش بینی بزرگی این حوادث با دقت قابل قبول در اختیار بگیرند. روشهای مورد استفاده را می توان به روشهای سنتی (مبتنی بر آمار ریاضی ) و روشهای جدید ریاضی تقسیم نمود. توزیعهای احتمالاتی را برای برآورد بزرگی یک حادثه درآینده با احتمال مشخص بمانند روشهای گامبل ،  پیرسیون و ... همچنین روابط فیزیکی را برای محاسبات معین (Determinstic) بمانند روش هیدروگراف واحد و ... تعریف نموده اند ، روشهای جدید سعی بر آن دارد که از داده های بیشتر و متنوعتری استفاده کرده  تا بتواند روابط حاکم مابین عوامل متعدد و موثر در وقوع یک پدیده را طی یک روابط منطقی ریاضی بیان کنند. این روشها نظم و ارتباط پنهان موجود در درون این داده های  به ظاهر نامنظم را کشف کرده و بر این اساس ، روند آینده وقوع پدیده را ترسیم میکنند ، و بدین طریق امکان برنامه ریزی را برای تصمیم گیران فراهم می نمایند.

از جمله این روشها می توان به منطق فازی ، الگوریتم ژنتیک ، شبکه عصب مصنوعی و ... اشاره نمود که تحت عنوان هوش مصنوعی (Artificial Intelligence) دسته بندی می گردد.

این مقاله در نظر دارد که ویژگیهای ساختمانی و بکارگیری (ANN) را برای مدیریت بحران آب (سیل ، خشکسالی ) معرفی نماید.

 ویژگیهای شبکه عصبی مصنوعی:

شبکه های عصبی مصنوعی (Arteficial Neural Networks) که به اختصار (ANNs) نامیده می شوند در واقع یک ابزار ریاضی قدرتمندی هستند که با تقلید ساده از سیستم عصبی بیولوژیک ساخته شده اند. قدرت انعطاف و تصحیح پذیری بالایی در انطباق خود با داده های موجود را دارند. بطوریکه می توان مجهز به سازماندهی شود که نظم و هماهنگی موجود در داخل این داده ها را پیدا نمود و بر اساس یک سری شواهد (بردارهای ورودی ) وقوع و بزرگ یک پدیده ای را پیش بینی نماید مهمترین موضوع در مورد این مدلها انتخاب ورودیهای مناسب به مدل برای رسیدن به آن ویژگی مطلوب برای اخذ خروجیهای مورد نظر است .  علاوه بر ان معماری ساختمان (ANN) و نحوه انتخاب ارتباط بین نرونها و وزنی که هر نرون به خود اختصاص خواهد داد ، از اهمیت والائی برخوردار است . در حال حاضر تحقیقات زیادی در خصوص این مدل ریاضی و نحوه معماری آن در حال انجام است تا بتواند به سؤالات چندی از قبیل :

ـ باید از چند لایه تشکیل شده باشد.

ـ باید به تعداد چند گروه (نرون ) در هر لایه باشد.

ـ آیا لایه ها باید کاملاً با همدیگر مرتبط باشندو یا لازم نیست .

ـ چه روشی برای آموزش شبکه باید به کار گرفته شود.

ـ برای یک روش آموزش شبکه ، پارامترها (وزنها) باید چگونه توزیع شوند.

به هر حال با توجه به نیاز برای انجام تحقیقات در خصوص تکامل این مدل ، در حال حاضر اشکال مختلفی از آن در امور مربوط به آبخیزداری از قبیل بررسی روابط بارندگی و رواناب در یک حوزه آبخیز ، هیدروگراف (آبنمود ) سیل و ... کاربرد دارد . آنچه که بر اهمیت موضوع می افزاید وجود روابط غیر خطی مابین عوامل مؤثر بر پدیده های مختلف هیدرولوژیکی بوده و مدل (ANN) دارای توانایی لازم برای تطابق خود با این روابط غیر خطی است ، بیان دیگر آنکه منظور ساختن مدلی غیر خطی انکه منظور از ساختن مدلی غیر خطی با ویژگهای قابل انعطاف و امکان پذیر اموزشی وقایع گذشته به مدل می باشد  تا بر اساس این اموزشها توانایی بازساز رفتار سیستم را برای ورودیهای جدید داشته باشد . ایده استفاده از این مدل (ANN) ان است که تمام اطلاعات مهم در داخل دادهها پنهان بوده و بوسیله این روشمی توان به ان روابط پنهان بین داد هها پی برد . این مدل در واقع یک جعبه سیاه (black box) .و در بهترین  حالت  یک جعبه خاکستری (gery box) است که بدون اگاهی و یا با اگاهی کم از فرایند های درونی سیستم  ورودیها را به خروجیها (یا خروجی ) تبدیل  می نماید . این وضعیت  در واقع مشابهت این مدل را با روابط همبستگی (رگراسیونی ) می رساند با این تفاوت که قابلیت انعطاف مدل ANN در تنظیم وزنها ( Weights) بیشتر بوده و لذا به عنوان جایگزین برای رگراسیونهای چند متغیر استفاده می شود .

هر چند که تا کنون کاربرد این مدل در هیدرولوژی عمدتا برای بازسازی خروجی ( هیدروگراف ) با فواصل زمانی محدود ( چند ساعت ) وده ات تا اینکه یک تداوم جریان رابرای مدت طولانی شبیه سازی نماید . شبکه های عصبی مصنوعی به سرعت جای خود را در تحقیقات هوش مصنوعی  بازنموده و به عنوان یک مدل مناسب برای جلوگیری به مسائل مبهم پیچیده ( Chaitic) بخصوص انهایی که به سادگی با روابط ریاضی ساده قبل بیان نیستند  باز نموده است . استفاده از روش شبکه مصنوعی در پیش بینی سیلابها یا دوره های بازگشت  متفاوت نسبت به روشهای سنت و روابط رگرسیونی چند متغیره  با استفاده از معیار سنجش مجموع مایعات (Rss) باقیمانده از توانایی بیشتری برخوردار است .

البته این روس با مشکلاتی از قبیل افزایش بی دلیل وزنها طولانی بودن محاسبات و انتخاب درست ساختمن مدل روبرو می اشد  با پیشرفت  تحقیقات و فن اوری رایانه ا و استفاده از الگوریتمهای مناسب امکان حل مشکلات مذکور وجود دارد .

 ساختمان شبکه عصب مصنوعی و اموزش ان

شبکه عصب مصنوعی تقلیدی بسیار ساده از سیستم عصبی بولوژیکی و مغز انسان است . این تقلید بر اساس یک پیکربندی ریای می باشد بطوریکه متشکل از چندین لایه وهمچنین چندین نرون (گره ) در هر لایه است .

هر نرون متشکل از دو جز شامل یک  ورودی و جز دیگر وزن  یا پارامتر است که مقدار ان حداکثر یک و حداقل صفر است  . ورود این دو جز به داخل نرون  با هم جمع شده  و نتیجه بصورت  یک ورودی به تمام نرونهای لایه بعدی منتقل می شود .

 در این  شکل کمیتهای a,p به ترتیب ورودی و خروجی مب شاند . میزان تاثیر p روی a بوسیله مقدار کمیت w تعیین می شود ورودی دیگر یک مقدار ثابت 1 است در جمله بایاس b ضرب شده و سپس با wp جمع می شود . این حاصل جمع ورودی خالص n برای تابع محرک f خواهد بود . بدین ترتیب خر جی نرون با معادله زیر تعریف می شود :

A = f(wp+b)

 باید توجه داست  که پارامترهای b , w قابل تنظیم هستند و تابع محرک f نیز توسط محرک f نیز توسط طراح انتخاب می شود . بر اساس انتخاب نوع f و نوع الگوریتم یادگیر پارامترهای b,w تنظیم  می شوند . یادگیری بدین معنی است که b,w طوری تغییر می کنند تا رابطه ورودی و خروجی نرون با هدف خاصی مطابقت نماید .  برایند این پروسه ها در لایه خروجی به صورت یک یا چند جواب (بردار خروجی ) به بردار ورودیها می باشد ( منهاج 1377 ) ارتباط لایه ها با همدیگر می تواند به صورت خطی  و یا بصورت منحن ( عموما سیگموند ) بیا نی می شود . ساختمن شبکه ها ی عصب  مصنوعی که در بح هیدرولوژی بویژه رابطه بارندگی رواناب مورد استفاده قرار می گیرد متشکل از سه لایه  شامل ( لایه ورودی ( input layer) لاه میانی (hidden leyer) و لایه خروجی (out put layer) است  . منتها این مدلهای شبکه عصب مصنوعی بسته ه موضوع  هیدرولوژیک مورد بررسی در تعداد نرونها در هر لایه  با همدیگر متفاوت بوده و همچنین نحوه انتقال محاسبات از لایه ای به لایه دیگر (transformation) نیز ممکن است بصورت یکسان و یا غیر یکسان صورت گیرد .

بر اساس کل ساده  شماره 3 فرمول ریاضی یک شبکه عصب مصنوعی سه ایه که شامل یک لایه  ورودی با nنرون ( گروه ) یک لایه میانی ( مخفی ) با n نرون و یک نروم در لایه خروجی به شکل زیر می باشد :

مقدار تواع خروجی از شبکه عصبی مصنوعی y

توبع فعال کننده s1 , s

وزنهای ارتباطی لایه های Wi

مقادیر ورودی به شکل Xi

توابع فعال کننده مختلفی مورد استفاده قرار می گیرد که معمولیترین نوع ان سیگموئید و بصورت زیر است :

بحث ، ضرورتهای بکارگری در مدیریت بحران اب ( سیل ( خشکسالی )

همچنانکه ذکر شد پیش بین هر واقعه ای ااس مدیرت بحران ان را تشکل می دهد . ان  امکن زمانی حاصیل می شود که مدلهای مناسبی را سازگار با مقدورات و داده های قابل حصول در اختیار داشت  و متاسفانه بلایای طبیعی حاصل از جمله سیل و خشکسال پدیده هایی هستند  که تحلیل انها بر اساس روابط فیزکی اکان پذیر نبوده و از پیچیدگی زیادی برخوردار هستند . دلایل این خصیصه بطور اجمال عبارتند از :

-         روابط بارندگی و رواناب رابطه غیر خطی non liner است و عموما این روابط از نظر ر وابط کمی فیزیک ناشناخته است .

-         عوامل موثر بر بزرگی واقعه در صورت  معین  شناخته شده نیست  .

-         داده های معین مورد نیاز زیاد است و جمع اوری انها پرهزینه و شاید برای تعدادی غیر ممکن باشد . لذا هر چند که تحلیلهای فیزیکی کاملا پذیرفته شده و بهترین حالت می باشد ولی به دلایل فوق الذکر و رعایت  سادگی موضوع در مقام قیاس بایستی این نوع پدیده ها را با استفاده از مدلهای مناسب به صورت  جعبه سیاه نگریست . سوالی که با قبول این امر پیش می اید این است که چه نوع مدلی می تواند مناسب باشد بطور معادله مثال ساده ترین  شکل موجود رابطه بین سطح حوزه و ابخیز و دبی حداکثر لحظه ای (سیلاب ) بصورت معادله ریاضی بر مبنای مدل مفهوی فله ای  8 و 1 عبارت است از :

Q= mAn

Q = دبی حداکثر لحظه ای

A = مساحت حوزه ابخیز

M = ضربه

N =ضریب کمتر از یک

بطوری که کلیه عوامل ناشناخته در داخل (m,n) لحاظ می شوند مناسبترین روش پیدا کردن انها روش همبستگی چند متغیره است . اما رسیدن به مدل مذکور نیز نیاز به سری داده های زمانی واقعی طولانی مدت دارد . در کشور ما اکثر حوزه های ابخیز فاقد داده های کافی هستند . روشهای جدیدی که برای غلبه بر نبود سریهای زمانی دراز مدت و تکیه بر فنون نرم افزار و سخت افزار کامپیوتری موجود قابل دسترسی است روشهای هوش مصنوعی و از جمله روش (ANN) است  . در صورت طراحی مدل درست مدل مزبور شامل :

-         نوع ورودیهای مناسب و موثر

-         تعداد لایه های درونی

-         نوع رابطه لایه ها با همدیگر (خطی و غیر خطی )

-         روشهای مناسب اموزش شبکه

-         تعداد گره (نرون) در هر لایه

می توان وزنهایی را برای گره ها قائل شد که در یک عملکرد متقابال و مرتبط با هم ( عملکرد سیستم به عنوان متغیرهای خروجی و داده هایی شامل ویژگیهای فیزیکی حوزه ابخیز و بارندگی به عنون متغیرهای ورودی ) حقیقت و روابط نهفته در بین ورودیها و خروجیها را در وزنها لحاظ کرده و جواب لازم برای یک متغیر ورودی جدید پیدا نمود . به ویژه براورد بزرگی یک سیلاب برای یک دوره برگشت مورد نظر برای حوزه های فاقد داده های هیدرومتری می توان بر اساس تحلیل منطقه ای سیلاب از این روش بهره مند گردد . چرا که روش سنتی تحلیل منطقه ای  سیلاب که بر اساس روش MEAN ANNUAL FLOOD PLUS GROWTH CURVE METHOD انجام می گیرد از نارساییهای چندی به ویژه در ارتباط با براورد میانگین دبی سیلاب برخوردار است . ضمنان استفاده از این مدل شبیه سازی در سیتمهای هشدار سیل نیز از نتایج خوبی برخوردار است .

نتیجه گیری

بر اساس تحقیقات موجود استفاده از روش شبکه مصنوعی در مدل سازی رفتاری پدیده های نادر دارای اجهیت نسبت به روشهای سنتی می باشد . لازم ایت در کشور ما تحقیقات بیشتری در خصوص پیدا کردن ساختمانی مناسب برای انها اقدام نمود . این مدلها باید از تواناییهای لازم برای سازگار ساختن خود با کمبود داده ها در کشور را داشته باشند .

مراجع

 مرجع فارسی

1 – مهدوی ، محمد ، هیدرولوژی کاربردی ، انتشارات دانشگاه تهران ، جلدو دوم ، ص133 و 1-88 ،1378

2 – منهاج ، محمد باقر ، مبانی شبکه های عصبی ( هوش محاسباتی ) مرکز نشرپروفسور حسابی ، جلد اول ،ص17-49 ، 1377

 معرفي مدلهايي در محاسبات مربوط به جمع آوري آبهاي سطحي

 پيشرفت دنياي علم هيدرولوژي و ورود رايانه‌هاي ديجيتالي باعث شده است كه بسياري از مسائل پيچيده به صورت مدل طراحي شده و قابل محاسبه باشند. اولين مدل هيدرولوژيكي كه در آن اكثر فرآيندهاي بارندگي، تبخير، نفوذ، جريان‌هاي سطحي و زيرزميني تبخير و تعرق، لحاظ شده بود توسط دانشگاه استانفورد آمريكا ارائه شد. در حال  حاضر معتبر ترين مدل در محاسبات مربوط به جمع‌آوري آبهاي سطحي در داخل شهر‌ها، مدل SWMM مي‌باشد كه توسط مؤسسه حفاظت محيط زيست آمريكا تهيه شده است. بدين منظور، در ذيل به معرفي چند مدل كه در آسان‌كردن محاسبات پيچيده هيدرولوژي مؤثرند مي‌پردازيم.

مدل SMADA كه مخفف Stormwater Management and Design Aid مي باشد در محيط windows تهيه شده و براي محاسبات هيدروگراف سيل از روي داده هاي فيزيكي حوضه آبريز ساخته شده است. اين برنامه توسط Wanielista & Eaglin در دانشگاه فلوريداي مركزي تهيه گرديده است.

مدل DISTRIB

برنامه Distrib كه مخفف كلمه Distributions مي باشد براي محاسبات مربوط به توزيع هاي فراواني وقوع در هيدرولوژي به روش هاي نرمال، لوگ –نرمال،پيرسون، لوگ-پيرسون، و گامبل تهيه شده است. اين مدل نيز توسط Wanielista and Eaglin در دانشگاه فلوريداي مركزي تهيه گرديده است.

مدل REGRESS

مدل رگرسيون (Regression) با نام Regress برنامه اي است كه در محيط ويندوز قابل اجراست و با آن مي توان محاسبات همبستگي بين پارامترهاي هيدرولوژي را به لحاظ آماري انجام داد.

مدلPLOAD

برنامه Pload كه مخفف Pollutant Load مي باشد براي محاسبه انتقال رسوب و مواد آلاينده در حوضه هاي آبريز نوشته شده است.

مدل OPSEW

مدل OPSEW براي محاسبات دبي طرح در مطالعات جمع آوري آبهاي سطحي در داخل شهرها تهيه گرديده است.

مدل TCCALC

برنامه فوق در محاسبه زمان تمركز به روش هاي مختلف مورد استفاده دارد. اين برنامه نيز در محيط ويندوز اجرا مي شود.

مدل HMS

مدل HMS كه يكي از توليدات HEC مي باشد(HEC-HMS) براي محيط هيدروگراف سيل ارائه شده و اين توانائي را دارد كه در محيط اطلاعات جغرافيايي (GIS) اطلاعات را تجزيه و تحليل نمايد. نسخه پيشرفته اين مدل تحت عنوان Gis-HMS در طراحي سيستم هاي هيدرولوژي بسيار كارآيي دارد.

يكي از محدوديت ها و شايد بتوان گفت عيب مدل هاي رايانه اي هيدرولوژي در اين است كه اين تصور را بوجود آورده اند كه نتيجه اي كه از يك مدل كامپيوتري حاصل مي شود صحيح و دقيق مي باشد. حال آن كه ممكن است در پاره اي موارد اين نتيجه گيري صحيح نباشد. البته بايد قبول كرد كه مدل و كامپيوتر در هيدرولوژي عصر جديدي را بوجود آورده اند و اگر داده هاي مورد نياز مدل ها به نحو صحيحي تهيه و به آن داده شود بهمان نسبت نتايج حاصله دقيق تر خواهد بود در غير اين صورت نتايج حاصله از مدل نيز مطلوب نخواهد بود و به اصطلاح از كوزه برون همان تراود كه در اوست   (garbage in, garbage out ). با اين حال امروزه كمتر طرح مهم هيدرولوژيكي را مي توان در دنيا سراغ گرفت كه در آن به نحوي از كامپيوتر و يا مدل هاي كامپيوتري استفاده نشده باشد به طوري كه به جرأت مي توان گفت امروز هيدرولوژي در چهار واژه «انسان، مدل، روش و كامپيوتر» خلاصه مي شود. ولي هميشه بايد به اين نكته توجه داشت كه مدل نيز ساخته دست بشر است و مي تواند اشتباه باشد. لذا به دانشجويان و مهندسان توصيه مي شود كه سعي كنند مسائل هيدرولوژي را حتي يكبار هم كه شده است بجاي مدل با دست محاسبه كنند تا اولاً به محاسبات خود اطمينان پيدا كنند و ثانياً با زواياي كار آشنا شوند.

دانستن بدون خواستن، هرگز توانستن به بار نمي‌آورد         «گوستاولوبون»

عوامل فرسایش

 نیما ساعد

شنبه ساعت ۹:۳۰ الی ۱۱:۳۰

فرسایش اساسا یک پدیده تسطیح یا هموارکننده سطح زمین است به این ترتیب که خاک و قلوه سنگ از راه حمل شدن، غلطیدن و یا شسته شدن تحت تاثیر نیروی ثقل از نقاط مرتفع به محلهای پست حرکت میکنند مهمترین عوامل سست کننده و یا خردکننده این مواد که لازمه حرکت آنهاست آب و باد می‌باشد.

باد: باد بخودی خود نمی‌تواند صخره‌ها را بفرساید ولی وقتی همراه خود ذرات معلق شن یا خاک را حمل می‌کند موجب ساییده شدن حتی سخت ترین صخره‌ها نیز می‌گردد. این عمل شبیه حرکت لا دور آهسته سنباده کشی است که به منظور تمیز کردن سطح فلزات قبل از رنگ کردن آنها مورد استفاده فرار می‌گیرد.

آب: آب به تنهایی مهمترین عامل فرسایش به حساب می‌آید. باران، جویبارها و رودخانه ها؛ همگی خاک را خراشیده و با خود حمل میکنند. و امواج سواحل دریاها و دریاچه‌ها را می‌فرسایند. در حقیقت می‌توان گفت هر زمان و بهر شکلی که آب در حال حرکت باشد موجب فرسایش سرحدات خود می‌گردد.

تغییرات درجه حرارت: وقتی که فرسایش زمین شناسی مورد نظر باشد گذشت زمان غیر قابل تشخیص است و تغییرات بسیار جزیی یا بسیار آهسته در مدت طولانی تدریجا اهمیت پیدا میکنند. به عنوان مثال می‌توان از ورقه ورقه شدن و شکاف برداشتن سنگها و صخره‌ها در اثر تغییر درجه حرارت نام برد. تغییرات سریع درجه حرارت روز و شب فقط روی سطح صخره‌ها اثر می‌گذارد در حالیکه تغییرات آرام بین زمستان و تابستان تا اعماق بیشتری نفوذ می‌کند. وقتی که تغییرات درجه حرارت با یخبندان نیز همراه باشد در اثر انبساط حجم آب در بین شکافها و درزها اثر خردکنندگی آن بشدت افزایش میبابد. بطوری که در شکل اول نشان داده شده‌است انقباض و انبساط توده یخ در روی سطح شیبدار موجب حرکت تدریجی آن به طرف پایین تپه می‌گردد.

موجودات زنده: بعضی از انواع حیات مانند جلبکها و گلسنگها عملا موجب شکسته شدن سنگها میشوند ولی اثر عمده موجودات زنده، ایجاد اختلالاتی است که اثر عوامل دیگر را سرعت می‌بخشد. حیوانات با پا گذاشتن بر روی سنگ و خاک موجب شکستن آنها شده و نتیجتا حمل آنها را بوسیه آب یا باد تسهیل میکنند. در انتهای دیگر شاخص موجودات زنده؛ کرم خاکی و موریانه موجب به هم خوردن و افزایش هوادیدگی و اکسیداسیون خاک شده و با این ترتیب پدیده تبدیل صخره‌های مقاوم به خاک قابل فرسوده شدن را سرعت میبخشند.

فرسایش تشدیدی فعالیتهای غیر کشاورزی بشر که موجب تشدید پدیده‌های فرسایش میشوند در مقیاس جهانی از اهمیت کمی برخورداند. ما کوهها را برای استخراج سنگ و سنگ آهن حفاری می‌کنیم، ما در یک جا زمین را گود کرده و در جای دیگر گودی را پر می‌کنیم ولی این دخالتها در قسمت بسیار کوچکی از سطح کره زمین انجام می‌گیرد. از طرف دیگرکشاورزی در چنان سطح وسیعی انجام می‌گیرد که فعالیتهایی از این قبیل بطور بسیار بارزی سرعت فرایندهای فرسایشی را تغییر میدهند و تقریبا تمام عملیات کشاورزی در جهت افزایش فرسایش عمل میکنند. هر زمان که پوشش گیاهی از روی زمین برداشته شده و زمین لخت شود؛ درخت کمتری وجود خواهد داشت که سرعت باد را کاهش می‌دهد و در نتیجه فرسایش بادی افزایش می‌یابد. گیاه کمتری وجود دارد که انرژی قطرات باران را جذب کند و نتیجتا فرسایش بارانی زیادتر خواهد شد، روان آب سطحی زیادتری جریان می‌یابد و نهرها و رودخانه‌ها قویتر میشوند و بالاخره حیوانات اهلی صخره و خاک را بیشتر خرد میکنند. انسان با شخم زدن زمین میلیونها بار سریعتر از حیوانات حفار موجب به هم خوردن و هوادیدگی خاک می‌گردد. با این اعمال در حقیقت تمام پدیده‌های فیزیکی طبیعت که فرسایش یکی از آنهاست تشدید میشوند. فقط حالتهای خیلی استثنایی و نادری وجود دارند که دخالت بشر احتمالا موجب کاهش فرسایش طبیعی می‌گردد مانند وقتی که صحراها احیا میشوند، نواحی خشک بوسیله آبیاری معتدل مگردند و یا جنگلها ایجاد میشوند که سطح کل آنها در مقایسه با سطحی که در آن فعالیتهای بشر موجب افزایش فرسایش می‌گردد بسیار ناچیز است.

 حدود قابل قبول فرسایش بنابر آنچه گفته شد آیا می‌توان بین فرسایش طبیعی که یک پدیده طبیعی و قابل پذیرش است و فرسایش تشدیدی که یک پدیده مخرب و ساخته دست بشر است حد فاصلی تعیین کرد؟ و اگر کشیدن چنین خطی مشکل و یا غیرممکن باشد که هست آیا راه دیگری برای مشخص کردن حدود فرسایش قابل قبول وجود ندارد؟ بهتر است برای یافتن چنین راهی سوال بالا را به ترتیب دیگری مطرح شود؛" حد فرسایشی که ما در آن حد احساس می‌کنیم دیگر نبایستی فرسایش را تحمل کرد بلکه بایستی در مورد آن کاری انجام داد کجاست؟" معمولا به این سوال این طور جواب داده می‌شود که هدف متخصصین حفاظت خاک اطمینان از این امر است که از زمین به ترتیبی استفاده شود که این استفاده بتواند به طور نامحدود ادامه یابد. یعنی هیچ گونه تخریب تدریجی خاک صورت نپذیرد. این هدف زمانی تحقق می‌یابد که سرعت از دست رفتن خاک بیشتر از سرعت تشکیل آن نباشد. سرعت تشکیل خاک را نمی‌توان به دقت اندازه گیری کرد ولی بهترین تخمین خاکشناسان این است که در شرایط طبیعی، چیزی در حدود ۳۰۰ سال طول می‌کشد تا ۲۵ میلی متر خاک سطحی تشکیل شود(بنت ۱۹۳۹ فصل دوم). این مدت برای وقتی که به هم خوردگی، هوادیدگی و شستشوی خاک با عملیات تهیه زمین سرعت میگیرند به حدود ۳۰ سال تقلیل می‌یابد. سرعت تشکیل ۲۵ میلی متر خاک در ۳۰ سال تقریبا برابر است با ۵/۱۲ تن در هکتار در سال و این رقمی است که اغلب به عنوان حدی که فرسایش نبایستی از آن بیشتر شود پذیرفته شده‌است. البته واضح است که میزان قابل قبول خاک از دست رفته ثابت نبوده و به شرایط خاک بستگی دارد. اگر پروفیلی از یک خاک عمیق با حاصلخیزی یکسان در تمام سطوح تشکیل شده باشد از دست دادن ۲۵ میلی متر خاک در ۳۰ سال آنقدر خطر جدی در بر ندارد که از دست رفتن همین مقدار خاک از پروفیلی متشکل از چند سانتی متر خاک بر روی صخره‌های سخت. بدین ترتیب ارقامی که به عنوان حد قابل قبول فرسایش مورد استفاده قرار میگیرند به ندرت از ۵/۱۲ تن در هکتار در سال بالاترند. در آمریکا ارقام بین ۵/۲ تا ۵/۱۲ تن در هکتار در سال متداولند و در فدراسیون افریقای مرکزی رقم ۱۰ برای خاکهای شنی و ۵/۱۲ تن در هکتار در سال برای خاکهای رسی به کار می‌رود. این اعداد در فرمول جهانی فرسایش خاک(Universal Soil Loss Equation به اختصار USLE) به توصیه‌های عملیات کشاورزی ربط داده شده‌است.

انواع فرسایش

 ۱) فرسایش آبی اولین تقسیم بندی فرسایش آبی که بوسیله متخصصین پیشتاز حفاظت خاک انجام گرفت این پدیده را به مراحلی منطبق بر تجمع تدریجی رواناب سطحی تقسیم می‌کند که با فرسایش سطحیSheet Erosion (شسته شدن سطح خاک زراعی) شروع می‌شود، سپس با تجمع آب در جویبارهای کوچک وارد مرحله فرسایش شیاری Rill Erosion می‌گردد. بعد وقتی که آبراهه‌های فرسایش یافته بزرگتر شوند فرسایش خندقی Gully Erosion نامیده می‌شود و بالاخره فرسایش نوع آخر فرسایش کناره‌ای است که با بریده شدن سواحل رودخانه‌ها و یا جویها توسط آب جاری در آنها بوجود می‌آید. با آگاهی فعلی ما از فرسایش این تقسیم بندی دیگر مناسب نبوده و شاید هم گمراه کننده باشد چون کلا اثرات برخورد قطرات باران و عمل فرسایش پاشمانی Splash Erosion را حذف می‌کند. در صورتی که می‌دانیم عمل قطره باران در هنگام برخورد با زمین اولین و مهمترین مرحله پدیده فرسایش است. همچنین فرسایش سطحی که برداشته شدن یکنواخت خاک بوسیله یک لایه نازک آب در حال جریان را مجسم می‌کند از هر نظر غلط است. چون از یک طرف جریان لایه‌ای آب فقط در سرعتهایی بسیار بالاتر از سرعت معمولی آب در مزرعه قادر به خراشیدن سطح و ایجاد آب شکستگی است و از طرف دیگر رواناب بندرت می‌تواند به فرم ورقه پهن و یکنواخت در حرکت باشد. اگر توضیح مربوط به فرسایش سطحی را کنار گذاشته و به جای آن "فرسایش بارانی" را قرار دهیم دیگر مخالفتی با ادامه مراحل بعدی تقسیم بندی فوق یعنی فرسایشهای شیاری، خندقی و کناره‌ای نخواهد بود. فرسایش شیاری را می‌توان شسته شدن و حمل مواد از داخل آبراهه‌هایی با دیواره‌های مشخص و بدان حد کوچک که با شخم زدن معمولی از بین میروند تعریف کرد. این آبراهه‌ها وقتی خندق نامیده میشوند که به آن اندازه بزرگ و دایمی شده باشند که عبور وسایل شخم در جهت عمود بر آنها میسر نباشد. هیچ مرز مشخصی که این دو نوع فرسایش را از یکدیگر جدا سازد وجود ندارد. در نقاط مختلف دنیا خندقها به نامهای متفاوتی مشهورند و از آن جمله‌است: "وادی" در شمال آفریقا، "نولا" در هندوستان، "دونگا" در آفریقای جنوبی و " آریو" در آمریکای جنوبی.

اشکال خاص فرسایش آبی ـ فرسایش پاسنگیPedestal Erosion وقتی که قسمتی از یک خاک مستعد فرسایش بوسیله سنگ یا ریشه گیاه از فرسایش بارانی محافظت می‌شود؛ پاسنگهایی منفرد و مرتفع نسبت به زمینهای اطراف به وجود می‌آیند که در بالای آنها اجسام مقاوم قرار دارند. فرسایش زمینهای اطراف این پاسنگها بیشتر بوسیله باران انجام می‌گیرد تا جریانهای سطحی آب چون که در پایه پاسنگها هیچ گونه اثری از بریدگی بوسیله آب مشاهده نمی‌شود. این نوع فرسایش به آهستگی و طی سالها در قسمتهایی از مراتع که از گیاه پاک شده باشد به وجود می‌آید. در زمینهای زراعی که به وسیله رگبارشهای Rainstorm استثنایی شدیدا فرسایش یافته باشند نیز ممکن است پاسنگها به وجود آیند. اهمیت این پاسنگها در این است که با مطالعه ارتفاع آنها می‌توان بطور تقریبی عمق خاک از دست رفته را محاسبه کرد. تفکیک پاسنگها از سکوهای علفی حایز اهمیت است. زیرا این سکوها نیز معمولا داری سطح خاکی بالاتر از زمینهای اطراف خود هستند.این بلندی ممکن است نشان دهنده فرسودگی خاک بین دسته‌های علف بوده و سطح خاک در داخل آنها نمایانگر سطح اولیه خاک باشد. ولی این احتمال نیز وجود دارد که سطح خاک داخل دسته‌های علفی در نگهداری خاک پرتاب شده از زمینهای لخت اطراف آنها توسط برخورد قطرات باران بالا آمده باشد. در چند قطعه آزمایشی مشاهده گردید که سطح خاک در داخل دسته‌هایی از گیاه Eragrostits Curvula ۲۰ میلی متر از زمینهای اطراف بالاتر است. امکان داشت به آسانی فرض شود که این اختلاف ارتفاع نشانه‌ای از فرسایش شدید باشد. ولی در حقیقت اندازه گیریها نشان دادند که مقدار خاک از دست رفته کم و قابل اغماض بوده و اختلاف ارتفاع حاصله منحصرا نتیجه جابجایی جانبی خاک بوسیله برخورد قطرات باران بوده‌است. ـ فرسایش مخروطی فرسایشی است با شکل مشخص که مخروطهای بلندی در کناره‌های خندق به جا می‌گذارد. قسمت زیرین این مخروطها از خاکهای بشدت فرسایش پذیر تشکیل یافته‌است. این فرسایش همیشه با شیارهای عمیق در جهت عمود بر کناره‌های خندقها همراه است. این شیارها به سرعت دیواره خود را بریده و عریض میشوند تا به همدیگر برسند و مخروطهای مجزایی را بر جای بگذارند. معمولا در این نوع فرسایش نیز مانند فرسایش پاسنگی، لایه‌ای از خاک مقاوم به فرسایش و یا سنگ و سنگ ریزه قسمت بالای مخروطها را تشکیل می‌دهد. کناره‌هایی که به این ترتیب فرسایش می‌یابند معمولا به وسیله آب جاری و یا راکد به شدت از زیر بریده میشوند و فرسایش از نوع لوله‌ای نیز در چنین محلهایی فراوان دیده می‌شود. شرایط شیمیایی و فیزیکی خاک که موجب پیدایش چنین فرسایش شدیدی می‌گردد به وضوح مشخص نشده‌است. ولی معمولا این فرسایش در خاکهایی به وقوع می‌پیوندد که عدم تعادل شدید مانند زیادی سدیم و یا پراکندگی ذرات در آنها دیده می‌شود. تشخیص خاکهای مستعد این نوع فرسایش به این ترتیب است که در حالت خشک جذب آب در آنها بسیار بطئی است ولی در حالت اشباع هیچ گونه چسپندگی نداشته و مانند گل جاری است. کنترل خندقها و یا هر نوع دیگر احیای خاک وقتی که فرسایش مخروطی به چشم می‌خورد مشکل است. شرایط ناجور رطوبت و مواد غذایی خاک، ایجاد پوشش گیاهی را در این خاکها مشکل می‌کند. این خاکها برای ساختمانهای خاکی بسیار نامناسب بوده و ساختمانهای سیمانی و بتونی نیز سریعا از زیر خالی شده و یا کج میشوند.

آبراهه‌های زیرزمینی سوراخها یا آبراهه‌های زیرزمینی بیشتر در خاکهایی که مستعد فرسایش مخروطی هستند تشکیل میگردند. ولی کاملا محدود به این خاکها نمیگردند. وقوع آن زمانی است که آب سطحی به درون خاک نفوذ کرده و آنقدر پایین می‌رود تا به یک لایه دارای قابلیت نفوذ کمتر برخورد کند. اگر در چنین شرایطی که راه نفوذ عمودی آب بسته‌است آب به طور افقی از روی لایه با قابلیت نفوذ کم حرکت کند ممکن است در مسیر خود ذرات ریز خاک لایه متخلخل را شسته و از آن خارج نماید. این عمل خود باعث زیادتر شدن سرعت حرکت افقی آب گشته و باز فرسایش جانبی را اضافه می‌کند تا بالاخره تونلی ایجاد شود. بدین ترتیب تمام آب سطحی در یک سوراخ عمودی ناپدید شده و در زیرزمین جریان می‌یابد تا اینکه در جای دیگر و احتمالا از دیواره‌های جانبی یک خندق سر به در آورد. خوشبختانه این نوع فرسایش محدود است به زمینهای بدخیم یا زمینهایی که از نظر کشاورزی دارای اهمیت نیستند و گرنه هیچ گونه روش کنترل موثری برای آن نمی‌توان به کار برد.

فرونشینی Slumping فرونشینی معمولا پدیده‌ای از فرسایش طبیعی است که بروز آن بدون دخالت بشر امکانپذیر است. ولی امکان تشدید آن بوسیله بشر مثلا در کناره‌های خندقها وجود دارد. این پدیده مشخصا در مناطقی که دارای بارندگی زیاد و خاک عمیق هستند به چشم می‌خورد و در چنین شرایطی به مهمترین عامل بوجود آمدن خندقها تبدیل می‌شود. این عمل در جاهایی که دهانه خندق تا مرتفعترین نقطه و حتی بعد از آن عقب نشینی کرده و هیچ گونه جریان آبی به داخل خندق در محل دهانه نمی‌تواند صورت گیرد بروز می‌کند. این خندقها اغلب با یک جریان سیلابی در داخل آبراهه‌ها شروع میشوند ولی به مجرد اینکه خندقها ایجاد شدند فرسایش می‌تواند به وسیله فرونشینی تنها ادامه یابد. از راههای دیگر پیدایش این پدیده نشست دیواره‌های رودخانه‌ها و فرسایش ساحلی را می‌توان نام برد.

کاهش کیفیت خاک اگر فرسایش خاک را به معنای اعم آن تعریف کنیم شامل هر گونه تنزل یا کاهش قدرت محصول دهی خاک نیز می‌شود. یک چنین تنزلی می‌تواند به چندین طریق صورت پذیرد بدون اینکه خاکی از دست رفته باشد.

فرسایش حاصلخیزی این فرسایش که همان از دست رفتن مواد غذایی گیاهی به وسیله فرسایش است از نظر کیفیت می‌تواند با میزان برداشت این مواد به وسیله گیاهان زراعی برابری کند. نحوه از دست رفتن مواد غذایی برای عناصر مختلف متفاوت است. فسفر معمولا همراه با ذرات کلوئیدی که بر روی آنها جذب شده‌است، از دست می‌رود ولی ازت به فرمهای نیتریت و نیترات که در آب محلول هستند می‌تواند در رواناب حل شده و از زمین خارج گردد بدون اینکه هیچ گونه حرکتی فیزیکی خاک صورت گرفته باشد.

فرسایش پادلPuddle Erosion این فرسایش نیز یک تخریب فیزیکی است که در آن خاکی از دست داده نمی‌شود. این فرسایش متلاشی شدن ساختمان خاک به وسیله برخورد قطرات باران و شسته شدن ذرات ریز به داخل فرورفتیگیهاست که منجر به ایجاد یک خاک بدون ساختمان با سطح فشرده و قدرت محصول دهی کاهش یافته می‌شود. شکل زیر نمونه‌ای از فرسایش پادل را نشان می‌دهد.

فرسایش عمودی نوع دیگر جابجایی فیزیکی، شسته شدن ذرات ریز رس از داخل شن و سنگ ریزه متخلخل به طرف پایین و تجمع آن در لایه‌های زیرین نیم رخ خاک که دارای تخلخل کمتری است می‌باشد. این عمل دو اثر می‌تواند داشته باشد که یکی از دست رفتن مواد ریز در یک نقطه و دیگری افزایش این مواد در نقطه دیگر است. در خاکهای شنی کاهش قابل ملاحظه در میزان مواد کلوئیدی و رسی که در اثر فرسایش عمودی ممکن صورت پذیرد موجب کاهش حاصلخیزی این خاکها می‌گردد. اثر دوم یعنی تجمع مواد ریز کلوئیدی نیز می‌تواند نامطلوب باشد و آن زمانی است که تجمع این مواد لایه‌ای با نفوذ پذیری کم برای ریشه گیاه و آب ایجاد می‌کند.

 ۲) فرسایش بادی: پنج نوع مختلف فرسایش بادی را می‌توان مشخص کرد که بین برخی از آنها فصول مشترکی وجود دارد و در غالب موارد تعدادی از آنها همزمان با هم به وقوع می‌پیوندند. نوع اول دیتروژن Detrusion نامیده می‌شود همان ساییده شدن صخره‌ها و تپه‌های خاکی به وسیله ذرات معلق در باد است. تراشیده شدن صخره‌های بزرگ به اشکال عجیب و غریب که اغلب در صحراها مشاهده میشوند به وسیله همین پدیده صورت گرفته‌است. مشابه همین عمل در نزدیکی‌های سطح زمین به وسیله ذرات درشت جهنده نیز صورت می‌گیرد که به آن سایش Abrasion اطلاق می‌شود. سه نوع دیگر فرسایش بادی مربوط هستند به طرق مختلفی که مواد حمل میشوند. حمل مواد بسیار ریز به صورت معلق در هوا صورت می‌گیرد و تعلیق Afflation نامیده می‌شود. ذرات درشت با غلتیدن Extrusion و ذرات با اندازه متوسط در جهت باد به طریق جهشی Saltation حرکت میکنند.

اهمیت نسبی انواع فرسایش سوالی که اغلب مطرح می‌شود این است که کدامیک از انواع فرسایش خطرناکترین آنهاست. جواب به این سوال موقعی حایز اهمیت است که یک برنامه حفاظت خاک از منابع محدود و ناکافی جهت مواجه با کل مسئله فرسایش برخوردار باشد و در نتیجه این منابع محدود بایستی برای قسمتهای انتخاب شده‌ای مورد استفاده قرار گیرند. بهرحال برای این سوال یک جواب معین وجود ندارد و جواب بسته به اینکه چرا و به چه دلیل به مهار فرسایش نیاز هست تغییر می‌کند. چنانچه تولید گیاهان زراعی به وسیله فرسایش به خطر افتاده‌است در این صورت فرسایش بارانی و شیاری روی زمینهای زراعی مهمترین فرسایش است. در صورتی که رسوبات حمل شده بوسیله جویبارها و رودخانه‌ها، دریاچه‌های پشت سدها را که برای شبکه‌های آبیاری ضروری هستند با خطر پر شدن روبرو ساخته‌است مهمترین منبع چنین رسوباتی احتمالا فرسایش از نوع خندقی یا کناره‌ای است. این بدان جهت است که خاک فرسایش یافته به وسیله این دو نوع فرسایش تماما و بلافاصله وارد جریانهای جویباره‌ای می‌گردد. جریانهای دیگر نظیر رواناب سطحی نیز ممکن است مقادیر هنگفتی خاک از زمین زراعی خارج کند. اما به احتمال زیاد این خاک قبل از رسیدن به جریانهای جویباره‌ای به وسیله پوشش گیاهی متوقف شده و یا در گودالها وحفره‌ها رسوب می‌نماید. اهمیت نسبی انواع مختلف فرسایش و تعیین تقدم کنترل هر یک احتیاج به بررسی و تحلیل مسئله و همچنین اهداف برنامه حفاظتی دارد.

مراحل مختلف پدیده فرسایش زمانی که بخواهیم مقاومت نسبی انواع مختلف خاک را نسبت به فرسایش مورد بررسی قرار دهیم؛ وضعیتی شبیه آنچه در بالا گفته شد پیش می‌آید. در اینجا جوابهای صحیح بر حسب اینکه نسبت به چه نوع فرسایشی این مقاومت سنجیده می‌شود متفاوت است. یک خاک ممکن است فرسایش کناره‌ای و برش از زیر آسیب پذیر باشد. این موضوع را می‌توان به بهترین وجهی با در نظر گرفتن تقسیم بندی پدیده فرسایش که ۳۰ سال قبل توسط الیسون انجام گرفت توضیح داد. در این تقسیم بندی سه مرحله اساسی "جدا شدن ذرات از همدیگر"(Detachment)، "نقل مکان" (Transportation) و "رسوبگذاری" (Deposition) برای فرسایش مشخص شده‌است. الیسون با بررسیهای آزمایشگاهی نشان داد که خاکهای مختلف عکس العملهای متفاوتی در هر یک از مراحل فوق از خود نشان میدهند. برای مثال ذرات خاکی با بافت شنی بسیار آسانتر از ذرات یک خاک رسی از هم جدا میشوند. ولی ذرات رس پس از جداشدن خیلی آسانتر از ذرات شن حمل میگردند. بنابراین برای دانستن درجه سهولت جابجایی یا میزان فرسایش پذیری هر خاک، حتما لازم است ماهیت فرسایش تعریف و مشخص گردد.

محاسبه میزان فرسایش ـ تخمینهای عددی از ضروریات اساسی هر علم یکی توانایی آن علم در توصیف و اندازه گیری علل و اثرات فرایندهای طبیعی مربوط به موضوع علم است و دیگری توانایی پیشبینی اینکه در یک شرایط معین در آینده چه اتفاقی خواهد افتاد. از ضروریات فوق در مورد علم حفاظت خاک فقط اندازه گیری اثرات فرسایش آسان است که آن هم از زمان "وولنی"(۱۸۸۰) تاکنون به کمک اندازه گیری وزن خاک فرسایش یافته انجام می‌گرفته‌است. کوشش جهت برای پیشبینی فرسایش خیلی دیرتر و با کارهای اداره حفاظت خاک آمریکا در دهه ۱۹۴۰ آغاز گردید ویکی از اولین بررسیها در این زمینه، کار ماسگریو در سال ۱۹۴۷ به نام " بررسی کمی عوامل موثر در فرسایش آبی ـ اولین تقریب" است. عدم وجود عامل سوم یعنی "تشخیص و اندازه گیری علل" از پیشرفتهای علم حفاظت خاک جلوگیری می‌کرد. بعد از موفقیت غیر منتظره الیسون در مورد فرسایش بارانی، مطالعات روی روابط علت و معلولی فرسایش موجب پیشرفت تدریجی در شبیه سازی ریاضی گردید که امکان پیشبینی فرسایش از روی داده‌های معین را فراهم می‌آورد. آخرین و موثرترین این مدلها به نام " رابطه جهانی از دست رفتن خاک" است. این رابطه تمام عوامل متغیری که روی فرسایش بارانی اثر میگذارند را با عبارات ریاضی در یک جا جمع می‌کند. در اینجا با یک بیان ساده کیفی، مسایل فرسایش و کنترل آنها را مطرح می‌کنیم. ـ بیان کیفی اصول علت اساسی فرسایش آبی را می‌توان اعمالی دانست که باران بر روی خاک انجام می‌دهد و مطالعه فرسایش را می‌توان به دو قسمت کرد. یکی اینکه چطور فرسایش تحت تاثیر انواع مختلف باران قرار می‌گیرد و دیگر اینکه شرایط متفاوت خاک آنرا چگونه تغییر می‌دهد. میزان فرسایش به این ترتیب به ترکیبی از قدرت باران در ایجاد فرسایش و توانایی خاک در تحمل باران بستگی دارد. به عبارت ریاضی، فرسایش تابعی است از فرسایندگی Erosivity(باران) و فرسایش پذیریErodability (خاک) یا (فرسایش پذیری) (فرسایندگی) F = فرسایش فرسایندگی را می‌توان توانایی بالقوه باران در ایجاد فرسایش تعریف کرد که در یک شرایط معین خاک برای رگبارشهای مختلف قابل مقایسه کمی است وبرای آن می‌توان مقدار عددی به وجود آورد. فرسایش پذیری را می‌توان آسیب پذیری خاک نسبت به فرسایش تعریف کرد که برای شرایط معین باران این خاصیت خاک را می‌توان با خاک دیگر مقایسه کرد و باز امکان پیداکردن مقدار عددی برای فرسایش پذیری وجود دارد. فرسایش پذیری خاک را می‌توان به دو قسمت کرد. اول آن فرسایش پذیری که مربوط به خصوصیات اصلی و ذاتی خاک مثل ترکیبات شیمیایی، فیزیکی و مکانیکی آن بوده که قابل اندازه گیری در آزمایشگاه می‌باشد. دوم آن فرسایش پذیری است که به طرز رفتار با خاک یا مدیریت مربوط می‌شود. این مدیریت به نوبه خود به دو قسمت مدیریت اراضی و مدیریت زراعی تقسیم می‌گردد. موضوعات وسیعی که می‌توان آنها را تحت نام مدیریت اراضی جمع آوری کرده و در یک گروه قرار داد عبارتند از انواع مختلف استفاده از زمین، جنگلداری، مرتعداری، استفاده کشاورزی و غیره. جزء دیگر مدیریت خیلی مفصلتر بوده و برای زمینهای زراعی شامل نوع گیاه، کود مصرف شده، برداشت و غیره نیز می‌گردد. اینها جمعا مدیریت کش و زرع را تشکیل میدهند. بعضی از عملیات حفاظتی مدیریت مانند شخم روی خطوط تراز یا تراس بندی موضوعاتی هستند که در مرز بین مدیریت اراضی و مدیریت کشت و زرع قرار دارند. در شکل زیر، روش تقسیم بندی فوق به صورت نمودار نشان داده شده‌است که با فرسایندگی باران و فرسایش پذیری خاک آغاز شده و به ارتباط دادن تمام عوامل موثر در فرسایش که در فرمول جهانی فرسایش خاک به کار رفته‌اند منتهی می‌گردد. فرسایش تابعی است از: ـ فرسایندگی و فرسایش پذیری ـ باران خصوصیات فیزیکی مدیریت ـ انرژی مدیریت اراضی مدیریت زراعی.

   روش هاي فراهم كردن آب شيرين

گرد آوری و ترجمه

اشکان رضایی                           

دانشجوی کارشناسی عمران دانشگاه آزاد اسلامی واحد سنندج

iaushydrology.blogfa.com                                              

شنبه 9:30 تا 11:30

 مديريت بحران آب:
با افزايش سرسام آور جمعيت انسان و جهان رو به توسعه، تقاضا براي مصرف آب به طور چشمگيري افزايش يافته است. جداول ميزان آب در همه قاره ها و در بسياري از نواحي سقوط كرده، كمبود آب در بعضي مناطق سبب پيدايش قحطي و مشكلات غذايي شده و آلودگي آبها نيز به اين مشكلات افزوده است. هم اكنون بحران آب، يكي از پنج موضوع اساسي مذاكرات كشور‌ها مي‌باشد. به گزارش بانك جهاني، هنوز بيش از يك ميليارد نفر در دنيا، قادر به استفاده از آب سالم نيستند و همه ساله حدود 3 ميليون نفر به خاطر آب آلوده از بين مي روند.
ايجاد سدها، كشاورزي و حيات وحش منطقه را به خطر مي اندازد. انحراف آب رود خانه ها، باعث ايجاد كشمكش بين همسايه ها مي‌شود. هم اكنون مصر كه بيشتر آب  مصرفي خود را از " نيل" تامين مي‌كند، با اتيوپي كه سرچشمه هاي نيل را در اختيار دارد، درگير است. سد هايي كه در تركيه بر رود‌خانه هاي فرات و دجله زده شده است، آب كشور‌هاي سوريه و عراق را به شدت كاهش مي‌دهد. منطقه خشك خاور ميانه در جستجوي آب است. بسياري از كارشناسان معتقدند كه جنگ ديگري در اين منطقه رخ خواهد داد. اما اين‌بار نه براي نفت بلكه بر سر آب: منبعي كه جايگزيني ندارد.

اكنون تعارض نگران كننده‌اي ميان هر دو نقش آب پديد آمده است: آب به عنوان يك كالا و آب به عنوان عنصري تعيين كننده در حمايت از زندگي و بقاي همه انواع موجودات. اين نقش دوگانه،‌ به رويكردي زنده و تازه نياز دارد. رويكردي كه براي وظايف حياتي اين عنصر گرانبها، ارزش و احترام عظيمي قائل باشد.

روش هاي فراهم كردن آب شيرين:

چگونگي پيدايش ابرها؛ امكان ايجاد باران مصنوعي:
انسان از زمان هاي قديم در جستجوي آب و امكان دستيابي به باران بوده است. از باران سازهاي قبيله‌هاي دور دست تا تكنولوژي‌قرار دادن هسته هاي مصنوعي در ابرها به منظور جذب و جمع آوري رطوبت. با چندين روش ايجاد باران يا آب شيرين، آشنا شويد:

تركيبات خوشه اي؛ دسته جديدي از مواد: از زماني كه جان دالتون تئوري اتمي را مطرح كرد، مطالعه رفتار ماده به دو شاخه تقسيم شده است: يك شاخه به بررسي خواص انفرادي اتمها و ملكولها مي‌پردازد و شاخه دوم بر روي خواص جمعي اتمها و ملكولها كه توده ماده را مي‌سازند، بحث مي‌كند. از سال 1970، مرز مستقل اين دو شاخه ازبين رفت و دسته جديدي از مواد معرفي شدند كه امروزه آنها را مواد خوشه‌اي_ Clusters مي‌ناميم. اين ذرات كه نه ماكروسكپي و نه ميكروسكپي هستند، نه تنها از لحاظ بررسي هاي علمي محض جالب توجه‌اند، بلكه كاربرد هاي زيادي هم در تكنولوژي دارند.( كاتاليزور‌ها،‌ ميكروالكترونيك، سراميك‌ها و...)

خوشه‌هاي يوني: خوشه‌هايي كه بار الكتريكي داشته باشند، خوشه يوني ناميده مي‌شوند. در شعله ها و فرآيند هاي تابشي( هر جا كه ماده در معرض يونش قرار گيرد) ايجاد مي گردند. اين تركيبات در اتمسفر بالايي و پاييني، حتي در فضا وجود دارند.  يونهاي مختلف مثل OH- ، NH4+ ، Na+ و... مي‌توانند با ملكولهاي موجود در اتمسفر( H2O، CO2 ، N2O ، SO2 و...) واكنش دهند و خوشه‌هاي يوني را بوجود آورند.

هسته سازي و تشكيل ابرها: براي تجمع ذرات آب، تشكيل ابر و سپس باران،  آئروسل ها، به ميان مي‌آيند. آئروسل ها، خوشه‌هاي بزرگ در سوسپانسون هاي گازي هستند. قطر آنها بين 0.001- 0.1 ميكرو متر است و غلظت آنها به طور طبيعي بين 104_ 106 ذره در سانتي متر مكعب مي‌باشد. بدون آنها هرگز ابر و باراني نخواهيم داشت. اين ذرات،‌ منجر به عمل " هسته‌سازي" مايعات در فاز بخار مي شوند. " هسته سازي همگون"، تشكيل خوشه هاي ريز از يك فاز جديد، درون فاز توده‌اي قديم اطلاق مي‌شود. در " هسته سازي ناهمگون" ، ذرات كوچك حل شونده يا مواد خارجي، آغاز كننده عمل تراكم هستند كه اين امر معمولا قبل از رسيدن به درجه فوق اشباع رخ مي‌دهد. آئروسل ها در اين نوع هسته سازي اهميت دارند و اين پديده اساس ايجاد باران‌هاي طبيعي و مصنوعي( بارور كردن ابر ها) است. توجه داشته باشيم كه همواره ممكن است اين آزمايشات، خطراتي را به‌دنبال داشته باشد؛ از جمله باران هاي شديد و غير قابل كنترل. بديهي است هر گونه دخالت در طبيعت،‌ بايستي با احتياط بسيار صورت پذيرد. در غير اين صورت، ما به زودي با مشكلات ديگري روبرو خواهيم بود.

پاشيدن آب دريا به داخل ابرها:

محققان جديدا بر روي روش جديدي براي توليد باران كار مي‌كنند. در اين روش، با كمك يك باد قوي،  مقادير فراواني از آب دريا،‌ به سطح پاييني ابر،‌ اسپري مي شود. به اين ترتيب هم رطوبت ابر بيشتر مي‌شود و هم ذرات نمك،‌به عنوان "هسته" در جمع آوري رطوبت ، به تشكيل قطرات باران كمك مي‌كنند. عمل اسپري شدن نه با پمپ بلكه با كمك سانتريفوژ انجام مي‌شود و پاشندگي در ناحيه اي وسيع، به ارتفاع 10 متر انجام مي‌شود. پروفسور سالتر در اين زمينه مي گويد ماشين باران ساز وي، در 10 تا 20 كيلومتري نواحي ساحلي_ كوهستاني، نظير درياي سرخ يا خليج فارس كارگذاشته مي‌شود. سپس نياز به يك باد ساحلي است تا هواي پر از رطوبت را به سمت خشكي براند و به كوهها اجازه دهد تا اين رطوبت را جمع كند و ابر را تشكيل بدهد. در همين زمينه روسها بر روي دستگاهي كار مي كنند كه بتواند باد شديد را ايجاد كند،‌ اما اختلاف نظراتي در اين مورد وجود دارد.-----

استفاده از فشار اسمزي معكوس: پديده فشار اسمزي،‌ باعث نفوذ آب از غشا نيمه تراوا و از قسمت رقيق( آب شيرين) به قسمت غليظ ( آب شور) مي شود. اما در صورت اعمال فشار خارجي، فرآيند اسمزي معكوس مي‌شود و آب از قسمت غليظ به رقيق منتقل مي‌شود. ‌در حال حاضر در برخي از كشور ها نظير عربستان سعودي از اين روش به ميزان قابل ملاحظه اي براي تامين آب شيرين استفاده مي شود. ---

نمك زدايي از آب دريا: اين فرآيند كه با تقطير آب دريا امكان پذير است، ‌به دليل نياز به انرژي زياد، ‌مقرون به صرفه نيست. به علاوه، نمك باقيمانده حجم بسيار زيادي دارد كه امكان استفاده از آن( در اين حجم زياد) وجود ندارد. اگر بتوان از انرژي خورشيد در فرآيند تقطير استفاده كرد، ممكن است در آينده بتوان از اين روش در مقياس اقتصادي بهره مند شد.

برف
ابرها از قطرات ریز آب، بخار آب و ذرات بسیار کوچک گردو غبار درست شده‌اند که در هوا معلق هستند. اگر دمای ابر پایین بیاید، قطرات آب شروع به بلورینگی می‌کنند؛ بلورینگی یا کریستال شدن یعنی اینکه خودشان را با نظم خاص دور یک دانه گرد و غبار شکل می‌دهند و می‌چینند.
 مولکول‌های آب به شکل یک شبکه 6 ضلعی منظم می‌شوند. آب به 14شکل شناخته شده منظم می‌شود اما این نوع خاص در دماهای بین صفر تا 100 درجه سانتی گراد پدید می‌آید؛ برای همین است که فقط در چیز سردی مثل برف پیدا می‌شود.
قطر دانه‌های برف بین 2/0 میلی‌متر تا 5 میلی‌متر است. دانه‌های خیلی ریز آن‌قدر سبكند که در هوا معلق می‌مانند و دانه‌های بزرگ آن‌قدر شکننده‌اند که با کوچک‌ترین نسیم، می‌شکنند.

چگونگی رشد برف
مولکول‌های آب در صفحاتی با کناره‌های کاملا صاف و زاویه 120 درجه با هم منظم می‌شوند. به این صفحه‌ها رویه می‌گوییم؛ رویه‌ها به این دلیل درست می‌شوند که همیشه برای مولکول‌ها آسان‌تر است که به یک سطح ناصاف بچسبند و بپیوندند تا به یک سطح صاف؛ برای همین اول کناره‌های ناصاف پر می‌شوند و بعد نوبت به کناره‌های صاف می‌رسد
این تقدم و تاخر در پیوستن به بلور، باعث پدیدآمدن شکل خاص 6 ضلعی آن می‌شود. با گذشت زمان، بلور دیگر نمی‌تواند این شکل کاملا منظم را حفظ کند و شروع به شاخه‌ای شدن می‌کند؛ یعنی بعضی قسمت‌ها مثل شاخه‌هایی بیشتر رشد می‌کنند اما به‌هرحال تقارن 6ضلعی مانند در دانه برف حفظ می‌شود.

چرا برف می‌آید
بارش برف وقتی آغاز می‌شود که 2 شرط خاص در ابر وجود داشته باشد؛ فوق سرد بودن و فوق اشباع بودن. شکل نهایی بلور برف نشان می‌دهد که چه ترکیبی از این شرایط وجود داشته است.
وقتی تعداد مولکول‌های آب موجود در هوا از مقدار حد رطوبت معمول بیشتر باشد، می‌گوییم هوا در حالت فوق اشباع است. هرچه دمای هوا بیشتر باشد، رطوبت بیشتری در خود نگه می‌دارد اما اگر هوایی را که صددرصد رطوبت نسبی دارد، ناگهان سرد کنیم، به حالت فوق اشباع می‌رسد که حالتی بسیار ناپایدار است. در اثر این کار، مولکول‌های آب اضافه یا به قطرات آب باران یا مستقیما به یخ تبدیل می‌شوند.


ذرات ميكروسكوپي گرد و غبار در هوا
مولكول‌هاي آب روي غبار متراكم مي‌شوند و به شكل 6 ضلعي به هم مي‌پيوندند
صفحه 6 ضلعي رشد كرده و تبديل به يك منشور مي‌شود. رويه‌هاي متفاوت آن بسته به شرايط با سرعت‌هاي متفاوت رشد مي‌كنند.
در گوشه‌ها، شاخه‌هايي پديد مي‌آيند و رشد مي‌كنند. اين شاخه‌ها سريع‌تر از بقيه بلور رشد مي‌كنند.
بلور برف دوباره به شرايطي مي‌رسد كه باعث سريع‌شدن رشد بدنه آن مي‌شود.
گوناگوني بسيار شرايط پيش‌آمده باعث پيچيدگي و تنوع شكل دانه‌هاي برف مي‌شود.

دو دانه برف مثل هم
آیا حقیقت دارد که هیچ 2 دانه برفی یکسان نیستند؟ بله، البته. خودتان فکر کنید. چه تعداد حالت و ترکیب از 2 شرط بالا ممکن است؟ در مورد یک دانه برف حدود 100 ویژگی قابل تغییر وجود دارد.
برای همین، 10 به توان 158 حالت برای ساختن یک دانه برف وجود دارد؛ بنابراین کاملا غیرممکن است که بتوانید دو دانه برف عین هم پیدا کنید.

تحقیق
با اين سيستم آبياري گياهان آشنا شويد: آبياري مناطق كشاورزي با استفاده از سيستم زير زميني. لوله ها  از زير زمين آب لازم را به گياه مي‌رسانند. به اين ترتيب،‌ ريشه گياه آب لازم را جذب مي‌كند، بدون اينكه آب اضافي از طريق سطح در دماي زياد، تبخير شود.

vBulletin v3.6.12, Copyright ©2000-2009, Jelsoft Enterprises Ltd.

فردين رسولي 

  دانشجوي کارشناسی عمران دانشگاه آزاد سنندج

قرار گرفتن كشور ما برروي كمربند خشك آب و هوايي، باعث ايجاد ركود در برنامه ريزي هاي توسعه اي كشور گرديده است و چنانچه برنامه اي اصولي براي كنترل كم آبي صورت نگيرد ،بحران هاي گسترده اجتماعي و اقتصادي و حتي سياسي به وجود خواهد آمد.

آمارها نشان مي دهند كه سال آبي 86-87 از خشك ترين سال هاي كشور در دوره آماري 50 ساله بوده و ميزان بارش هاي كشور حدود mm250 در سال بود و باز هم طبق آمارها و شواهد اين ميزان در سال آبي حاضر كمتر خواهد بود.

اين آمارها و آسيب جدي تالاب ها و رودخانه ها و همچنين كاهش حجم آب شيرين و اعلام رسمي وزير نيرو مبني بر احتمال جيره بندي آب در برخي كلان شهرها همگي حكايت از اين دارد كه احتمالاً تابستان 88 فصل سختي براي كشور خواهد بود و نياز كشور به مطالعات گسترده و جامع و اتخاذ سياست هاي اصولي و منطقي بيش از پيش آشكار خواهد كرد.

تجربه نشان داده است كه سايه خشكسالي هرچند سال يكبار و به صورت دوره اي برسر ايران خواهد افتاد و بنابراين اقدامات خاصي را مي طلبد ، بر اساس آثار خشكسالي كه آثار آشكار و پنهان است لازم است مطالعات و اقدامات در اين راستا براساس وطالعه واقدامات كوتاه مدت و بلند مدت صورت پذيرد و به گونه اي نباشد كه با عبور موقت از يك دوره بحراني حاصل از خشكسالي و عدم توجه به مهار خسارت هاي پنهان و طولاني مدت، اصل بحران به دست فراموشي سپرده شود تا مجدداً پس از مدتي و رخداد خشكسالي جديد ، بحران هاي قبلي با تشديد آغاز شود.

مطالعه و پايش خشكسالي در كشور اين امكان را در اختيار مسئولين قرار خواهد داد تا وضعيت موجود را با سالهاي قبل مقايسه نموده و با پيش بيني شرايط آب و هوايي و اتخاذ راه كار هاي بلند مدت و كوتاه مدت از خسارت ها ي بلند مدت و كوتاه مدت آن تا حد ممكن بكاهد.در اين ميان بخش كشاورزي يكي از قطب هاي مهم اقتصادي كشور است.كه تأثير مستقيم خشكسالي آن را بيشتر از ساير بخش ها آسيب پذير كرده است،مهاجرت به شهر ها كمترين خسارت وارده به اين قشر است و اين خسارت قطعاً ساير اقشار و بخش ها تحت تأثير خود قرار ميدهد.

كمك به بهره برداري بهينه از مراتع در زمان خشكسالي ، ارائه الگوهاي كشاورزي متناسب با مناطق خشك در ايران ، تعيين روشهاي تغيير تدريجي الگوي مصرف غذايي بر اساس توليدات مواد غذايي در مناطق خشك،پيش بيني ميزان آب قابل بارش در حوزه هاي آبريز كشور،توصيه هاي ترويجي متناسب با آب قابل استحصال در زمان رخداد خشكسالي و تعيين تقويم زراعي خشكسالي همگي راه كارهايي هستند كه دولت و مسئولين مي توانند جهت برون رفت از بحران و به حداقل رساندن زيان هاي ناشي از خشكسالي مورد بررسي و در نهايت عمل قرار دهند.

نقش سازمان هواشناسي در بين حائز اهميت فوق العاده اي است چرا كه اساس برنامه ريزي هاي ساير بخش هاي مربوطه اطلاعات سازمان هواشناسي است و هر قدر اين داده ها دقيقتر و پيش بيني ها و برآورد ها به واقعيت نزديكتر باشد باعث كاهش ريسك و در نتيجه كاهش خسارت خواهد شد.

اقدامات دولت و وزارت نيرو نيز در دو دهه اخير ستودني است كه از آن جمله مي توان به احداث 180 سد بزرگ و همزمان اجراي 93 سد بزرگ ديگر اشاره كرد ،همچنين اين وزارت خانه توانست با اتخاذ تدابير مناسب و مديريت صحيح مخازن سدها و ساير منابع آبي كشور از جيره بندي آب در دوران خشك تابستان 87 جلوگيري كند اما اينكه از جيره بندي آب در تابستان 88 نيز كه به دنبال اين سال خشك كم سابقه خواهد آمد مي توان جلوگيري كرد ،سئوالي ست كه مي توان آن را با مديريت بهينه و ارزيابي امكانات موجود و برنامه ريزي هاي كارا به خوبي پاسخ داد.

اميد است با بارش هاي اويل بهار امسال كه در چهل سال اخير بي سابقه بوده است بتوان با كمترين خسارت از بحران گذر كرد.

خشكسالي ، علل و پيامدها:

خشکسالی یک پدیده طبیعی و تکرار شونده اقلیمی است . وقوع این پدیده در تمام نقاط جهام محتمل است . از آنجا که ویژگی های خشكسالي از نقطه ای به نقطه دیگر کاملا متغیر و متمایز است  ، ارائه یک تعریف واحد برای خشکسالی بسیار مشکل می باشد چرا که بسته به تفاوت های اقلیمی، نیازها و نظام های موجود و راهبردهای اتخاذ شده در نقاط مختلف می توان تعاریف متفاوتی از پدیده خشکسالی ارائه نمود. تعاریف مختلفی در خصوص خشکسالی ارائه شده است به عنوان مثال خشکسالی در کشور لیبی هنگامی است که میزان بارندگی سالیانه کمتر از ۱۸۰ میلیمتر باشد در حالیکه در سوئیس خشکسالی به دوره ای اطلاق می گردد که فقط شش روز باران نبارد.

تعریف خشکسالی :
خشکسالی مفهومی:
در این تعریف به مفاهیم کلی اشاره می کند بطوری که عموم مردم قادر به فهم و درک آن باشند به عنوان مثال می توان گفت : خشکسالی به دوره ای گفته می شود که کمبود بارش در آن دوره باعث بروز خسارات شدید به محصولات کشاورزی و کاهش تولیدات می گردد. تعریف مفهومی خشکسالی همچنین در تدوین سیاست های مقابله با خشکسالی نیز می تواند مفید و موثر باشد. به عنوان مثال می توان قانونی را تدوین کرد که در صورت کاهش بارندگی تا یک حد معین مردم بتوانند از مزایای بیمه های خشکسالی استفاده نمایند. این نقطه را می توان نقطه خطر بحرانی نامید. نقاط بالای این نقطه منطقه خطرپذیری نرمال نامیده می شوند. البته تعیین نقطه بحرانی نیاز به تحقیقات مفصل در زمینه های مختلف هواشناسی، هیدرولوژی ، کشاورزی ، گیاه پزشکی و ... دارد. تدوین این قوانین باعث شفاف سازی سیاست های حمایتی دولت ها در زمینه مقابله با بحران خشکسالی و پیامدهای آن خواهد شد. تعریف دقیق نقطه بحرانی و شناخت درست آن از جانب کشاورزان و سایر گروه های ذینفع میزان مشاجرات و کشمکش ها را در دوران خشکسالی به حداقل خواهد رساند.
خشکسالی بهره برداری:
شناخت مفهوم خشکسالی در حالت بهره برداری این امکان را به ما می دهد که بتوانیم زمان آغاز ، پایان و شدت خشکسالی را دریابیم . جهت تعیین آغاز دوره خشکسالی ، تعریف بهره برداری خشکسالی، زمان کاهش بارش و یا هر فاکتور دیگر اقلیمی را از حد تعیین شده در طول دوره زمانی مشخص را نشان میدهد. این کار بسادگی و با مقایسه اطلاعات روز با آمار سی سال گذشته قابل انجام است .براي مثال نقطه ای که ممکن است بعنوان نقطه شروع خشکسالی تعیین گردد ، نقطه ای است که کمتر از  ۷۵ درصد میانگین بارش بلند مدت منطقه باشد.

خشکسالی بهره برداری می تواند بعنوان ابزاری مناسب جهت تحلیل شدت ، مدت و تناوب خشکسالی در یک محدوده زمانی خاص مورد استفاده قرار گیرد. در هر حال ارائه هر تعریفی نیاز به داشتن اطلاعات و آمار هواشناسی در مقیاس های مختلف زمانی و نیز اطلاعات مربوط به میزان تاثیرات خشکسالی بر روی بازدهی گیاهان با توجه به طبیعت تعریف ارائه شده دارد. اقلیم شناسی خشکسالی در یک منطقه خاص ، می تواند کمک موثری در جهت شناخت بهتر و دقیق تر مشخصات خشکسالی و نیز میزان تاثیرات آن در مقیاس های مختلف باشد . وجود اطلاعات کافی و دقیق در برنامه ریزی های مقابله با خشکسالی و اتخاذ سیاست های مناسب بسیار ارزشمند و حیاتی است . سیاست ها و برنامه ریزی های مقابله با خشکسالی می تواند با رویکردها ، جنبه ها و دیدگاه های مختلفی اتخاذ گردد.
ابعاد و جنبه های خشکسالی :
همانطور که ذکر گردید خشکسالی از دیدگاه ها و جنبه های متفاوتی می تواند مورد بررسی و مطالعه قرار گیرد. در هر یک از این محدوده ها و عرصه ها مشخصات و ویژگی های خاصی مدنظر قرار می گیرد. اصولا در منابع مختلف خشکسالی را از چهار منظر زیر مورد بررسی و تحلیل قرار می دهند:
خشکسالی اقلیمی :
خشکسالی هواشناسی معمولاً بر پایه میزان و درجه خشکی و طول دوره تداوم خشکی در مقایسه با میزان طبیعی و نرمال بارش بیان می گردد. در این جنبه از خشکسالی آنچه که باید مد نظر قرار گیرد ویژگی ها و تفاوت های اقلیمی است که باعث تفاوت بسیار در میزان بارش در نواحی مختلف می گردد

خشکسالی کشاورزی:
خشکسالی کشاورزی جنبه های مختلف خشکسالی اقلیمی و یا خشکسالی هیدرولوژیکی را به تاثیرات کشاورزی پیوند می دهد. در این تعریف بیشتر توجه و تمرکز بر کمبود بارندگی ،  تفاوت تبخیر و تعرق واقعی با تبخیر و تعرق پتانسیل  ، کمبود رطوبت خاک ، میزان افت سطح آب های زیر زمینی و یا مخازن می باشد. آب مورد نیاز گیاهان بستگی تام به شرایط غالب اقلیمی منطقه ، خصوصیات بیولوژیکی گیاه مورد نظر ، مرحله رشد و خصوصیات فیزیکی و بیولوژیکی خاک دارد. آستانه خشکسالی کشاورزی باید به گونه ای تعریف و تعیین گردد که در مقدار معین آستانه میزان آب مورد نیاز گیاهان مختلف در دوره های مختلف رشد از حالت بذر تا بلوغ کامل تامین گردد. کمبود رطوبت خاک سطحی در هنگام کاشت ممکن است مانع از جوانه زنی و یا حداقل باعث به تاخیر افتادن رویش و جوانه زنی گیاه گشته و نهایتا به کاهش تراکم گیاه در واحد سطح و کاهش تولید منجر گردد. اما اگر رطوبت خاک سطحی در هنگام رویش زودرس به اندازه کافی بوده و رطوبت خاک زیر سطحی کم باشد تاثیری در بازدهی نهایی گیاه نخواهد داشت ، بشرطی که این کاهش رطوبت خاک زیر سطحی در طی دوره رشد گیاه با آبیاری و یا با وقوع بارش جبران گردد.
خشکسالی هیدرولوژیکی :
خشکسالی هیدرولوژیکی را باید به همراه تاثیرات کاهش دوره بارش شامل بارش برف بررسی کرد. این کاهش بارش در میزان آب رودخانه ها ، دریاچه ها ، مخازن و سطح آب های زیر زمینی تاثیر گذار خواهد بود .
خشکسالی های هیدرولوژیکی معمولا همزمان با خشکسالی های اقلیمی و کشاورزی نبوده و با تاخیری نسبت به آنها روی می دهد ، چرا که زمان طولانی تری مورد نیاز است تا این کاهش بارش بتواند خود را در اجزائ سیستم هیدرولوژیکی از قبیل کاهش رطوبت خاک ، جریان آب رودخانه ها و یا سطح آب دریاچه ها و مخازن نشان دهد. بنابر این نقش و تاثیر خشکسالی هیدرولوژیکی در بخش های مختلف اقتصادی و اجتماعی کاملا متمایز از یکدیگر است . به عنوان مثال کاهش بارندگی می تواند باعث نقصان و کاهش سریع رطوبت خاک گردد که این امر در وهله اول توسط متخصصین و مسئولین کشاورزی قابل مشاهده و فهم خواهد بود و مسئولین نیروگاه های برقابی و یا محیط زیست با تاخیر چند ماهه ای ممکن است اثرات آن را دریابند . از طرف دیگر آب جاری و یا آب ذخیره شده در سیستم های هیدرولوژیکی از قبیل رودخانه ها و مخازن بهره برداران متعددی داشته و استفاده های چند منظوره همانند کنترل سیلاب ، آبیاری ، کشتیرانی ، بهداشت و شرب ، ماهیگیری و حیات وحش از آن ها بعمل آید و لذا پیامدها و شدت اثرات خشکسالی هیدرولوژیکی را افزون تر و پیچیده تر می سازد و در هنگام وقوع خشکسالی رقابت بر سر استفاده از منابع آبی باعث بروز کشمکش هايی بین استفاده کنندکان از آب می گردد.
نقش عوامل غیر اقلیمی در خشکسالی هیدرولوژیکی:
هر چند عوامل اقلیمی به عنوان عوامل اصلی و اولیه خشکسالی شناخته می شوند ، اما نمی توان از نقش سایر عوامل موثر و تشدید کننده پدیده خشکسالی همانند تغییرات وسیع در کاربری زمین ، جنگل تراشي ، تخریب خاک  و یا عملیات عمرانی از قبیل ساخت سدهای بزرگ که مشخصات هیدرولوژیکی حوزه آبخیز را تحت تاثیر قرار می دهند ، غافل بود. سیستم های هیدرولوژیکی حلقه اتصال مناطق مختلف به یکدیگر هستند و کمبود بارش در یک منطقه ممکن است مناطقی خارج از محدوده خود را نیز تحت تاثیر قرار دهد. بعنوان مثال کمبود بارش درمناطق بالادستی حوزه آبخیز ، تمام حوزه را با خطر خشکسالی مواجه خواهد ساخت . خشکسالی چند ساله اخیر شرق کشور به تبع خشکسالی مناطق بالادستی حوزه آبخیز هیرمند در کشور افغانستان که منجر به قطع آب و خشک شدن رودخانه هیرمند گردیده بود نمونه بارزی از این تاثیرات است . علاوه بر این تغییر کاربری اراضی در بالادست حوزه آبخیز مشخصه های هیدرولوژیکی حوزه از قبیل نفوذپذیری و میزان تولید رواناب را تحت تاثیر قرار داده و ابتدا موجب وقوع سیل و نهایتا خشکسالی در پایین دست خواهد شد.
بنابراین تغییر کاربری از عواملی است که علیرغم عدم وجود تغییرات محسوس در پارامترهای موثر در خشکسالی اقلیمی ممکن است شدت کمبود آب و خشکسالی هیدرولوژیکی را در منطقه تشدید نماید. از دیگر عوامل موثر در تشدید خشکسالی بهره برداری بی رویه از آب های زیر زمینی می باشد. تشدید استفاده از آب های زیر زمینی برای بالا بردن سطح زیر کشت فشار مضاعفی را بر منابع آب زیر زمینی وارد ساخته و این فشار فزاینده باعث افت فاحش سفره های آب زیر زمینی می گردد. در سال های خشکسالی که استفاده از این منابع دو چندان می گردد افت سطح سفره های آب زیر زمینی به حالت بحرانی می رسد. تخریب اراضی ناشی از چرای مفرط و روش های نامناسب کشاورزی و آبیاری و متعاقب آن ها فرسایش آبی و بادی اثرات خشکسالی را تشدید می نمایند. از بین رفتن خاک سطحی موجب کاهش ظرفیت جذب آب خاک و عدم امکان تغذیه آب های زیر زمینی و نهایتا منجر به بروز سیلاب خواهد شد. در کشور ایران که اصولا سرزمین نسبتا خشکی است سیل و خشکسالی همزاد یکدیگرند. بدلیل شرایط خشک فلات ایران و توزیع زمانی نامناسب بارش ها، اکثر رودخانه های ایران فصلی هستند و میزان جریان در آن ها به شدت وابسته به میزان بارندگی است .لذا در مواقعی که بارندگی بیش از متوسط دراز مدت باشد ، منطقه مواجه با سیل گشته و در سال هایی که بارندگی کمتر از متوسط باشد با پدیده خشکسالی مواجه خواهیم بود. راندمان آبیاری نیز می تواند از دیگر عوامل موثر بر خشکسالی باشد. در ایران راندمان آبیاری حداکثر ۳۵ درصد است، یعنی اینکه حدود دو برابر آبی که مورد استفاده قرار می گیرد به هدر می رود . الگوی مصرف آب شرب نیز اثرات خشکسالی را تشدید می نماید.

توالی و ترتیب پیامدها و اثرات خشکسالی :
ترتیب و توالی تاثیرات خشکسالی های مختلف بیشتر می تواند به متمایز ساختن و تشخیص هر یک از انواع خشکسالی کمک نماید. معمولا وقتی خشکسالی بروز می کند بخش کشاورزی به دلیل وابستگی عمیق به میزان رطوبت خاک اولین بخشی خواهد بود که اثرات خشکسالی را حس خواهد کرد. میزان آب موجود در خاک به سرعت و تحت تاثیر دوره خشکسالی کاهش خواهد یافت. در صورت ادامه روند خشکسالی سایر مردمی که از منابع مختلف آبی استفاده می کنند نیز تحت تاثیر قرار خواهند گرفت  گروه هایی از مردم هم که از منابع آب سطحی و زیر زمینی استفاده می کنند آخرین گروهی خوهند بود که این مساله را لمس می کنند. البته میزان این تاثیرات بستگی مستقیم به طول دوره خشکسالی دارد ، مطمئنا دوره های طولانی تر خشکسالی اثرات مخرب تری را ببار خواهند آورد. هنگامی که خشکسالی اقلیمی به اتمام می رسد و بارش به شرایط طبیعی باز می گردد ، نوبت به ترمیم شرایط آب های سطحی و زیر سطحی می رسد که تحت شرایط خشکسالی به شدت افت نموده اند. در این حالت ابتدا رطوبت خاک به حالت طبیعی می رسد و سپس آب های سطحی ، دریاچه ها ، مخازن و نهایتا سفره های آب زیرزمینی ترمیم می گردند. بنابراین بخش هایی که وابسته به این منابع آبی هستند نیز به ترتیب از حیطه اثرات خشکسالی دور می گردند و لذا ابتدا بخش کشاورزی که وابسته به میزان رطوبت خاک است به سرعت و بعد از آن بخش های وابسته به آب های سطحی و نهایتا قسمت هایی که به آب های زیر زمینی وابسته هستند در زمانی طولانی تر از این دایره خارج خواهند شد. واضح است که دوره زمانی بازگشت به شرایط عادی تابع شدت خشکسالی ، مدت تداوم خشکسالی و میزان بارش بعد از دوره خشکسالی می باشد.
خشکسالی اقتصادی اجتماعی :
تعاریف خشکسالی اقتصادی اجتماعی در ارتباط با برخی کالاهایی اقتصادی است که عناصر اقلیمی ، هیدرولوژیکی و کشاورزی خشکسالی را به همراه خود دارند. این نوع خشکسالی کاملا متفاوت از انواع پیشین خشکسالی می باشد. چرا که این نوع خشکسالی وابسته به زمان و مکان فرایند عرضه و تقاضا است . کالاهای اقتصادی از قبیل آب ، حبوبات ، علوفه ، ماهی و حیوانات آبزی ، نیروی الکتریسیته برقابی بستگی به شرایط آب و هوایی دارند. به دلیل تغییرات طبیعی اقلیمی تامین آب مورد نیاز مردم در سال های مختلف در نوسان خواهد بود . لذا خشکسالی اقتصادی اجتماعی هنگامی رخ می دهد که میزان تقاضا برای یک کالای اقتصادی وابسته به آب از میزان عرضه آن که تحت تاثیر کاهش بارندگی کاسته شده پیشی گیرد. اگر نرخ رشد تقاضا از عرضه بیشتر باشد آنگاه آسیب پذیری در برابر خشکسالی در سال های آتی بسیار محتمل خواهد بود مگر ، اینکه این روند حالت عکس به خود گیرد.
برنامه ریزی مقابله با خشکسالی :

خشکسالی بخشی طبیعی و بالقوه از شرایط اقلیمی هر منطقه- حتی مناطق پربارش- است . این پدیده از سایر بلایای طبیعی پیچیده تر و بخش های بیشتری از جامعه را تحت تاثیر قرار می دهد و به اندازه سیل و طوفان خسارت ببار می آورد. بر اساس مطالعاتی که در ایالات متحده امریکا صورت گرفته است ،  خسارات ناشی از خشکسالی در بخش های مختلف کشاورزی ، حمل و نقل ، گردشگری و انرژی بين 8-6 ميليارد دلار در طول سال است.  این برآورد بدون در نظر گرفتن تاثیرات اجتماعی و زیست محیطی است که قابل ارزش گذاری نیستند.

خشکسالی هر چند بسیار اساسی است اما با موانع متعددی مواجه است از قبیل :
ـ عدم شناخت علمی ، کافی و بموقع سیاستگزاران و سیاستمردان از پدیده خشکسالی.
ـ عدم برنامه ریزی یا اولویت گذاری پایین نسبت به این پدیده در مناطقی که خشکسالی در آن مناطق بندرت روی می دهد.
ـ کمبود اعتبارات و تخصیص های دولتی
ـ عدم وجود تعریف واحد از خشکسالی در سرتاسر کشور
ـ عدم وجود یک متولی واحد در امر برنامه ریزی و مقابله با پدیده خشکسالی و تقسیم مسئولیت ها در بخش های مختلف دولتی
ـ عدم وجود یک برنامه ملی استفاده و بهره برداری از منابع طبیعی که شامل آب و جنگل و مرتع و... می باشد.
ـ سیاست هایی از قبیل کاهش بلایای طبیعی و منسوخ کردن برنامه های سنتی تخصیص منابع آب در دراز مدت می تواند بستر مناسبی برای مدیریت منابع طبیعی فراهم آورد.
نتیجه گیری :
خشکسالی پدیده ای طبیعی و تکرار شونده است و وقوع آن در هر اقلیمی محتمل می باشد. با توجه به مشخصات و متغیرهای اقلیمی ،  تعاریف متعددی برای خشکسالی ارائه شده است . اما دو نوع تعریف خشکسالی مفهومی و خشکسالی بهره برداری دارای اصول مشابهی هستند . خشکسالی دارای جنبه های مختلفی است . چهار وجه مهم خشکسالی و ترتیب وقوع عبارتند از خشکسالی اقلیمی ، خشکسالی کشاورزی ، خشکسالی هیدرولوژیکی و خشکسالی اقتصادی و اجتماعی... عوامل متعددی در بروز خشکسالی موثر می باشند که عمدتا به عوامل اقلیمی و غیر اقلیمی تقسیم می گردند. فعالیت های انسانی در عرصه حوزه های آبخیز و تغییرات نامناسب کاربری و الگوهای نامناسب کشت و مصرف آب از عمده ترین علل و دلایل بروز و تشدید خشکسالی می باشند. خسارات ناشی از خشکسالی بسیار گسترده می باشد علاوه بر خسارات اقتصادی ، خسارات زیست محیطی و بیولوژیکی نیز از پیامدهای خشکسالی می باشند. مقابله با خشکسالی به یک عزم و برنامه ملی و افزایش سطح آگاهی های عمومی نياز دارد و این برنامه ها باید بطور منظم مورد بازبینی و اصلاح قرار گیرند.

نام استاد : دکتر مجردی گیلانی

 نام دانشجو:شهباز علیدی

هارپ چیست؟       به صدای هارپ گوش دهيد

هارپ یک پروژه تحقیقاتی است که در ظاهر برای بررسی و تحقيق درباره لایه ی آیونوسفیر (Ionosphere)  و  مطالعات معادن زير زمينی (با استفاده از امواج راديويی ELF/ULF/VLF) تاسيس شده است. ولی در واقع "پروژه ای با تکنولوژی جنگ ستارگارن"  به منظور  کامل کردن یک سلاح جدید پايه گذاری گرديده است.

( توضيح آنکه: جنگ هايی که از  امواج "راديويی"، "ليزر" و "نيروی مغناتيس" برای صدمه به نيروی مقابل استفاده کند به جنگ ستارگان معروف است و اين اسم را از فيلم  Star War گرفته اند)

آیونوسفیر چيست و کجاست؟

لایه ی آیونوسفیر در بالاترین لایه ی اتموسفیر (Atmosphere) قرار دارد.

این لایه تشعشات خطرناک "ماورای بنفش" و "اکس ری" خورشيد را  جذب کرده  و مانند سقفی از ورود آنها به زمين جلوگيری می نمايد تا زندگی بر روی کره زمین امکان پذیر گردد. همچنین به دليل محیط الکتریکی موجود در آيونوسفير  از اين لايه برای انعکاس امواج رادیوئی به اطراف زمین استفاده می شود. اگر این لایه به هر دليلی دچار اختلال شود تاثيرا ت بسیار زیادی بر روی زمین گذاشته و زيستن را مختل می کند.

لايه آيونوسفير چه ربطی به هارپ دارد؟

سیستم هارپ طوری طراحی شده است که بر روی آیونوسفیر تاثير مستقيم داشته باشد. از نمونه های اين تاثيرات قرمز و گداخته شدن و يا ذره بينی نمودن لايه را ميتوان نام برد.

این سیستم در حال حاظر از یک مجموعه آنتن های مخصوص (١٨٠ برج آنتن آلومنيومی به ارتفاع ٥٠/٢٣متر) تشکيل و برروی زمينی وسيعی به مساحت ٢٣٠٠٠ متر مربع در آلاسکا (Alaska) نصب گرديده است.

آنتن های هارپ با پرتاب رادیو فرکانس های بالا به آیونوسفیر می توانند ناحیه وسیعی از آیونوسفیر را گرم کرده و در نتیجه این ناحیه به تپش افتاده و در اثر آن امواج پایین و فوق پایین ELF/ULF/VLF تولید و به زمین فرستاده شوند. لازم به توضیح است که از میان تاسیسات مشابه آن در دنیا، هارپ تنها سیستمی است که عملا قادر است جهت و زاویه پرتوها را کاملا در کنترل داشته باشد و هر ناحیه از آیونوسفیر را که بخواهند هدف گیری کنند.

آنتن های هارپ در آلاسکا

اصولا امواج آنتن ها پس از اصابت به آيونوسفير و بازگشت به زمين قادر اند نه تنها به عمق دريا بروند بلکه فرا تر رفته و به اعماق زمين نيز وارد ميشوند و عملکرد آن بمانند "راديو ترموگرافی" (Radio Thermography) است که امروزه ژئولژيست ها برای  اکتشافات مخازن مختلف شامل گاز و نفت استفاده می کنند.  وقتی يک موج پایین "راديو ترموگرافی" به داخل زمين فرستاده ميشود به لايه های مختلف برخورد کرده و آن لايه ها را به لرزه می آورده و از لرزش صدايی با فرکانسی مخصوص توليد و به سطح زمين باز ميگرداند و ژئولژيست ها از صدای بازگشتی قادرند مخازن زيرزمين را شناسايی کنند.

با اين تفاوت که راديو ترموگرافی سيستمی است که با قدرتی به کوچکی ٣٠ وات لايه های زير زمينی را به لرزه درمی آورد و حال آنکه هارپ سيستم فوق الاده پیشرفته تری است که همان لايه های زمين را می تواند با استفاده از قدرتی برابر با ١,٠٠٠,٠٠٠,٠٠٠ (یک میلیارد)  تا ,١٠,٠٠٠,٠٠٠,٠٠٠ (ده میلیارد) وات بلرزاند! بدیهی است که هر چقدر قدرت امواج بیشتر می شود, تاثیراتش بر روی آیونوسفیر و اثرات ذره بینی آن بالاتر می رود. هدف از استفاده از این قدرت چیست؟

از نمودار فوق متوجه می شويد که آيونوسفير گداخته شده (به رنگ قرمز ديده می شود) و سپس مثل يک قلب شروع به تپش ميکند و از اين تپش ها، فرکانس های فوق پایین توليد شده که پس از اصابت به زمين به  داخل آن نفوذ مينمايد و در توضیحات زیر مشاهده خواهید کرد که چگونه از اين فرکانس فوق پایین و نيرومند، زمين زلزله و خرابی توليد ميگردد.

برای درک چگونگی ايجاد زمين لرزه يک مثال بزنم: وقتی شخصی صحبت ميکند، اول تارهای صوتی او ميلرزند (مثل لرزش های ايجاد شده در آيونوسفير). از اين لرزش فرکانس صوتی توليد شده و پس از اصابت به پرده گوش شنونده، پرده گوش او را ميلرزاند (مثل به لرزه در آوردن لايه های زير زمين به سبب اصابت فرکانس های توليد شده از آيونسفير) و سپس در گوش صدا توليد شده و شنونده آنرا به شنود.

خوب حالا که چی؟

با کمی فکر کردن می توان متوجه این شد که تکنولوژی هارپ "با ويژگی معادن يابی" برای پیدا کردن مخزن های گازی و نفتی ساخته نشده است! زیرا برای پیدا کردن مخازن نیاز به یک میلیارد وات نیست و يک ترموگراف برای اين کار کافيست. با توجه به تاثیرات هارپ بر روی آیونوسفیر و نهایتا تاثیرات آن بر روی زمین و وضعیت آب و هوا، می باید در مورد این تکنولوژی کمی جدی تر فکر کنیم. این تغییرات شامل خشکسالی در مناطقی که تا به حال بی سابقه بوده است، بارندگی های سیل آسا در جاهایی که به خشک بودن معروف هستند، طوفان ها و سونامی ها و ساده تر از همه ایجاد زلزله را ميتوان برای هارپ به شمار آورد.

 ناگفته نماند که امواج بازگشتی از آيونوسفير، پس از ورود به عمق دريا ميتوانند صدمات جانی برای موجودات دريايی، به خصوص نهنگ ها و دلفین ها را در بر داشته باشند.

نام مقاله: خشکسالی در ایران و جهان - تعاریف علمی و پیامد ها

نام استاد : دکتر مجردی گیلانی

نام دانشجو:امید عبادی مقطع کارشناسی نا پیوسته عمرانomid ebadi

 منبع:اینترنت-مجموعه مقالات همایش های بین المللی آب 

 خشكسالي و تعریف آن چیست ؟آیا به اندازه مصرف انسان به روی زمین آب وجود ندارد ؟ و یا مصرف غلط و مدیریت غلط آب این وضعیت بحرانی را به‌وجود آورده است؟ 

چرا به وضعیت آب باید اهمیت داد؟با تغییرات آب و هوایی چه چیز در انتظار ماست؟ این سوالات و مسائلی از این دست  موضوعاتی است که در این نوشتار به آنها خواهم پرداخت 

 
تا كنون تعاريف بسيار زيادي از خشكسالي شده است اما هر كدام از اين تعاريف ديدگاه خاصي را مد نظر داشته اند به هر حال عدم وجود يك تعريف جامع ودقيق از خشكسالي ومتفاوت بودن معني آن از ديدگاههاي مختلف مانع از درك مفهوم خشكسالي شده است .حال از آنجائيكه خشكسالي بركليه جنبه هاي زندگي وبخشهاي مختلف جامعه خصوصاً تغييرمحيط طبيعي تأثير مستقيم وغيرمستقيمي دارد عدم درك مفهوم آن موجب ترديد وركود در بخشهاي مختلف اقتصادي ،مديريتي وسياستگزاري ميشود.

از بين تعاريف خشكسالي تعريفي كه مقبول تر ومنطقي تر نيز مي باشد عبارت است از اينكه خشكسالي را مي توان معلول يك دوره شرايط خشك غيرعادي دانست كه به اندازه كافي دوام داشته باشد تا عدم تعادل در وضعيت هيدرولوژي يك ناحيه ايجاد شود.

در دهه هاي اخير در بين حوادث طبيعي كه جمعيت هاي انساني را تحت تأثير قرار داده اند تعداد فراواني پديده خشكسالي از نظر درجه شدت ،طول مدت ،مجموع فضاي تحت پوشش ،تلفات جاني ،خسارات اقتصادي واثرات اجتماعي دراز مدت در جامعه ، بيشتر از ساير بلاياي طبيعي بوده است .همچنين تمايز اين پديده با ساير بلاياي طبيعي در اين است كه برخلاف ساير بلايا اين پديده بتدريج ودر يك دوره زماني نسبتاً طولاني عمل كرده واثرات آن ممكن است پس از چند سال وبا تأخير بيشتري نسبت به ساير حوادث طبيعي ظاهر شود بنابراين چون تعيين دقيق زمان شروع آن كار مشكلي است تا حدودي آنرا يك پديده و بليه خزنده مي دانند از سويي چون خشكسالي برخلاف ساير بلاياي طبيعي كمتر منجر به خسارات ساختاري مي شود ،كمك رساني در هنگام وقوع اين پديده در مقايسه با ساير پديده ها مثل سيل پيچيده تر و مشكل تر مي باشد.


تعريف خشكسالي از ديدگاههاي مختلف


1-ديدگاه هواشناسي :

هواشناسان خشكسالي را بارش كمتر از حد معمول كه منجر به تغيير الگوي آب وهوايي مي گردد، تعريف كرده اند .بنابراين خشكسالي ازنظرهواشناسي اساساً به حالتي از خشكي ناشي از كمبود بارندگي اطلاق ميشود .

تعريف خشكسالي از ديدگاه هواشناسي در كشورهاي مختلف ودر زمانهاي مختلف متفاوت ميباشدبه همين دليل از اين ديدگاه به كار بردن يك تعريف از خشكسالي كه درقسمتي از جهان متداول ميباشد

براي ديگر جاها مناسب نبوده بطوري كه مثلاً:

1-در ايالت متحده در سال 1942 : بارش كمتر از 5/2 ميليمتر در 48 ساعت .

2-درانگلستان درسال 1936 :پانزده روز متوالي با مجموعه بارش كمتر از 25 ميليمتر .

3-در كشور ليبي در سال 1964: بارش سالانه كمتر از 180 ميليمتر .

4-در كشور هند در سال 1960: كاهش بارش فصل واقعي (مونسون) بيش از دو برابر متوسط انحراف .

5-در كشور بالي در سال 1964: يك دوره شش روزه بدون بارش :

بعنوان معياري براي خشكسالي هواشناسي در نظر گرفته شده است .

بعلاوه اهميت ديدگاه هواشناسي در اين است كه اندازه گيريهاي هواشناسي اولين نشانه بروز خشكسالي مي باشد.


2- ديدگاه اقليم شناسي:

ازديدگاه اقليم شناسان خشكسالي يك پديده طبيعي است كه در اثر تغييرات الگوههاي آب وهوايي ناشي از كاهش نزولات جوي كمتر از حد معمول خود به خود به وجود مي آيد و ادامه آن موجب عدم تعادل اكولوژيكي و هيدرولوژيكي مي شود.از طرفي چون از ديدگاه جغرافيايي تعريف خشكسالي مفهومي مكانمند مي باشد ،شدت خشكسالي در هر محل تابعي از ضريب تغييرپذيري بارش در همان محل است بنابراين از نظر اقليم شناسي خشكسالي قابل تعيين است به طوري كه در اين روش درجه خشكسالي وترسالي تعيين مي گردد.

3-ديدگاه هيدرولوژيكي:

از ديدگاه هيدرولوژيست ها خشكسالي زماني اتفاق مي افتد كه سطح تراز ذخاير آبهاي سطحي و زير زميني از حد معمول خود پايين تر باشد.خشكسالي هيدرولوژيك اغلب در عرضهاي مياني بر اثر كمبود و فقدان بارش زمستاني اتفاق مي افتد.علاوه بر بارش فاكتورهاي اقليمي ديگرمانند دماهاي بالا، بادهاي قوي و رطوبت نسبي كم نيز به طور قابل ملاحظه اي بر روي خشكسالي هيدرولوژيك تاًثير دارند .

در ديدگاه هيدرولوژيك اندازه گيري ميزان آبهاي جاري –رودخانه ها –درياچه ها وآبهاي زيرزميني معيارخشكسالي ميباشد ويك زمان پايه بين فقدان بارندگي وكم شدن آبهاي جاري ورودخانه ها وآب درياچه ها وآبهاي زيرزميني وجود دارد .بنابراين معيار هيدرولوژيك نمي تواند اولين نشانگر خشكسالي باشد زيرا زماني كه كمبود بارش اتفاق بيفتد بعد از مدتي اين كاهش در آبهاي سطحي وزيرزمين منعكس خواهد شد.

4- ديدگاه كشاورزي :
از ديدگاه كشاورزي زماني كه رطوبت خاك از نياز واقعي محصول كمتر باشد و منجر به خسارت در محصول شود خشكسالي اتفاق افتاده است.

چون در محاسبه نياز آبي گياهان مشخص شده كه نيازآبي آنها باهم متفاوت است بنابراين مفهوم خشكسالي از ديدگاه كشاورزي براي محصولات مختلف يكسان نمي باشد .از ديدگاه كشاورزي درجه خشكسالي به روش پنمن مانتيث وروش باران مؤثرانجام مي شودهمچنين روش پنمن مانتيث از طرف FAO به عنوان بهترين روش براي تعيين درجه خشكسالي كشاورزي معرفي شده است.

خشكسالي كشاورزي معمولاً بعد از خشكسالي هواشناسي وقبل از خشكسالي هيدرولوژيك اتفاق مي افتد وكشاورزي معمولاً‌اولين بخش اقتصادي است كه تحت تأثير خشكسالي قرار ميگرد.

5-ديدگاه اجتماعي و اقتصادي:

از ديدگاه اجتماعي و اقتصادي خشكسالي يعني زماني كه كمبودآب براي نيازهاي بشر موجب نابهنجاريهاي اجتماعي و اقتصادي شود.

به منظور به حداقل رساندن خشكسالي واضح است كه انتقال مديريت بحران به مديريت ريسك امري اجتناب ناپذير است و نظارت و ارزيابي خشكسالي از ضروريات است و براي نظارت و ارزيابي خشكسالي نيز شاخص هاي خشكسالي ازاهميت بخصوصي برخوردار مي باشد.

خشکسالی در ایران و پیامدهای

بسیاری از مقامات مسئول ایرانی و کارشناسان محیط زیست نسبت به وقوع خشکسالی در ایران و پیامدهای وخیم آن در ماه ها و سالهای آینده در کشور هشدار می دهند.

دریک گزارش در باره مشکلات کم آبی و خشکسالی در ایران ، به آلودگی مفرط و کاهش آب رود کارون درخوزستان، آلودگی بیسابقه رود کرخه ، نشت شش تا ده هزار بشکه نفت در این رودخانه تاکید شده است. مشکل ایران تنها خشکسالی نیست ، بلکه وضع محیط زیست در ایران روز به روز در حال وخیم تر شدن است. کافی است نگاهی به وضع جنگل های ایران انداخته شود.

این خشکسالی را شدید ترین خشکسالی در چهل سال اخیر ارزیابی شده است و آن را خشکسالی دهه هشتاد ایران نامیده اند و  در سال ۱۳۸۶ آغاز گردید و سازمان هواشناسی ایران از ادامه یافتن از برای ۴سال خبر داده اند.خشکسالی نوعی بلای طبیعی نامحسوس است که در پس کاهش بارندگی در طی یک دوره کوتاه یا بلند روی می‌دهد.

ضررهای خشکسالی عبارتند از:

• کاهش محصولات کشاورزی و به تبع آن دامی
• کمبود آب برای مصارف صنعتی و خانگی
• کاهش میزان تولید برق از نیروگاه‌های برق‌آبی

ویژگیهای فضایی وزمانی خشکسالی:

پدیده کم آبی برای آنکه خشکسالی نامیده شود باید دارای یکسری ویژگی های فضایی و زمانی خاص از جمله شدت، فراوانی، وسعت و ... باشد.

 ۱-آغازوخاتمه خشکسالی:

زمانی است که ذخیره رطوبتی چه درمحیط خاک «خشکسالی کشاورزی ) وچه درمخازن آبی«خشکسالی هیدرولوژیک ) خاتمه یافته باشد. انتهای خشکسالی نیز که مساله قابل توجهی محسوب می شود. پایان خشکسالی نسبت به زمان آغاز محسوستر است.

درامر کشاورزی، پایان خشکسالی، زمانی است که نزول باران، رطوبت مورد نیاز خاک را تامین نماید.درهیدرولوژی، زمانی که جریان رودخانه مجددا؛ برقرارشده ومخازن زیرزمینی تغذیه مجددشوند زمانی پایان خشکسالی درنظرگرفته میشود

هرقدر دوره تداوم خشکسالی طولانی ترشود، میزان ذخایر آب منطقه، تحت خطرجدی قرارگرفته و به همین جهت می تواند شدت خشکسالی رخداده را افزایش دهد.

۲-شدت خشکسالی :
هر قدرمیزان کمبود بارندگی نسبت به شرایط میانگین کمتر باشد به همان اندازه میزان تاثیر خشکسالی بیشتر نمود عینی پیدا می کند. علاوه براین، میزان استمرارحالت خشکسالی دریک منطقه نیزگویای شدت خشکسالی درهمان منطقه است، یعنی درشرایطی که خشکسالی تنها برای یک ماه استمرار داشته باشد احتمال دارد بارش ماه بعد، میزان کمبود ماه مزبور را جبران نماید، ولی اگر ماه بعدی نیز خود نسبت به شرایط طبیعی کمبود داشته باشد، به مراتب در شدت بخشیدن به حالت خشکسالی موثر خواهد بود.
میزان کاستی درمتغیر مورد مطالعه و همچنین، زمان استمرارآن، بیانگر شدت خشکسالی است.

۳- فراوانی خشکسالی :

فراوانی خشکسالی نیز از اهم ویژگیهای موردمطالعه دربررسی یک منطقه بشمار می آید که می تواند درمقایسهای مختلف زمانی ( برای مثال سالانه، ماهانه و فصلی )، محاسبه شود. با توجه به وجود شدتهای مختلف خشکسالی، بررسی فراوانیها می تواند برای هریک از آنها با تفکیک صورت گیرد. محاسبه توزیع فراوانی درشدتهای مختلف می تواند درارزیابی قابلیت منطقه مورد مطالعه نسبت به شدتهای مختلف خشکسالی کاربرد داشته باشد. این محاسبه می تواند از طریق توابع توزیع احتمال فراوانی برای بررسی احتمال وبا دوره های برگشت خشکسالی برای پیش بینیهای آتی مورد استفاده قرارگیرد.  ۴- وسعت منطقه ای خشکسالی :

رخداد خشکسالی می تواند درمنطقه ای با وسعت چند صد کیلومتر اتفاق افتد ولی امکان دارد شدت ودوره تداوم آن درسراسر منطقه یکسان نباشد . خشکسالی قاره ای که خصوصا؛ درمناطق خشک اتفاق می افتد درناحیه وسیعی که صدها، بلکه هزاران کیلومتر- مربع را می پوشاند، گسترش پیدا می کند.

 5- دوره تناوبی رخداد خشکسالی :

بررسیهای مربوط به احتمال تکرار خشکسالیها و سایر پدیده های طبیعی به صورت رخدادهای منظم، بخش زیادی از تحقیقات محققان را به خود اختصاص داده است. بطوری که بیش از 1000 مقاله دررابطه با ارتباط رخدادهای آب و هوایی با سیکل 11 ساله کلفهای خورشیدی تهیه شده است ( بران ورادیر ،1985) کلفهای خورشید عبارت ازلکه هایی هستند که به دلیل اختلاف درجه حرارت درسطح خورشید، بصورت لکه های سیاهی بنظر می رسند. چگونگی پیدایش این لکه ها هنوز به درستی شناخته نشده است و بیشتر تصور می رود که زبانه کشیدن و درهم پیچیدن توده های گازمشتعل خورشید، باعث پدیدآمدن آن می گردد.
بابررسی هایی که انجام گرفته، امروز رابطه میان لکه های خورشیدی با برخی از پدیده های زمینی به اثبات رسیده است (جعفری ، 1360) در رابطه با تناوب رخدادهای خشکسالی، برخی از محققان علاوه برتناوب 11 ساله به دوره 22 ساله یا چرخه هایی10 پی برده اند (بلم و مولی 1981 ) چرخه دوره ای44 ساله ای نیز به وسیله سانسون (1954) برای تغییرات بارندگی درفرانسه برای منطقه مدیترانه عنوان شده است . برخی از محققان نیز به دوره تناوبی بیشتری اشاره کرده اند . با توجه به کارهای بسیاری که دراین زمینه انجام شده است هنوز قانومندی علمی که بطور قطع مورد تاثیر واقع شود، عنوان نگردیده است. به هنگام کاهش تعداد کلفهای خورشیدی، خشکسالیهای شدید اتفاق افتاده اند. این گونه مطالعات درسایرکشورها ازجمله استرالیا و هند نیز صورت گرفته است.
علاوه برکلفهای خورشیدی، مطالعاتی نیز دررابطه با ارتباط رخداد خشکسالیها با سیستمهای گردش عمومی جو وعوامل تاثیرگذار بر آن و همچنین با پدیده ال نینو یا دمای سطح دریا، ارتباط بین اقیانوسها و خشکیها و … انجام شده است.

خشکسالی در سایر نقاط  جهان:

 ۲-خشکسالی در چین:

این آفت طبیعی که مساحتی به بزرگی کشور اردن را در قسمتهای شمال و مرکزی چین را در برمی گیرد، حکومت چین را مجبور به اعلام آماده باش کرد. در کشور چین، مساحتی در حدود ۹،۵ میلیون هکتار تحت تاثیر این بلای طبیعی قرار گرفت، که این هم برابر است با مساحت ۹۲هزار کیلو متری کشور اردن.

۳- خشکسالی در امریکا:

در کالیفرنیا که بزرگترین و غنی ترین ایالت در آمریکا می باشد،خشکسالی که از سه سال پیش شروع شده، ابعاد هشدار دهنده به خود گرفته است. در کالیفرنیای آمریکا بارش باران به کمترین حد خود رسیده است، به طوری که از نباریدن باران می توان صحبت کرد. در نتیجه کاهش باران در 3 سال اخیر در این ایالت بسیاری از دریاچه ها و منابع آب خشک شد. درماه گذشته به علت خشکسالی در این ایالت حالت فوق العاده اعلام شد.در کالیفرنیا بخش کشاورزی بیشترین ضرر متحمل می شود. در حالی که مزارع بزرگ کشاورزی یا نمی رویند و یا خشک می شودند، محصولات باغات میوه نیز در این ایالت کاهش یافته است. کارشناسان هشدار می دهند، علاوه بر افزایش بیکاری در اثر بحران اقتصاد جهانی، با کاهش بارش باران وافزایش خشکسالی، بیکاری به سرعت روبه گسترش است. از احتمال قطع آب در مزارع و شهرها در این ایالت خبر می دهند. برای شهر لس آنجلس، که یکی از غنی ترین شهرهای دنیا است، برنامه های زمانبندی برای قطع آب تهیه میشوند. در این شهر در سال گذشته کمترین مقدار باران باریده بود.و نیز در بسیاری از نقاط دنیا منجمله استرالیا خشکسالی در حال افزایش است. اما اوج خشکسالی با اتمام ذخیره رطوبت خاک آغاز می شود.

۴-خشکسالی در ایران

ایران در یکی از مناطق کم آب جهان قرار دارد. به دلیل باران کم که از حد متوسط خاورمیانه نیز پایین‌تر است، از آب زیر زمینی که آب غیر قابل تجدید است، استفاده می‌شود. با توجه به رشد جمعیت که از  ۱۶ میلیون نفر در سال ۱۳۳۷ به بیش از ۷۰ میلیون نفر رسیده است، انتظار می رود که ایران در کمتر از ۲۰ سال آینده با بحران شدید آب مواجه شود. به دلیل استفاده بی رویه از آب چاه‌های زیر زمینی برای کشاورزی، اکنون در برخی نقاط مرکزی برای دست یابی به آب باید تا عمق ۲۰۰ و ۲۵۰ متری زمین چاه حفر شود. میزان متوسط باران سالانه در جهان ۸۳۳ میلی متر بر مترمربع است. در حالی که این مقدار در برخی نقاط ایران به ۵۰ میلی متر می‌رسد.

در بسیاری دیگر از نقاط دنیا مانند هند,پاکستان,استرالیا و...خشکسالی جدی بوده و در صورت بی توجه و عدم مدیریت کار آمد بحران آفرین خواهد بود

"استفاده طبیعی از منابع آب سطحی و زیرزمینی و ایجاد و اجرای الگوی کشت بهینه برپایه الگوی اقلیم منطقه‌ از برنامه‌های راهبردی برای کاهش اثرات خشکسالی"

تعاريفی نظير اين مورد را می توان در ارزيابی عملي شدت و اثرات خشكسالی براساس متغيرهای هواشناسی ، رطوبت خاك و شرايط گياه در طی فصل رشد مورد استفاده قرار داد و مستمراً تأثير بالقوه اين شرايط را بر عملكرد نهايی ارزيابی كرد . بعلاوه اين تعاريف عملی در تحليل تناوب شدت و تداوم خشكسالی برای يك دوره تاريخی مفروض نيز كاربرد دارند . ليكن چنين تعاريفی نيازمند داده های جوی در مقياس های زمانی ساعتی، روزانه ، ماهانه و ساير مقاطع زمانی و احتمالاً داده های مربوط به تأثير پذيری از پديده نظير عملكرد محصول بسته به ماهيت تعريف ، مورد استفاده قرار می گيرند .تدوين ماهيت اقليم شناسی خشكسالی يك منطقه ، و درك بيشتری از خصوصيات و احتمال وقوع مجدد در شدت های مختلف اين پديده بدست   می دهد .اطلاعاتی از اين نوع در تهيه راهبردهای تقليل اثرات و واكنش اين پديده و طرحهای آمادگی بسيار سودمند است .

جنبه های مختلف در زمينه خشكسالی :

هواشناسی ، هيدرولوژيكی ، كشاورزی و اقتصادی - اجتماعی        

خشكسالي هواشناسي :

معمولاً براساس درجه خشكی ( در مقايسه با مقادير نرمال يا ميانگين ) و طول دوره خشكی تعريف می شود . تعاريف خشكسالی هواشناسی بايستی به صورت موردی برای هر منطقه خاص درنظر گرفته شود چرا كه شرايط جوی كه موجب كمبود بارش می شود ، از       منطقه ای به منطقه ديگر شديداً تغيير می كند .

 بعنوان مثال برخی تعاريف خشكسالی هواشناسی معرف دوره هايی از خشكسالی براساس تعداد روزهايی با بارش كمتر از يك حد آستانه خاص هستند . اين سنجه صرفاً برای مناطقی كه مشخصاً دارای رژيم های بارندگی ادواری هستند مانند جنگل های استوايی ، اقليم معتدل نيمه حاره يا اقليم مرطوب عرضهای ميانی مناسب است .

 مناطقی نظير مانائوس ( برزيل ) نيواورلئان لوئيزيانا ( آمريكا ) و لندن ( انگليس ) مثالهايی از اين مناطقند . مشخصه ساير مناطق اقليمی الگوی بارش فصلی است . نظير مناطق مركزی آمريكا ، شمال شرق برزيل ، غرب آفريقا و شمال استراليا .

وجود دوره هايی طولانی بدون بارندگی امری عادی در مناطقی نظير اوباها ، نبراسكا( آمريكا ) ، فورتالزا ، سئار ( برزيل ) و داروين ( استراليا ) است . در اين موارد ، تعريفی مبتنی بر تعداد روزهايی با بارش كمتر از يك حد آستانه خاص، غير واقعی است . درساير تعاريف رابطه ای مابين ميزان انحراف واقعی بارش به مقادير متوسط ماهانه ، فصلی يا سالانه برقرار می شود .

 
خشكسالی كشاورزی :

خشكسالی كشاورزی اثرات ويژگيهای مختلف هواشناسی يا هيدرولوژيكی خشكسالی را به اين پديده كشاورزی بويژه كمبود بارش ، اختلاف بين تبخير و تعرق واقعی و پتانسيل ، كمبود رطوبت خاك ، افت سطح آب زيرزمينی يا مخزن و … مرتبط می سازد . نياز آبی گياه بستگی به شرايط جوی غالب ، خصوصيات زيستی گياه خاص ، مرحله رشد آن و خصوصيات فيزيكی و بيولوژيكی خاك دارد .

 تعريفی خوب از خشكسالی كشاورزی آن است كه بتواند حساسيت متغير گياهان زراعی را در طی مراحل نمو گياه از سبز شدن تا بلوغ لحاظ نمايد . كمبود رطوبت در لايه های فوقانی خاك به هنگام كاشت می تواند باعث تأخير جوانه زنی شود كه موجب كاهش تراكم بوته در هكتار و نقصان عملكرد نهايی گردد .

 ليكن چنانچه رطوبت خاك فوقانی(سطح الارضی) براي نيازهای مراحل اوليه رشد كافی باشد كمبودهای رطوبتی درلايه های زيرين خاك در صورت تأمين نيازهای آبی گياه بوسيله بارندگی يا آبياری بر عملكرد نهايی گياه تأثير چندانی نخواهد داشت .

خشكسالی هيدرولوژيكی :

خشكسسالی هيدرولوژيكی با تأثيرات دوره هايی از نقصان ريزش های جوی ( شامل برف ) بر منابع تأمين های آبهای زيرزمينی يا سطحی همراه می شود ( جريان رودخانه ها ، مخازن ، درياچه ها و آب زيرزمينی ) .

فراوانی و شدت خشكسالی های هيدرولوژيكی غالباً‌در مقياس يك آبخيز يا حوزه آبريز رودخانه بيان می شود . گرچه همه خشكسالی ها از كمبود بارش منشأ می گيرند ليكن هيدرولوژيست ها بيشتر به اين موضوع توجه دارند كه اين كمبود چگونه در سيستم هيدرولوژيكی ظاهر می شود ؟ خشكسالی های هيدرولوژيكی معمولاً‌ با تأخير بيشتری نسبت به خشكسالی های هواشناسی يا كشاورزی رخ می دهند . زمان بيشتری طول می كشد تا اثر كمبود بارش در اجزاء سيستم هيدرولوژيكی نظير رطوبت خاك ، جريان رودخانه و سطح مخازن و آبهاي زيرزميیي نمايان شود . در نتيجه زمان اين تأثيرات با ساير موارد موجود در ديگر بخشهای اقتصادی يكسان نيستند چرا كه بخشهای مختلفی براي تأمين آب موردنياز خود به اين منابع متكی هستند.مثلاً كمبود بارش می تواند موجب تخليه سريع رطوبت خاك شود كه تقريباً بلافاصله برای متخصصان كشاورزی مشهود است ولی اين كمبود بر سطح آب مخازن تا ماهها بر توليد نيروی برق آبی يا مصارف تفريحی تأثير نمی گذارد .بعلاوه آب موجود در سيستم های ذخيره هيدرولوژيكی ( مثلاً مخازن ، رودخانه ها ) معمولاً در مقاصدی مختلف و رقابتی ( مانند كنترل سيلاب ، آبياری ، تفرج ، كشتيرانی ، نيروی برق آبی ، زيستگاههای حيات وحش ) بكار می رود . رقابت بر سر آب در اين سيستم های ذخيره ای در طي دوره خشكسالی شدت می گيرد و منازعات مابين استفاده كنندگان آب به طرز قابل ملاحظه ای افزايش می يابد .

  خشكسالی هيدرولوژيكی و آمايش سرزمين ( كاربری اراضی )

گر چه اقليم عامل اوليه ای در بروز خشكسالی هيدرولوژيكی است ولی ساير عوامل نظير تغييرات كاربری اراضی ( مانند جنگل زدايی ) ، تخريب اراضی و ساخت سدها همگی بر خصوصيات هيدرولوژيكی حوزه اثر می گذارند .

چون مناطق مختلف بوسيله سيستم های هيدرولوژيكی به هم مرتبطند ، تأثير خشكسالی هيدرولوژيكی به مرزهايی فراتر از منطقه كمبود بارش گسترش يابد . مثلاً خشكسالی هواشناسی ممكن است شديداً بخش هايی از شمال كوههای راكی و دشت های بزرگ شمالی آمريكا را تحت تأثير قرار دهد ليكن از آنجا كه رودخانه ميسوری و شاخه هايش اين منطقه را به سمت  جنوب زهكشی می كنند امكان بروز تأثيرات هيدرولوژيكی مشهودی در پايين دست جريان وجود دارد . مشابهاً ، تغييرات در كاربری اراضی بالا دست می تواند خصوصيات هيدرولوژيكی نظير مقادير نفوذ و رواناب را تغيير داده و باعث متغيرتر شدن جريان و تشديد رخداد خشكسالی هيدرولوژيكی در پايين دست شود .مثلاً در كشور بنگلادش فراوانی وقوع كم آبی به دليل تغيير كاربری اراضی كه داخل كشور و كشورهای همسايه رخ داده ، افزايش يافته است . تغيير نحوه استفاده از اراضی يكی از راههايی است كه طی آن فعاليت های بشر فراوانی پديده كم آبی را حتی بدون آنكه تغييری در وقوع خشكسالی های هواشناسی مشاهده شده باشد ، تغيير می دهد .

 پيامد اثرات خشكسالی :

پيامد اثرات توأم با خشكسالی های هواشناسی ، كشاورزی و هيدرولوژيكی تفاوت های آنها را بيشتر آشكار می كند . زمانی كه خشكسالی آغاز می شود ، بخش كشاورزی بدليل وابستگی بيش از حد به ذخيره رطوبتی خاك ، معمولاً نخستين بخشی است كه تحت تأثير قرار می گيرد . در طی دوره های ممتد خشكی ، چنانچه كمبود بارش ادامه يابد ، رطوبت خاك به سرعت تخليه می شود در اين صورت اتكاء مردم به ساير منابع آبی بايستی تأثيرات اين كمبود را مرتفع سازد مثلاً آنهايی كه متكي به منابع آبهای سطحی ( نظير مخازن و درياچه ها ) و آبهاي زيرزمينی هستند معمولاً ديرتر از سايرين تحت تأثير قرار می گيرند . يك خشكسالی كوتاه مدت كه 3 تا 6 ماه به طول می انجامد بسته به خصوصيات هيدرولوژيكی سيستم و نيازهای مصرف آب احتمالاً تأثيرات اندكی بر اين بخش ها به همراه دارد .زمانی كه بارش به حالت نرمال برمی گردد و شرايط خشكسالی هواشناسی پايان        می پذيرد ، تا زمان احياء مجدد منابع آبهای سطحی و زيرسطحی پيامدهای سوء‌اين پديده ادامه می يابد . در ابتدا ذخاير رطوبت خاك و به دنبال آن جريانهای سطحی ، مخازن و درياچه ها و آبهای زيرزمينی جايگزين می شود .

ممكن است اثرات خشكسالی در بخش كشاورزی به دليل وابستگی آن به رطوبت خاك سريعاً ‌از بين برود ليكن در ساير بخش ها كه متكی به ذخاير سطحی و يا زيرسطحی آب هستند تا ماهها يا حتی سالها طول بكشد . استفاده كنندگان از آبهای زيرزمينی كه معمولاً آخرين افرادی هستند كه به هنگام بروز خشكسالی تحت تأثير آن قرار می گيرند ديرتر از سايرين بازگشت به وضعيت عادی سطح آب زيرزمينی را تجربه می كنند . طول دوره تجديد ذخيره منبع تابعی از شدت و تداوم خشكسالی و مقدار بارش دريافتی است .

خشكسالی اقتصادی - اجتماعی :

تعاريف اقتصادی - اجتماعی خشكسالی تلفيقی است از عرضه و تقاضای برخي كالاهای اقتصادی با اجزاء‌ خشكسالی هواشناسی ، هيدرولوژيكی و كشاورزي .

اين مورد با ساير انواع پيش گفته ، از آن جهت تفاوت دارد كه وقوع آن بستگی به فرايندهای زمانی و مكانی عرضه و تقاضا برای تعريف يا تشخيص خشكسالی ها دارد . عرضه بسياری از كالاهای اقتصادی مانند آب ، علوفه ، غلات ، ماهی و نيروی برق آبی بستگی به وضعيت جو دارد .

 بدليل تغييرپذيری طبيعی اقليم عرضه آب در برخی سالها كافی است ولی در سالهای ديگر در حد تأمين نيازهای انسان و محيط زيست نيست . خشكسالی اقتصادی - اجتماعی زمانی رخ می دهد كه تقاضا برای يك كالای اقتصادی بدليل نقصان عرضة‌ آب از حاصل كمبود بارش از ميزان عرضه فزونی می گيرد . بعنوان مثال در اروگوئه در سال 89-1988 خشكسالی موجب كاهش قابل ملاحظه ای در توليد برق آبی شد بدين دليل كه نيروگاههای برقی بجايی استفاده از ذخاير آب متكی به جريانهای سطحی بودند . كاهش توليد برق آبی دولت را واداشت تا اقدام به ورود سوخت گرانتر نفت نمايد و با استفاده از ابزارهای تبديلی انرژی نيازهای مردم را برآورده سازد .

 در اكثر موارد ، تقاضا برای كالاهای اقتصادی در نتيجه افزايش جمعيت و مصرف سرانه رو به تزايد است . عرضه محصولات نيز ممكن است بدليل بهبود راندمان توليد و فنآوری يا ساخت مخازنی كه ظرفيت ذخيره آب را افزايش می دهد ، بيشتر شود .

 اگر هر دو كميت عرضه و تقاضا افزايش يابد عامل ( فاكتور ) حساس نرخ نسبی تغيير است . اگر تقاضا سريعتر از عرضه افزايش يابد ، اثرات سوء و ميزان وقوع خشكسالی در آينده همسو با روند عرضه و تقاضا افزايش خواهد يافت .

اسراف و اتلاف آب

در گزارشی که "صندوق جهانی طبیعت" (WWF) در سال ۲۰۰۶ انتشار داد از همه کشورهای جهان می‌خواهد که در مصرف آب صرفه جویی کنند. در این گزارش آمده است که کشورهای ثروتمند نیز در معرض کمبود آب قرار دارند و مصرف آب در برخی از شهرها مانند سیدنی در استرالیا و بوستون در امریکا بیش از امکان جایگزینی آن است. این نهاد از همه کشورهای ثروتمند می‌خواهد که با نوسازی شبکه های آبرسانی فرسوده و هم چنین مقابله با آلودگی آب سرمشقی برای دیگر کشورها باشند.

در این گزارش آمده است که نشت آب از لوله‌های آبرسانی، فقط در شهر لندن در روز معادل آب ۳۰۰ استخر است.

تصمیمات جدید دولت برای مقابله با خشکسالی

 براساس این تصمیم استانهایی که فقط برای خرید علوفه اعتبار توزیع گردیده است نیز به این شرح تعیین شدند:
استانهای خراسان شمالی و سمنان مبلغ اعتبار ۵۸۰۰ میلیون ریال و استان لرستان مبلغ اعتبار ۱۲۴۰۰ میلیون ریال.

همچنین بر این اساس مقرر شد که درباره سایر استانها در صورت نیاز پس از بررسی در دبیرخانه ستاد خشکسالی و طرح در کارگروه تخصصی به ستاد پیشنهاد ‌شود.

ستاد خشکسالی مصوب کرد که نسبت ارایه امکانات وزارت دفاع و پشتیبانی نیروهای مسلح به استانهای تحت تاثیر خشکسالی با درخواست استانداران به وزارت کشور و با هماهنگی دبیرخانه ستاد با تنظیم تفاهم‌نامه بین وزارت کشور و وزارت دفاع و پشتیبانی نیروهای مسلح با در نظرگرفتن حداقل هزینه‌های مرتبط سوخت و مانند آن اقدام ‌شود تا به صورت موقت از آنها در مدت شش ماه استفاده گردد.

با تصمیم این ستاد اعتبار متمرکز به عنوان عملیات اضطراری خشکسالی در اختیار وزارتخانه‌های نیرو و جهادکشاورزی هر یک مبلغ ۲۰۰ میلیارد ریال (جمعاً ۴۰۰ میلیارد ریال) در قالب فعالیت‌های مشخص اضطراری خشکسالی که بتصویب ستاد می‌رسد، قرار می‌گیرد و مبلغ یکصد میلیارد ریال نیز جهت موارد خاص استانها در اختیار دبیرخانه ستاد خشکسالی مستقر در وزارت کشور قرار می‌گیرد تا پس از تصویب ستاد ابلاغ و به مصرف برسد.

میزان کاهش بارش در استانهای کشور:

لزوم بازنگری به الگوی مصرف آب

نهادهای تحقیقی بین المللی و نهادهای محیط زیست هشدار می‌دهند که الگوی مصرفی ۵۰ سال گذشته دیگر امکان تداوم ندارد و باید در الگوی فکری‌در مورد مصرف آب تجدید نظر شود.

تولید لباس و کالاهای مصرفی و حتی جواهر آلات نیازمند آب است و تقاضا برای محصولات ارزان کشاورزی به استفاده بی‌رویه از منابع آبی غیرقابل جایگزین، منجر می‌شود.

انتخاب نوع آبیاری در کشورهای در حال توسعه که بیشترین بهره‌دهی و کمترین اتلاف را داشته باشد، انتخاب نوع غلاتی که بیشترین مقاومت را داشته باشد از آن جمله هستند.

استفاده از آبیاری سنتی در بسیاری از مناطق که با الگوی ذخیره سازی آب باران صورت می‌گرفت، باید احیا شود.