بررسی اثرات خشکسالی دهه های اخیر بر منابع آب و کشاورزی شهرستان کازرون

اثرات خشکسالی در کازرون

غریب فاضل نیا، یدالله بلیانی

کد خبر: ۸۰۸۹

تاریخ: ۱۷ دی ۱۳۹۰ - ۱۷:۲۳

چکیده

خشکسالی ازجمله بلایای طبیعی است که بصورت متناوب جوامع بشری را تهدید کرده و اثرات منفی برمنابع آب و کشاورزی و اقتصاد آنها می گذارد. لذا با توجه به این رویه خشکسالی و اثرات آنها، داده های 24ساله ایستگاه دیده بانی عناصر اقلیمی سازمان آب منطقه ای شهرستان کازرون از سال آبی1363تا 1386 برای پایش خشکسالی با استفاده از نمره استاندارد بارش SPI مورد استفاده قرار گرفته است. نتایج حاصل از این تحقیق نشان می دهد که در طول دوره آماری مذکور اکثر خشکسالی ها با شدت و ضعف های همراه بوده، سال 1372 شدیدترین خشکسالی شهرستان کازرون بوده که اثرات منفی بر منابع آب و کشاورزی گذاشته است. بعنوان نمونه در سال آبی 1372 به دلیل عدم تامین نیاز آبی در طول دوره رشد محصول گندم ، میزان برداشت آن در واحد سطح 50072 تن در هکتار برآورد شده که نسبت به سال قبل و بعد از آن 55362 و77458 تن در هکتار کاهش قابل ملاحظه ای را نشان می دهد . تغییرات سطح آب سحطی نیز تا یک تاخیر زمانی یک ساله نسبت به شاخص SPI افت قابل توجهی را داشته است ودر پایان پیشنهاداتی ارائه شده است.

کلید واژه:خشکسالی،شاخصSPI ،آب سطحی ،نیاز آبی،کشاورزی،کازرون.

مقدمه

خشکسالی به عنوان پدیده ای خزنده شناخته شده است(آشگر طوسی،1386).یعنی آغاز آن کاملا مشخص نیست،پدیده مرموزوموذی خشکسالی بنا بر ماهیت آثارمختلفی که دارد به انواع کشاورزی،هیدرولوژیکی،اقلیم شناختی و خشکسالی واقتصادی و اجتماعی تقسیم شده است(زاهدی،قویدل رحیمی،1386).بر اثر خشکسالی آب رودها کم می شود و امکان دارد که رود های دائمی،به  فصلی یا موقتی تبدیل گردد و یا به طور کلی خشک شود که در نتیجه با حفر چاههای بیشتر و بهره برداری بیش از حد آبهای زیر زمینی سطح اساس آن بیشتر افت پیدا می کند(کردوانی،1380). این روند بعنوان خشکسالی هیدرولوژیکی شناخته می شود و به دوره ای گفته می شود که در آن مقدار جریان آب رودخانه و مخازن آب زیر زمینی به زیر سطح بحرانی کم می شود(کاویانی،1380).اگر در یک دوره معین  آب زیر زمینی به زیر سطح بحرانی کاهش یابد که نتایج مخربی را به دنبال داشته باشد،خشکسالی زیر زمینی خ داده است(هیستدال،تالاکسن،2000).بروز خشکسالی می تواند اثرات منفی بر کشاورزی منطقه داشته باشد.برای مثال در خشکسالی سال آبی78-77،حدود 70درصد محصولات دیم و 10درصد از محصولات آبی کشور آسیب دید،بطوری که تولید گندم حدود 4/2میلیون تن و تولید برنج 400هزار تن کاهش داشته است(عزیزی،1379). در بررسی خشکسالی هر منطقه ای راهکارهایی وجود دارد که یکی از اساسی ترین آنها در مطالعات خشکسالی هر ناحیه تعیین شاخصهایی است که بتوان بر اساس آنها میزان شدت و تداوم خشکسالی را دریک منطقه ارزیابی کرد(لشنی زند،1383). ازجمله مهمترین شاخصهای بکار گرفته شده در بررسی خشکسالی،شاخص پالمر،استاندارد بارش،درصد تفاضل بارش،درصد نرمال ازمیانگین بارش و روش دهک هاست(آورد،1979). افراد متعددی از شاخص SPI و سایر شاخص  فوق استفاده کرده اند از جمله:هیز و همکاران(1999)برای بررسی خشکسالی در صحرای جنوبی ایالات متحده امیریکا و همچنین کموسکو(1999)این روش را در 40ایستگاهمختلف ترکیه در مقیاس های زمانی 3،6،12،24ماهه بکار گرفته اند.اگنیو(2000)برای پایش دوره های خشک و مرطوب منطقه ساحل غربی افریقا از روش SPI استفاده کرد. عزیزی، 1382 ارتباط خشکسالی های اخیر را با آبهای زیر زمینی دشت قزوین مطالعه کرد و به این نتیجه رسید که ناهنجاریهای منفی بارش بیشتر از ناهنجاریهای مثبت بوده و تاثیر فعالیتهای انسانی را  نیز در ناهنجاریهای منفی آب زیرزمینی بسیار چشمگیر دانسته است. موسوی و همکاران (1388) در مطالعه ای به بررسی و پایش خشکسالی براساس نمایه های مبتنی بر بارش در شهر کرمانشاه طی دوره آماری 54 ساله از سال (2005-1951) پرداخته اند. نام بردگان با استفاده از شاخص بارش استاندارد شده، بارش قابل اعتماد، روش نیچه و PNPI به محاسبه خشکسالی و ترسالی در مقیاس زمانی ماهانه، فصلی و سالانه اقدام نمودند. نتایج حاصل از مطالعه آنها حاکی از آن است که وقوع پدیده خشکسالی با شدت و ضعفهایی همراه بوده و از نظر طبقه بندی شدت سالهای مرطوب وخشک غالبا در شهر کرمانشاه حالت خشکسالی ملایم، خشکسالی متوسط و دوره مرطوب قابل مشاهده بوده است. هدف از این پژوهش تعیین و طبقه بندی خشکسالیها و ترسالیهای ایستگاههای از حوضه آبریز دریاچه پریشان و خصوصیات آماری آنها با استفاده از روش SPI و دو شاخص درصد نرمال بارندگی (PNPI) و روش نیچه است.

داده ها و روش تحقیق

برای انجام این پژوهش داده های بارش از ایستگاه باران سنجی و عناصر اقلیمی (حداقل و حداکثر دمای ماهانه،رطوبت نسبی،ساعات آفتابی و سرعت باد)از ایستگاه تبخیر سنجی طی یک دوره آماری 24 ساله از سال 1363 لغایت1386 برای انجام مطالعه از سازمان آب منطقه ای شهرستان کازرون اخذ شده است.میزان سطح زیر کشت و میزان تولید در واحد سطح تن در هکتار محصول گندم آبی و دیم بعنوان یکی از محصولات اصلی شهرستان کازرون از مدیریت جهاد کشاورزی برای مطالعه خشکسالی کشاورزی و برآورد نیاز آبی خصوصا سال آبی 1372 برای مطالعه انتخاب گردیده است.برای بررسی شاخص شدت خشکسالی از شاخص استاندارد بارش SPI استفاده شده است که بصورت زیر قابل محاسبه است:

SPI: نمایه بارش استاندارد شده

Pik: مقادیر بارش iامین ایستگاه در k امین مشاهده به میلیمتر

Pi: میانگین بارش iامین ایتسگاه به میلیمتر

: انحراف معیار داده های بارش iامین ایستگاه می باشند.

برای طبقه بندی شدت بارشها از مقیاس طبقه بندی SPI به شرح جدول 1 استفاده گردیده است.

در ادامه برای برآورد نیاز آبی محصول گندم باتاکیدبر سال آبی1372 و تبخیر و تعرق پتانسیل Eto از روش فائو پنمن مانتیث با استفاده از نرم افزار مخصوص فائو Crop Water استفاده شده است .به دلیل گستردگی و متداول بودن روشهای فائو از آوردن فرمول های مربوط خودداری شده است.شایان توضیح است که برای برآورد نیاز آبی، احتساب ضریب گیاهیKc محصول و تبخیر و تعرق پتانسیل Eto به (علیزاده،کمالی،1386 ) مراجعه کنید.

موقعیت جغرافیایی منطقه مورد مطالعه

شهرستان کازرون در 125 کیلومتری غرب شیراز (مرکز استان فارس) واقع شده و در مختصات جغرافیایی "56-'51 تا"39-'51 درجه طول جغرافیایی و "32-'29 تا "21-'29 درجه عرض جغرافیایی قرار گرفته است. ارتفاع آن از سطح دریای آزاد 840 متر بوده و متوسط بارندگی سالانه در این شهرستان از 5/366 میلی متر تا540 میلی متر متغییر می باشد. بخش قابل توجهی از نزولات جوی را نزولات مایع تشکیل می دهند و از نظر رژیم بارندگی، این منطقه تحت تآثیر دو جریان آب و هوایی مهم قرار دارد که شامل: 1. جریانهای مرطوب خلیج فارس شمال شرقی 2. جریانهای مرطوب دریای مدیترانه به طرف جنوب شرقی دهقانی(1384). شکل(1)موقعیت کازرون را در استان فارس و ایران نشان می دهد.

نتایج و بحث

خشکسالی هواشناسی

میزان بارش در شهرستان کازرون در سال آبی 73-72 حدود 5/168میلی متر بوده است. این میزان بارش در مقایسه با سال گذشته 72-71 حدود 719میلی متر بوده و میانگین بارش 38 ساله در این شهرستان حدود542 میلی متر است.پایش خشکسالی با استفاده از نمایه بارش استاندارد شده انجام شده است که نشان می دهد اکثر سالهای خشک و مرطوب از نوسانهای قابل ملاحظه ای بر خوردار بوده است شکل1.

با توجه به نمودار SPI مربوط به خشکسالی هواشناسی بخوبی می توان دریافت که شدیدترین خشکسالی اتفاق افتاده مربوط به سال 1372 است که میزان آن برابربا 72/1-  است و در طول دوره آماری مذکور هیچ سالی شاخک معنی داری را نسبت به سال فوق بالاتر نشان نمی دهد این امر نشانگر وقوع خشکسالی شدید شهرستان کازرون در سال آبی1372 در ماههای مختلف سال است جدول2.

با این اوصاف می توان استباط کرد که توالی دوره های خشک در شهرستان کازرون با شدت و ضعف های همراه بوده است که اکثر سالهای خشک و مرطوب متوسط از توالی و تداوم بیشتری برخوردار بوده اند،البته باید به این نکته نیز توجه نمود که توالی های مکرر دوره های خشک متوسط تا ضعیف به اندازه خشکسالی شدید یک ساله و یا دوساله خطر ساز و مخرب می باشد،وبا پایش ماه به ماه خشکسالی می توان این پدیده خزنده و مرموز را مدیریت کرد.

خشکسالی هیدرو لوژیکی

حوزه آبریز خلیج فارس یکی ازمهمترین حوزه های آبریز ایران است که منطقه وسیعی ازجنوب ایـران را در بـرمی گـیرد. رودخانه های مهـمی در این حـوزه جریان دارد از جمله رودخانه شاپور که در بخـش غربی استانفارس قرار گرفته و یکی از حوزه های مهم آبریز خلیج فارس بشمار میرود که به طول 112کیلومترو وسعت حوزه آبگیر آن بالغ بر 2428 کیلومترمربع است ، که از شمال به حـوزه رودخـانه فهـلیان و ازغـرب به حـوزه آبـریـزرودخانه شور (درمنطقه ماهور میلاتی) و از جنوب به حوزه آبریزرودخانه اهرم و سواحل خلیج فارس محدود میگردد درنقشه شماره 2 محدوده حوزه آبریز رودخانه شاپور نشان داده شده است.

رودخـانه شاپـور عمـدتا" بخـش غـربی شهرستان کازرون و شهـرستان بـرازجان را دربر می گیرد . رودخانه فصلی سفید که از دامنه های شمالی کوه فامور و ارتفاعات جنوبی دریاچه ارژن دردشت برم سرچشمه می گیرد در حقیقت سر شاخه اصلی رودخانه شاپور می باشد که پس از دریافت آب چشمه ها و آبراهه های متعدد عبور از تنگ چوگان در کوه کازرون رودخانه اصلی شاپور را تشکیل می دهد .  درسطح حوزه آبریز رودخانه شاپـوردرمحدوده مطالعاتی استان فارس تعـداد 4 ایسـتگاه آب سـنجی بنامهای   رنجان – بوشیگان – شکستیان و چیتی برای جمع آوری آمار و اطلاعات مورد نیازمطالعات پایه وجود دارد سازمان آب منطقه ای غرب استان فارس، شهرستان کازرون1389. هنگامی که در اثر خشکسالی سطح سفره های سطحی وزیر زمینی افت داشته باشد از نظر هیدرولوژی خشکسالی رخ میدهد.در این نوشتار برای بررسی خشکسالی هیدرولوژیکی دبی آبهای سطحی در منطقه ایستگاه بوشیگان بعنوان ایستگاه برداشت دبی رودخانه شاپور برای مطالعه خشکسالی های اخیر انتخاب شده است.باتوجه به شکل4 نمودار روند دبی سالانه رودخانه شاپور ملاحظه می شود که میزان دبی رودخانه مذکور دارای افت و خیز و روندی نزولی را سیر میکندکه خود گواهی عینی بر خشکسالی های احتمالی آینده شهرستان کازرون و میزان آبهای سطحی وزیر زمینی منطقه دارد.

همانگونه که ملاحظه میشود شاخص SPIسالانه نسبت به میزان دبی دارای افت وخیزهای محسوسی است که این میزان نیز در سال  1372 وسالهای بعد از آن شایان توجه می باشدشکل5.

همانطور که عنوان گردید خشکسالی 1372شدیدترین خشکسالی دوره آماری مذکور بوده است که این میزان خشکسالی در ماههای مذکور اثرات منفی بر دبی ماهانه رودخانه شاپور گذاشته است شکل6.

با این وضعیت احتمال بروز خشکسالی هیدرولوژیکی در منطقه و شهرستان کازرون مسئله ای نگران کننده به نظر می رسد. نمونه عینی این مهم را می توان خشکسالی و خشکی دریاچه پریشان در سالهای اخیر ذکر کرد که  صحبت در این باب از حوصله این نوشتار خارج است.

خشکسالی کشاورزی

میزان نیاز آبی محصولات کشاورزی در هر منطقه به میزان بارش سالانه بستگی دارد. افت آبهای سطحی و زیر زمینی برای مصارف مختلف می تواند بر روی فعالیتهای کشاورزی اثرات مختلفی به دنبال داشته باشد.در اصل بروز پدیده خشکسالی می تواند باعث تامین نشدن نیازآبی محصولات کشاورزی در طول دوره رشد گردیده و میزان عملکرد آنها را در واحد سطح و تولید کاهش دهد. شهرستان کازرون منطقه ای دیم خیز و پرباران  بعنوان یکی از قطب های کشاورزی کشور و استان فارس محسوب می شود،که نوسان نیازآبی در طول دوره رشد محصول نسبت به سایر نقاط استان کمبود قابل ملاحظه ای را نشان نمی دهد(بلیانی،1388).با این وجود پدیده خشکسالی بصورت ناگهانی و گاه و بی گاه می تواند دیم منطقه و نیازآبی آن را تحت تاثیر قرار دهد.اساسا در شهرستان کازرون نیاز آبی محصولات بصورت بارندگی تامین می شود که بیشتر در فصل سرد سال انجام می گیرد و چون در فصل سرد میزان تبخیر و تعرق گیاهان پایین است،گیاه نیاز چندانی را احساس نمی کندشکل7.

با توجه به جدول3و نمودار فوق میزان تبخیر و تعرق محاسبه شده به روش فائو در طول دوره 24 ساله و طول دوره رشد که سال زراعی آن در کشور از مهرماه شمسی شروع می شود نشان می دهد که میزان تبخیرو تعرق در فصل سرد سال ژاویه پایین و در دوره پایانی که مرحله پرشدن دانه و برداشت است که بر این اساس اردیبهشت شمسی در کازرون می باشد بالاتر ین میزان را نشان می دهد جدول3.

نیاز آبی محاسبه شده با استفاده از نرم افزار تخصصی فائو نشان می دهد که میزان نیاز آبی در سال زراعی 1372از میزان بارش واقعی بیشتر است.میانگین بارش همانگونه که عنوان شد5/168میلی متر است که در مقایسه با نیاز آبی360میلی متر حدود 5/191 میلی متر کاهش آب مصرفی گیاه را در سال مذکور نشان میدهد شکل8.

این میزان کمبود را باید با استفاده و استحصال آب از آبهای زیر زمینی و چاههای منطقه تامین کرد که خود این موضوع کاهش مستمر سفره های آب زیر زمینی را تحت تاثیر قرار می دهد.با توجه به نمودار شاخصSPI و بارش منطقه در سال 1372 ملاحظه می کنیم که شاخص مورد نظر  بیشتر مواقع بر میزان بارندگی در ماههای مختلف سال به جزءماههای ژانویه و فوریه حاکمیت خود را بر آب مصرفی محصول گندم نشان می دهد شکل 9.

با توجه به اشکال فوق(نمودار نیازآبی -  بارش) در سال آبی مورد مطالعه به دلیل کاهش میزان بارش در طول دوره رشد گیاه گندم،دربیشتر ماهها میزان نیازآبی بیشتر از میزان بارندگی می باشد.در واقع در سال زراعی مذکور از اسط ماه مارس تا اواسط مرحله پرشدن دانه و فصل برداشت محصول نیاز شدید آبی احساس می شود شکل10.

در سال 1372سطح زیر کشت گندم در شهرستان کازرون 13096هکتار و میزان برداشت 50072تن بوده است در حالی که در سال بعد 1373 این میزان77458 تن در هکتار است. با توجه به مطالب عنوان شده باید خاطر نشان ساخت که در مواقع رخداد و نشانه های خشکسالی مدیریت بهینه مصرف آب در کشاورزی ومصارف مختلف در سالهایی که میزان بارندگی قابل ملاحظه است،با ایجاد طرح و توسعه سدسازی در حوضه های آبریز بخصوص شهرستان کازرون که سد نرگسی نمونه توفیق حاصل شده در سال جاری است، نسبت به مدیریت ریسک خشکسالی اقدام نمود.

نتیجه  گیری

در این تحقیق به بررسی اثرات خشکسالی دهه های اخیر بر منابع آب و کشاورزی شهرستان کازرون با تاکید بر خشکسالی 1372 پرداخته شده است .بررسی ها نشان داد که خشکسالی و تر سالی در کازرون از افت و خیزهای قابل ملاحظه ای برخوردار است.خشکسالی های متوسط تا ضعیف در طول دوره آماری 24ساله از توالی و تداوم بیشتری برخوردار بوده و خشکسالی 1372 شدیدترین خشکسالی در دوره مورد مطالعه بامیزان72/1- بوده که دراین سال اثرات منفی بر منابع آب زیرزمینی و سطحی و میزان برداشت محصولات کشاورزی شهرستان کازرون داشته است.کاهش سطح آبهای سطحی با شاخصSPI دارای یک ارتباط هستند، بطوری که با افزایش شاخص SPI میزان سطح آبهای سطحی افزایش پیدا می کندو با کاهش شاخص SPI بصورت منفی و خشکسالی سطح آبهای سطحی نیز کاهش پیدا می کند.این ارتباط با یک تاخیر زمانی همراه می باشد که این تاخیر زمانی ناشی از فاصله زمانی برای نفوذ آبهای سطحی و پیوستن آنها به سفره های آب زیرزمینی نیز همراه می باشد. در سال آبی 1372به دلیل کاهش شدید بارش و عدم تامین نیاز آبی محصولات کشاورزی خصوصا گندم از طریق بارش و افت منابع آب سطحی و زیرزمینی میزان برداشت محصول کشاورزی نسبت به تولیدات سال قبل و بعد آن دچار افت شدیدی بوده است.با این اوصاف می توان با مدیریت بهینه آب در سالهای پرباران و ایجاد طرحهای مهار آبهای سحطی منطقه و ایجاد سیل بندها و سد سازی مدیریت آب  را برای مواقع کم آبی و خشکسالی انجام داد.

منابع

1-آشگر طوسی،شادی (1382)،پیش بینی وقوع خشکسالی در خراسان و بهینه سازی الگوی کشت جهت سازگاری با آن،پایان نامه کارشناسی ارشد آبیاری و زه کشی،دانشکده کشاورزی،دانشگاه فردوسی مشهد.

2- بلیانی، یدالله(1388)،بررسی شرایط اقلیمی کشت گندم دیم در استان فارس، پایان نامه کارشناسی ارشد، دانشگاه زنجان، دانشکده علوم انسانی و اجتماعی،گروه جغرافیا.

3-موسوی، سید حسین، حمید، اکبری ، یدالله، بلیانی (1388)، پایش خشکسالی براساس نمایه های مبتنی بر بارش در شهر کرمانشاه طی دوره اماری 2005-1951 ،اولین همایش منطقه ای آب و خشکسالی دانشگاه آزاد رشت،31-30اردیبهشت .

4-علیزاده ، امین،کمالی، غلامعلی،نیاز آبی گیاهان زراعی در ایران، مشهد، انتشارات دانشگاه امام رضا(ع)،چاپ اول،1386.

5-سازمان آب منطقه ای غرب استان فارس، شهرستان کازرون 1389

6-مدیریت جهاد کشاورزی شهرستان کازرون سالنامه آماری برداشت محصول گندم 1372.

7-Arved.J.R(1979), An advanced introduction to hydrological processec

and modeling, pergamon press.

8-Hayes.M.J, Svobada.M.D, Wilhite,D.A,And vanyarkho,o.v(1999),monitoring the 1996 Drought using the standardized precipitationindex. Balltin of the American Meteorological society, vol.80, pp429- 438.

9-Hisdal.H and L.M.Tallaksen(2000), drought eventdifination.Technical report.NO.6.

توضیح:  مقاله فوق در همايش ملي تغيير اقليم و تاثير آن بر كشاورزي و محيط زيست که در شهر ارومیه و در مرداد ماه برگزار گردید ارائه شده است.

نویسنده: غریب فاضل نیا، یدالله بلیانی