تحليل و بررسي شاخص‌هاي خشكسالي هيدرولوژيكي حوزه ماهنشان از توابع استان زنجان

مقدمه خشكسالي به عنوان يكي از بلاياي طبيعي، اثرات قابل‌توجهي بر محيط زيست مي‌گذارد. اگرچه وقوع آن غيرقابل اجتناب است، مي‌توان با اقداماتي اثرات منفي آن را كاهش داد. آب‌هاي زيرزميني شيرين، به دليل پايداري و كيفيت بالا، نقش مهمي در تامين آب شرب و توسعه اقتصادي-اجتماعي به ويژه در مناطق خشك و نيمه خشك دارند. در اين مطالعه، به بررسي خشكسالي در شهرستان ماهنشان با استفاده از شاخص‌هاي مختلف پرداخته شده است. 30 سال آمار بارندگي ايستگاه ماهنشان مورد تجزيه و تحليل قرار گرفته است. براي بررسي خشكسالي اقليمي از شاخصSPI، براي تعيين دوره‌هاي ترسالي و خشكسالي از ميانگين متحرك پنج و هفت ساله بارندگي سالانه و براي بررسي خشكسالي هيدرولوژيكي از آمار چاه‌ها و شاخص GRI استفاده شده است. يافته‌ها نشان مي‌دهد كه خشكسالي‌هاي اقليمي و هيدرولوژيكي در منطقه ماهنشان رخ داده است و بين شاخص SPI  و تغييرات تراز سطح آب همبستگي معني‌داري وجود دارد. با توجه به يافته‌ها، خشكسالي يكي از چالش‌هاي اصلي در منطقه ماهنشان است. استفاده از شاخص‌هاي مختلف براي بررسي خشكسالي ضروري است و با برنامه‌ريزي مناسب مي‌توان اثرات منفي آن را كاهش داد. در اين مطالعه، فقط به يك منطقه خاص پرداخته شده و عوامل ديگر مؤثر بر خشكسالي و راهكارهاي براي كاهش اثرات آن بررسي نشده است. هدف از اين مطالعه، ارائه تصويري از وضعيت خشكسالي در منطقه ماهنشان و لزوم توجه به اين پديده در برنامه‌ريزي‌ها و اقدامات آتي است. مواد و روش‌ها اين پژوهش از نوع كاربردي و با رويكرد توصيفي تحليلي انجام شده است. براي جمع‌آوري داده‌ها از دو روش مطالعات كتابخانه‌اي و پيمايش ميداني استفاده شده است. در بخش ميداني، از روش‌هاي مختلفي مانند پرسشنامه، مصاحبه و مشاهده براي جمع‌آوري نظرات و ديدگاه‌هاي ساكنان منطقه، اطلاعات تخصصي از كارشناسان و بررسي ميداني منابع آب و سيستم‌هاي انتقال آب استفاده شده است. براي تكميل اطلاعات، از سازمان‌هاي مرتبط مانند معاونت روستايي و اداره كل آب و فاضلاب روستايي استعلام شد. همچنين، با بازديد ميداني از منطقه، اطلاعات مربوط به منابع آب، تخصيص آب و ساير موارد مرتبط با خشكسالي جمع‌آوري و با استفاده از روش‌هاي علمي تجزيه و تحليل و تفسير شده‌اند.  براي بررسي خشكسالي اقليمي در منطقه، از شاخصSPI  (Standard Precipitation Index) استفاده شد. اين شاخص با استفاده از آمار بارندگي بلندمدت (30 ساله) محاسبه مي‌شود و مي‌تواند دوره‌هاي ترسالي، خشكسالي و نرمال را در منطقه نشان دهد. علاوه بر شاخص SPI، از ميانگين متحرك 5 و 7 ساله بارندگي سالانه نيز براي تعيين دوره‌هاي ترسالي و خشكسالي استفاده شد. در اين روش، ميانگين بارندگي در يك دوره زماني مشخص (5 يا 7 سال) محاسبه مي‌شود و با ميانگين بارندگي بلندمدت مقايسه مي‌شود. براي بررسي خشكسالي هيدرولوژيكي در منطقه، از آمار چاه‌هاي با پراكنش مناسب و آمار بلندمدت استفاده شد. تغييرات تراز سطح آب در اين چاه‌ها توسط شاخص GRI (Groundwater Recharge Index)  محاسبه شد. شاخص GRI نشان‌دهنده ميزان آب ورودي به سفره‌هاي زيرزميني است و مي‌تواند براي بررسي وضعيت منابع آب زيرزميني در منطقه مورد استفاده قرار گيرد. نتايج و بحث بررسي مقادير SPI در مقياس‌هاي مختلف زماني و همچنين ميانگين متحرك 5 و 7 ساله بارندگي نشان‌دهنده كاهش بارندگي قابل‌توجه در منطقه ماهنشان طي 20 سال گذشته است. اين روند كاهشي، نگراني‌هايي را در مورد پيامدهاي منفي آن بر منابع آب، كشاورزي و ساير بخش‌هاي وابسته به آب در اين منطقه به وجود مي‌آورد. بررسي شاخص GRI در مقياس‌هاي زماني ماهانه و سالانه نشان‌دهنده افت سطح آب‌هاي زيرزميني در منطقه ماهنشان است. اين افت به دليل عدم تناسب بين تغذيه و برداشت از سفره آب زيرزميني، به خصوص در سال‌هاي اخير كه با خشكسالي‌هاي پياپي همراه بوده، تشديد شده است. برداشت بي‌رويه از منابع آب زيرزميني، پايداري اين منابع را به خطر انداخته است. تحليل همبستگي بين شاخص‌هاي SPI و GRI نشان‌دهنده وجود همبستگي معني‌داري بين خشكسالي‌هاي هواشناسي و هيدرولوژيكي در منطقه ماهنشان است. اين همبستگي در مقياس‌هاي زماني بلندتر قوي‌تر است. يافته‌ها نشان مي‌دهد كه خشكسالي‌هاي هواشناسي مي‌توانند منجر به خشكسالي‌هاي هيدرولوژيكي در اين منطقه شوند. بررسي رابطه بين خشكسالي‌هاي هواشناسي و هيدرولوژيكي با تأخيرهاي زماني يك، دو و سه ساله نشان مي‌دهد كه بين اين دو نوع خشكسالي با تأخير يك و دو ساله، همبستگي معني‌داري وجود دارد. اين همبستگي نشان مي‌دهد كه خشكسالي‌هاي هواشناسي با تأخير يك و دو ساله، منجر به خشكسالي‌هاي هيدرولوژيكي در منطقه ماهنشان مي‌شوند. نتيجه‌گيري نتايج اين تحقيق نشان مي‌دهد كه متوسط افت سطح آب زيرزميني در سال‌هاي مختلف متفاوت بوده است. اين امر به دليل تنوع در نوع سازند، ضريب آبگذري، شيب هيدروليكي و ميزان برداشت از سفره آب در مناطق مختلف است. در دوره 20 ساله (1375 تا 1395)، تراز آب زيرزميني در منطقه ماهنشان به طور متوسط سالانه 45 سانتي‌متر افت داشته است. اين امر نشان‌دهنده برداشت بي‌رويه و غيراصولي از منابع آب زيرزميني است. خشكسالي‌هاي پياپي نيز باعث تشديد روند افت آب‌هاي زيرزميني شده است. غير از بارندگي، عوامل ديگري مانند برداشت بي‌رويه از منابع آب زيرزميني نيز بر افت آب‌هاي زيرزميني تأثير مي‌گذارند. مقايسه شاخص  SPI (خشكسالي اقليمي) و GRI  (منابع آب زيرزميني) نشان مي‌دهد كه بين اين دو شاخص در مقياس‌هاي زماني ماهانه و سالانه، رابطه معني‌داري وجود دارد. اين رابطه نشان مي‌دهد كه خشكسالي اقليمي با تأخير دو ساله، بر افت آب‌هاي زيرزميني در منطقه ماهنشان تأثير مي‌گذارد. در مجموع، نتايج اين تحقيق نشان مي‌دهد كه منطقه ماهنشان با چالش جدي كمبود آب و خشكسالي مواجه است. برداشت بي‌رويه از منابع آب زيرزميني و خشكسالي‌هاي پياپي، اين چالش را تشديد كرده‌اند.