تعيين شدت خشكسالي با استفاده از تصميم گيري چند معياره بر مبناي TOPSIS (مطالعه موردي: ايستگاه هاي منتخب استان اصفهان)

(Determining drought severity using multi-criteria decision-making based on TOPSIS method (Case study: selective stations of Isfahan Province

خشكسالي نشانه روشني از نوسانهاي اقليمي است و تاثير زيادي بر جوامع بشري دارد. مطالعه وضعيت خشكسالي جهت برنامه‌ريزي و مديريت منابع آب از اهميت زيادي برخوردار است. شاخص‌هاي زيادي براي بررسي خشكسالي وجود دارد كه غالبا بر مبناي يك پارامتر استوار هستند. يكي از روش‌هايي كه از چندين پارامتر استفاده مي‌كند، تكنيك اولويت‌بندي بر اساس شباهت به راه حل ايده‌آل (TOPSIS) است. اين الگوريتم يكي از روش‌هاي تصميم‌گيري چند معياره است. در اين تحقيق با استفاده از تكنيك TOPSIS، خشكسالي مناطق خشك و نيمه‌ خشك استان اصفهان تعيين و طبقه‌بندي شد. براي اين منظور از چهار عنصر اقليمي شامل دما، تعداد روز باراني، بارندگي سالانه و درصد رطوبت نسبي مربوط به دوره آماري 20 ساله (2013-1994) پنج ايستگاه هواشناسي استفاده شد. جهت اعتبار‌سنجي روش پيشنهادي، داده‌هاي خروجي روش TOPSIS با داده‌هاي خروجي نمايه دهك‌هاي بارندگي (DPI)، نمايه درصد نرمال بارندگي (PNPI)، نمايه ناهنجاري‌هاي بارندگي (RAI) و نمايه بارندگي استاندارد شده (SPI) مقايسه گرديد. براي اين منظور از ضريب همبستگي رتبه‌اي اسپيرمن بين مقادير كمي شده رتبه شدت خشكسالي شاخص و بارندگي سالانه استفاده شد. نتايج نشان داد كه در تمام ايستگاه‌هاي مورد مطالعه همبستگي بسيار قوي بين رتبه تعيين شده شدت خشكسالي الگوريتمTOPSIS با بارندگي ساليانه در مقايسه با ديگر شاخص‌ها وجود دارد. بنابراين اعتبار مدل مورد تاييد است. به طور كلي نوسانات رطوبتي در سطح منطقه مورد مطالعه زياد است. به بيان ديگر شدت خشكسالي از ايستگاهي به ايستگاه ديگر و از سالي به سال ديگر كاملاً مستقل است، به طوري كه نايين با 13 سال بيشترين و اصفهان با 7 سال كمترين تعداد سال همراه با خشكسالي را داشتند. در الگوريتم تاپسيس به دليل اينكه از پارامترهاي بيشتري در مقايسه با روش‌هاي ساده قبلي استفاده مي‌شود، پديده خشكسالي به مقدار واقعي خود نزديكتر است. همچنين در اين روش يك ارتباط سيستماتيك بين عناصر اقليمي در يك سال و سال‌هاي ديگر وجود دارد و با در نظر گرفتن اين ارتباط، بررسي خشكسالي و رتبه‌بندي آن صورت مي‌گيرد. در پايان مي‌توان اظهار داشت الگوريتم تاپسيس يكي از روش‌هاي توانمند در تعيين و رتبه‌بندي خشكسالي است.

This research was aimed to classify the drought in arid and semi arid regions of Isfahan province using TOPSIS technique. Four climatic elements including temperature, number of rainy days, annual rainfall and relative humidity were used for five meteorological stations during the 20-year period (1994-2013). For validation of the proposed method, the output of TOPSIS method was compared with the output of DPI, PNPI, RAI and SPI. For this purpose, Spearman's rank correlation coefficient was used between the quantified values of drought severity index and annual rainfall. The results showed that there was a strong correlation between the drought severity index and annual rainfall in the TOPSIS algorithm in all studied stations. Therefore, the validity of the model was approved. Generally, moisture fluctuations are high in the study area. In other words, drought is completely independent from station to station and from year to year, so that Nain and Isfahan had the highest (13 years) and lowest (7 years) number of drought years, respectively. In the TOPSIS algorithm, drought is closer to its real value since more parameters are used compared with previous simple methods. In this method, there is a systematic relationship between climatic elements in a year and other years, through which evaluation and ranking of drought is carried out. Finally, it could be concluded that the TOPSIS algorithm is a method capable of determining and ranking drought.