پایان نامه پیش بینی خشکسالی با استفاده از روش های آماری و سری های زمانی در استان هرمزگان با تاکید بر رودخانه میناب

تعداد صفحات: ۱۸۷ | قابل ویرایش

فهرست مطالب مقاله پیش بینی خشکسالی

عنوان                                                                                                                            صفحه

فصل اول کلیات تحقیق

۱-۱ بیان مساله ……………………………………………………………………………………………………………………………………………….۲

۱-۲ اهمیت موضوع و انگیزش انتخاب آن………………………………………… ……………………………………………………………… ۴

۱-۳.هدف های تحقیق……………………………………………………………………………………………………………………………………. ۴

• ۴سوالات ……………………………………………………………………………………………………………………………………………….. ۵

۱-۵ مدل تحقیق……………………………………………………………………………………………………………………………………………..  ۵

۱-۶روش تحقیق ……………………………………………………………………………………………………………………………………………..۵

۱- ۷  قلمرو تحقیق: …………………………………………………………………………………………………………………………………………۷

۱-۸  جامعه و حجم نمونه ………………………………………………………………………………………………………………………………. ۸

۱-۱۰ محدودیت و مشکلات تحقیق…………………………………………………………………………………………………………………..  ۹

فصل دوم (بیشینه ، ادبیات ، ،مبانی  نظری تحقیق )

۲-۱  پیشینه تحقیق  ……………………………………………………………………………………………………………………………………. ۱۲

۲-۲ تعاریف خشکسالی……………………………………………………………………………………………………………………………….. ۱۳

   ۲- ۳ خشکسالی هواشناسی  …………………………………………………………………………………………………………………….  ۱۷ 

۲-۴ خشکسالی اقلیمی………………………………………………………………………………………………………………………………… ۱۸

• ۵ خشکسالی هیدرولوژی………………………………………………………………………………………………………………………… ۱۸

۲-۶  خشکسالی اقتصادی – اجتماعی……………………………………………………………………………………………………………. ۱۹

 ۲-۷ خشکسالی سبز…………………………………………………………………………………………………………………………………… ۱۹

 ۲-۸ علل وقوع خشکسالی  ………………………………………………………………………………………………………………………….۲۰

۲-۹ روش های مطالعه و پیش بینی خشکسالی  ………………………………………………………………………………………………..۲۳

۲-۹-۱روش مقایسه ای ………………………………………………………………………………………………………………………………..۲۳

۲-۹- ۳روش مطالعه بیلان آبی……………………………………………………………………………………………………………………….۲۴

۲-۹-۴روش تحلیل جریان آبی ……………………………………………………………………………………………………………………..۲۴

۲-۹- ۵ روش آماری – احتمالاتی………………………………………………………………………………………………………………..  ۲۵

۲-۹-۶روش تحلیل داده های بارندگی…………………………………………………………………………………………………………… ۲۵

۲-۱۰ تفاوت خشکسالی با دیگر بلایای طبیعی………………………………………………………………………………………………….۲۶

۲- ۱۱تفاوت خشکی و خشکسالی……………………………………………………………………………………………………………….  ۲۷

۲-۱۲ آغاز و خاتمه خشکسالی……………………………………………………………………………………………………………………. ۲۷

۲-۱۳ دوره تداوم خشکسالی……………………………………………………………………………………………………………………….. ۲۸

۲-۱۴ شدت خشکسالی ……………………………………………………………………………………………………………………………….۲۸

۲-۱۵ فراوانی خشکسالی……………………………………………………………………………………………………………………………. ۲۸

۲-۱۶ وسعت منطقه ای خشکسالی………………………………………………………………………………………………………………. ۲۹

۲-۱۷ واحد زمانی ارزیابی خشکسالی………………………………………………………………………………………………………….. ۲۹

 ۲-۱۸ اتلاف منابع آب با گذشت زمان………………………………………………………………………………………………………… ۲۹

• ۱۹داده های مورد نیاز…………………………………………………………………………………………………………………………۳۰

۲-۱۹-۱ تنوع اطلاعات………………………………………………………………………………………………………………………….. ۳۰

۲-۱۹- ۲ عدم تعمیم یک شاخص به دیگر مناطق جغرافیایی ………………………………………………………………………..۳۰

۲-۲۰تعریف  دنباله ها………………………………………………………………………………………………………………………….. ۳۱

 ۲-۲۱آزمون دنباله ها…………………………………………………………………………………………………………………………… ۳۱

۲-۲۲ زنجیره مارکف…………………………………………………………………………………………………………………………… ۳۱

۲-۲۳ضریب همبستگی………………………………………………………………………………………………………………………… ۳۲

۲-۲۴ نمایه های خشکسالی………………………………………………………………………………………………………………….. ۳۳

۲-۲۴-۱ نمایه درصد نرمال بارندگی (PNPI.)………………………………………………………………………………………….33

۲-۲۴-۲نمایه ناهنجاری بارندگی( RAI )………………………………………………………………………………………………….34

۲-۲۴-۳نمایه دهکهای بارندگی (DPI) ……………………………………………………………………………………………………34

  ۲-۲۴- ۴ روش تفاضل درصدی بارش………………………………………………………………………………………………….. ۳۶

۲-۲۴-۵ نمایه بارش استانداردZ……………………………………………………………………………………………………………. 36

۲-۲۵  بازسازی داده هایآماری ……………………………………………………………………………… ………………………………۳۵

۲-۲۶  ضرایب شکل حوضه  ……………………………………………………………………………………… ………………………..۳۶

۲-۲۷  روش دومارتن و کوپن ………………………………………………………………………………………………………………..۳۷

فصل سوم ویژگیهای منطقه مورد مطالعه

۳-۱  استان هرمزگان………………………………………………………………………………………………………………………….. ۴۰

۳-۱-۱ موقعیت جغرافیایی ………………………………………………………………………………………………………………… ۴۰

۳-۱-۲ زمین شناسی………………………………………………………………………………………………………………………….. ۴۲

۳-۱- ۲-۱ توپوگرافی و ارتفاعات………………………………………………………………………………………………………….۴۸

۳-۱-۳  شرایط آب و هوایی ……………………………………………………………………………………………………………… ۴۸

۳-۱-۴ منابع آب ……………………………………………………………………………………………………………………………….۵۲

۳-۱-۴-۱ آبهای سطحی……………………………………………………………………………………………………………………. ۵۲

۳-۱-۴-۲ آب زیر زمینی…………………………………………………………………………………………………………………… ۵۳

۳-۱-۵۰ پوشش گیاهی ……………………………………………………………………………………………………………………..۵۳

۳-۱- ۶ ژئومورفولوژی ……………………………………………………………………………………………………………………..۵۴

۳-۱-۶-۱واحد کوهستان…………………………………………………………………………………………………………………..۵۴

۳-۱-۶-۲ واحد دشت ……………………………………………………………………………………………………………………..۵۴

۳-۱-۶-۳ جلگه ساحلی…………………………………………………………………………………………………………………… ۵۵

۳-۱-۶-۴  خاکها……………………………………………………………………………………………………………………………. ۵۵

۳-۱-۶-۵ دشتها و دره ها…………………………………………………………………………………………………………………. ۵۶

۳-۱-۶-۶  فلاتها ……………………………………………………………………………………………………………………………..۵۶

۳-۱-۶-۷  تپه ها و کوهها …………………………………………………………………………………………………………………۵۶

۳-  ۲  حوضه آبخیز رودخانه میناب…………………………………………………………………………………………………… ۵۷.

۳-۲-۱ موقعیت جغرافیایی حوضه آبخیز رودخانه میناب …………………………………………………………………………۵۸

۳-۲-۲ توپوگرافی حوضه آبخیز رودخانه میناب…………………………………………………………………………………… ۵۸

۳- ۲-۳ ساختارزمین شناسی حوضه ی آبخیز میناب ……………………………………………………………………………..۶۲

۳-۲- ۴ شکل حوضه آبخیز رودخانه میناب …………………………………………………………………………………………۶۳

 ۳-۲-۵ آب و هوای حوضه آبخیز میناب…………………………………………………………………………………………… ۶۴

۳-۲-۶  خاک و پوشش گیاهی حوضه آبخیز میناب……………………………………………………………………………. ۷۰

۳-۲-۶-۱ خاک…………………………………………………………………………………………………………………………..  ۷۰

۳-۲-۶-۱-۱ خصوصیات فیزیکی خاکها…………………………………………………………………………………………. ۷۰

۳-۶-۲-۲ پوشش گیاهی ……………………………………………………………………………………………………………….۷۰

فصل چهارم بررسی ها و یافته های تحقیق

مقدمه  ………………………………………………………………………………………………………………………………۷۴

۱-۴ روش تجزیه و تحلیل داده ها………………………………………………………………………………………………….. ۷۴

۴-۱- ۱  ایستگاه های معرف درجه حرارت………………………………………………………………………………………. ۷۴

۴-۱-۱-۱دما……………………………………………………………………………………………………………………………….. ۷۴

۴-۱-۲میانگین بارندگی حوضه آبخیز رودخانه میناب در دوره آماری ۲۷ ساله از سالهای آبی ۶۰-۸۷………..  ۷۵

۴-۱-۲-۱بازسازی داده ها ی آماری حوضه آبخیزمیناب …………………………………………………………………….  ۷۶

۴-۱-۳ تجزیه و تحلیل نمودار (خصوصیات آزمون دنباله ها)……… ……………………………………………………    ۸۷

۴-۱-۲  فراوانی وقوع و دوره بازگشت ………………………………………………………………………………………………۸۹

۴ –۱- ۳ ارتباط بین دما و بارندگی و اثر آن بر خشکسالی حوضه آبخیز میناب ……………………………………….. ۹۲

۴-۱-۳-۱ نمودارپراکنش……………………………………………………………………………………………………….. ۹۲

فصل پنجم بررسی سوالات – نتیجه گیری و پیشنهادات

مقدمه……………………………………………………………………………………………………………………………………………… ۹۶

۵- ۱بررسی بارندگی در دوره ۲۷ ساله ۱۳۸۷-۱۳۶۰………………………………………………………………………………..۹۷

۵-۱-۱شاخص آستانه بارندگی (x0 )(آزمون دنباله ها ) …………………………………………………………………………….۹۷

۵-۱-۲ بررسی نتایج حجم آب دهی رودخانه در دوره آماری ۴۶ ساله…………………………………………………………… ۹۷

۵-۱-۳ بررسی شدت خشکسالی با احتساب درصد میانگین نسبت به (X-X0 ) ……………………………………………. 101

۵-۲ بررسی نتایج خشکسالی حوضه آبخیز رودخانه میناب با استفاده اززنجیر مارکف……………………………………… ۱۰۱

۵-۳ تجزیه و تحلیل جداول  فراوانی وقوع و دوره های بازگشت حوضه آبخیز میناب از سال ۱۳۶۰ تا ۱۳۸۷  …….۱۰۳

۵-  ۴ بررسی ارتباط  بین دو پارامتر  دما و بارندگی و اثرات آنها ………………………………………………………………..۱۰۴

 ۵-۵  نتیجه گیری  ………………………………………………………………………………………………………………………………..۱۰۵

۵- ۶  پیشنهادات …………………………………………………………………………………………………………………………………..۱۰۶

۵-۶-۱ حاصل تحقیق……………………………………………………………………………………………………………………………..۱۰۷

۵-۶-۲پیشنهادات جانبی………………………………………………………………………………………………………………………… ۱۰۷

۵-۶-۳پیشنهادات برای محقق بعدی …………………………………………………………………………………………………………۱۰۸

چکیده پیش بینی خشکسالی

خشکسالی یکی از مزمن ترین و زیانبارترین ناپایداری های محیطی است و در بین حوادث طبیعی در جهان خشکسالی از لحاظ در جه شدت ، طول مدت ، مجموع فضای تحت پوشش و فراوانی مقام اول را داراست و موجب اختلال در اکو سیستم و اثرات اجتماعی و اقتصادی زیانباری را ببار می آورد با توجه به قرارگرفتن استان هرمزگان در ناحیه آب و هوایی خشک و نیمه خشک ایران وقوع خشکسالی های مکرر در سالهای  اخیر ، اهمیت پرداختن به مقوله خشکسالی را بیش از پیش نمایان می کند.

منطقه ای که در این پایان نامه مورد پژوهش قرار گرفته حوضه آبریز میناب است که ۶۰ درصد حوضه در استان کرمان و ۴۰ درصد آن در استان هرمزگان واقع شده اما به دلیل جریان شمالی – جنوبی آب ، اهمیت این حوضه برای استان هرمزگان بیشتر است رودخانه میناب از کوههای اسفندقه  جیرفت استان کرمان سرچشمه گرفته و پس از عبور از قسمتهای مختلف در پشت سد اسقلال میناب ذخیره می گردد برای وضعیت بررسی بارندگی حوضه آبریز از ۲۲ ایستگاه منتخب هواشناسی واقع در داخل حوضه استفاده شده است.

برای محاسبات آماری سال های آبی  ۱۳۶۰تا ۱۳۸۶ بعنوان پایه زمانی مشترک در نظر گرفته شده ،برای بازسازی سالهای فاقد آمار از ایستگاه برنطین به عنوان ایستگاه مبنا انتخاب و پس از انجام محاسبات آماری با استفاده از فرمول رگراسیون نرم افزار اکسل سالهای بازسازی شده به صورت ستاره دار مشخص شده است.

برای تجزیه و تحلیل خشکسالی از آزمون دنباله ها و پیش بینی خشکسالی از زنجیره مارکف استفاده گردیده و با توجه به محاسبات انجام شده وضعیت سال آبی ۸۷-۸۸ از نظر ترسالی،۴۶/۳۸ و از نظرخشکسالی،۸۴/۵۳ تعیین گردید.

موقعیت جغرافیایی

استان هرمزگان با مساحت ۶۸۴۷۵۸ کیلومتر مربع بین ۲۵ درجه و ۲۴ دقیقه تا ۲۸ درجه  عرض شمالی ، ۵۳ درجه و ۴۱ دقیقه تا ۵۹ درجه و ۱۵ دقیقه طول شرقی در جنوب ایران و حاشیه ی  شمالی خلیج فارس و دریای عمان قرار دارد. این استان  شامل ۱۴ جزیره ، حدود ۴۰ بندرکوچک و بزرگ ، ۱۱ شهرستان ، ۲۲ شهر ، ۳۳ بخش و ۸۰ دهستان است.

بندرعباس به عنوان مرکز استان ، بندرلنگه ، بندرخمیر،حاجی آباد میناب، جاسک،رودان ،پارسیان، ابوموسی، بستک و قشم شهرستان های این استان هستند.(نقشه شماره ۳-۲) هرمزگان ازشمال شرقی و شرق با استان کرمان و جنوب شرق با استان سیستان و بلوچستان  همسایه است و  در شمال غربی و مغرب آن استان های فارس و بوشهر واقع شده اند و از جنوب شرق به استان سیستان و بلوچستان محدود می شود.

استان هرمزگان با مساحتی بالغ بر ۷۱۱۹۴ کیلومتر مربع ، در جنوب ایران واقع شده که سه چهارم  درصد از کل خاک کشور را در بر می گیرد . استان هرمزگان از شمال و شمال غرب به استان های کرمان و فارس و از شرق به استان سیستان و بلوچستان و از غرب به استان بوشهر محدود می گردد . طول مرز استان هرمزگان از شرق به غرب در نوار ساحلی خلیج فارس و دریای عمان حدود ۹۰۰ کیلومتر است . بندرعباس به عنوان مرکز استان تا مرز کشور یعنی شهر تهران ۱۳۲۰ کیلومتر فاصله دارد.

دوران پالئوزوئیک

قدیمی ترین سازند مشاهده شده در این استان ، سازند هرمز با سن کامبرین زیرین تا میانی متعلق به زون زاگرس چین خورده است که به صورت گنبدهای نمکی مشاهده می شود و به شکل پراکنده در برخی نقاط استان وعمدتا در بندر لنگه و بندرعباس رخنمون دارد . سنگ شناسی این سازند شامل سنگ نمک به رنگ های مختلف  ، انیدریت ، ژیپس و بلوکهایی از سنگهای رسوبی مانند آهکهای نازک لایه سیاه رنگ ، دولومیت های متعفن چرتی ، ماسه سنگهای قرمز ، شیل های رنگارنگ و رسهای قرمز رنگ است .

دیاپیریزم تشکیلات هرمز باعث بالاآمدگی رسوبات فوقانی خود شده که به تشکیل چینهای دیا پیری یا روند شرقی – غربی بندرعباس و هرمزگان باشد (هوشمندزاده ۱۳۷۲) در این سازند سنگهای آتشفشانی متنوع شامل  ریولیت ، ایگنیمبریت ، راسیت ، آندزیت و بازالت و اسپیلت دیده می شود . این گنبدها بدون پوشش گیاهی و بایر هستند و در برخی مناطق با خاک های کم عمق و عمدتا با شوری زیاد پوشیده شده اند و عامل اصلی شوری آبهای منطقه هستند.

دوران سنوزونیک

۳-۱ سازندتبخیری ساچون با سن کرتاسه فوقانی تا ائوسن پایینی به صورت خیلی محدود در غرب بخش مرکزی شهرستان حاجی آباد ، در جنوب یک گسل رخنمون دارد که از نظر سنگ شناسی شامل ژیپس ، مارن و دولومیت با نسبت های مساوی است.

۳-۲ فلیش پالئوژن به صورت محدود در شرق شهرستان حاجی آباد و بخش فارغان رخنمون دارد و تشکیل  رخساره های  آن بطور کلی همزمان با اندکی پس از حرکت اصلی ژئو سنگنینال است و شامل بیش از ۲۵۰۰ متر فلدسپات آهکی ، گویو اکسها ، آهکهای زیستی و شیل است که در آن گونه های متعددی از فسیلهای جانوری یافت شده است.

در این گونه رخساره ها ، اشکال جریان آشفته و لایه بندی تدریجی مشاهد شده است که محلهای آتشفشانی ، کنگلومرا با دانه های درشت عدسی شکل ، پایه توالی سکانسهای آتشفشانی پیرو کلاستیک ائوسن – الیگوسن را تشکیل داده است .

۳-۳ سازند دولومیتی جهرم با سن پالئوسن – ائوسن بطور گسترده درتمام نواحی استان به صورت نواری رخنمون داردو در نواحی فارس ساحلی ، سن بخش فوقانی این سازند ، ائوسن پسین بدست آمده است (دوریش زاده ، سال ۱۳۷۰ ) و هیچگونه شاهدی مبتنی بر انقطاع رسوبی بعد از ائوسن میانی وجود ندارد و سن سازند مذکور در برگیرنده تمامی ائوسن است.

ازنظر سنگ شناسی این سازند از دولومیت وآهک دولومیت تشکیل شده است و به نام های آهک آئوسن و آهک گیسون نیز خوانده می شود و از آنجا که فشارهای تکتونیکی را به خوبی منتقل کرده ، چین خوردگی های ساده و ملایم در آن بوجود آمده است.