پایان نامه بررسی خشکسالی و ارایه راهکارها به منظور به حداقل رساندن آسیب های ناشی از آن بر مدیریت آبی استان گیلان

پایان نامه تحصیلی جهت اخذ درجه کارشناسی ارشد

رشته:

 کاربرد اقلیم در برنامه ریزی محیطی

چکیده

از ابتدای تاریخ، خشکسالی بخشی از تغییرات آب و هوایی محیط ما بوده است. کمبود آب از یک طرف و استفاده بی رویه و غلط از منابع آب از طرف دیگر، تهدیدی جدی برای محیط زیست و منابع آب در کشوری مثل ایران که از جمله مناطق خشک و نیمه خشک جهان است، از اهمیت ویژه ای برخوردار است؛ با توجه به اینکه در حال حاضر مناطق شمالی کشور را هم تحت تأثیر قرار داده است. وضعیت بارندگی و محدودیت منابع آبی و شرایط اقلیمی کشور این واقعیت را نشان می دهد که باید برای پدیده خشکسالی برنامه داشت و به صورت جدی در زمان وقوع با آثار و پیامدهای آن مقابله نمود. علاوه بر این لزوم افزایش راندمان استفاده از آب در کشاورزی، اصلاح الگوی مصرف و مدیریت آبیاری و توجه به بهره برداری آب باید مدنظر قرار گیرد.

خشکی و خشکسالی هر دو نتیجه اثرات متقابل بین محیط زیست طبیعی و اجتماع می باشد. پدیده خشکسالی بیانگر اثرات مختلف محیط زیست بر روی موجودات زنده، موجودات، میکرو، حیوانات و انسان ها بوده حال آن که خشکی دارای مفهوم کلی بوده و برای عناصر محیط زیست به کار نمی رود.

توجه به اعمال مدیریت صحیح و کاهش پیامدهای خشکسالی در توسعه مناطق، نیازمند برنامه ریزی و اجرای اقدامات پیشگیرانه در مقابله با پدیده خشکسالی است، که خود مستلزم به کارگیری دانش کافی در پیش بینی خشکسالی می باشد.

واژگان کلیدی: الگوی مصرف، مدیریت آبیاری، محدودیت منابع آبی، خشکی و خشکسالی، گیلان

- مقدمه

نگاهی به تاریخ زیست در روی کره زمین حاکی از این است که بشر همواره در معرض انواع بلایای طبیعی بوده است. بخشی از این بلایا مربوط به عوامل و نوسانات اقلیمی می باشدف مانند خشکسالی ها که در زمان های قدیم مختلف رخ داده و اثرات مهلکی بر جای گذاشته است.

آب، که رکن اساسی توسعه پایدار است، مایه حیات بشری بوده و همانند بسیاری از نعمت های الهی ماهیت دوگانه خیر و شر در آن نهفته است. آب از طرفی عامل ایجاد سیل و در پی آن خرابی و خسارات مالی و جانی فراوانی می شود و از طرف دیگر کمبود آن (خشکسالی) باعث نابودی و تغییر اساسی در اکوسیستم ها می شود. توجه به مسئله پیشگیری و کاهش پیامدهای خشکسالی در توسعه مناطق، نیازمند برنامه ریزی و اجرای اقدامات پیشگیرانه است که خود مستلزم بکارگیری دانش کافی در پیش بینی خشکسالی است.

خشکسالی به عنوان یکی از پدیده های محیطی شناخته شده و در واقع بخش جدایی ناپذیری از تغییرات اقلیمی است که می تواند در هر منطقه جغرافیایی حادث شود و تأثیرات عمده ای بر آن منطقه بگذارد. این پدیده به لحاظ گستردگی، شدت، مدت و میزان آسیب رسانی به بخش های مختلف اقتصادی و اجتماعی، یکی از بزرگترین بلایای طبیعی محسوب می گردد که سالانه در سراسر دنیا میلیاردها دلار خسارت را به بخش های مختلف اقتصادی و اجتماعی جوامع، به ویژه بخش کشاورزی وارد می کند.

از آنجائی که کشور ما در سال های اخیر با خشکسالی مواجه بوده است، لذا تحقیقات در خصوص پایش همزمان و دقیق شرایط پویای خشکسالی جهت کاهش اثرات مخرب این بلایای اقلیمی حائز اهمیت است. در مطالعات پایش خشکسالی، به عبارتی ارزیابی ساده از سه ویژگی خشکسالی یعنی شدت، تداوم، گستردگی مکانی و همچنین مقایسه خشکسالی از منطقه ای به منطقه دیگر در زمان های مختلف نیاز به کاربرد نمایه ای خشکسالی می باشد. نمایه های مختلفی جهت پایش خشکسالی توسط محققین ارائه شده است (جوانمرد و همکاران، 1387).

1-2- بیان مسأله

بلایای جوی و اقلیمی در واقع پدیده های طبیعی خاص هر منطقه هستند که وقوعشان غیرقابل اجتناب است. البته چنانچه مواجهه‌ی صحیحی با این پدیده های طبیعی انجام شود، در بسیاری موارد می توان از تبدیل آنها به بلا اجتناب نموده یا اینکه خساراتشان را کاهش داده و به حداقل رسانید. روش های نوین مدیریت کاهش بلایای جوی بیش از آن که بر امکانات و تجهیزات سخت افزاری متکی باشند، بر تدوین سیاست ها، برنامه ها، سازمان ها و نهادهای مختلف برای کاهش اثرات و نیز جبران خسارت ها مبتنی هستند. موارد ذیل را می توان از این جمله برشمرد: شناسایی و مکان یابی بلایا، پیش بینی بلایا قبل از وقوع، مدیریت کاهش اثرات بلایا، استفاده از بیمه در جهت کاهش خسارات، هدایت مردم و صاحبان مشاغل به سمتی که در زمان وقوع حادثه بتوانند خود مدیریت حوزه های شخصی خود را بر عهده گیرند، پایش و دیده بانی بلایا، پیش آگاهی و اطلاع رسانی عمومی، تبلیغات و آموزش عمومی هر چه بیشتر جهت آگاهی مردم.

خشکسالی به عنوان یک خطر طبیعی از پدیده های اجتناب ناپذیر است که از دیرباز در پهنه وسیع کشورهای مختلف بخصوص کشورهای مستقر در مناطق گرم و خشک به کرات وقوع یافته و می یابد. بحران خشکسالی، یکی از ناهنجاری های اقیمی است که اثرات نامطلوبی بر روی گیاهان، جانوران و محیط های اکولوژیک و نهایتاً انسان دارد.

کشور ایران به خاطر قرار گرفتن در کمربند خشک جغرافیایی و نوار بیابانی که در 25 تا 40 درجه عرض شمالی واقع شده است، از شرایط آب و هوایی خشکی برخوردار است که جزو مناطق کم باران جهان به شمار می آید و نزولات جوی آن از یک سوم متوسط نزولات جهان کمتر است. از آنجایی که ایران در مناطق خشک و نیمه خشک کره زمین قرار گرفته است بیش از 90 درصد اقلیم آن خشک و نیمه خشک است. در صورتی که رشته کوههای زاگرس و البرز وجود نمی داشت و ایران بین دریای خزر و خلیج فارس محصور نمی بود، کشورمان به یک منطقه کاملاً خشک و بی آب جهان تبدیل می شد. علاوه بر این که کشور ما، کم آب است، بارش ها نیز در آن نامنظم است. میانگین بارش در ایران 248 میلی لیتر در سال است. این میزان یک سوم متوسط بارش در جهان (831 میلی لیتر) است. در مجموع میزان جریان های سطحی کشور در مقایسه با متوسط درازمدت 46 درصد کاهش داشته است که عدد بسیار بالایی است و این نشان دهنده خشکسالی هیدرولوژی در ایران است.

به گفته کارشناسان سازمان ملل اگر خشکسالی در ایران رخ دهد به فاجعه انسانی تبدیل می شود و هم اکنون زنگ ها در بیشتر استان های ایران برای خشکسالی به صدا درآمده اند.

پروفسور کردوانی که در زمینه محیط زیست، آب و کم آبی در کشور مطالعات و تألیفات گسترده ای دارد در زمینه بحران کم آبی می گوید: مشکل کم آبی در کشور یک بحران ملی است و افزایش جمعیت و مهاجرت روستاییان به شهرها بر این بحران می افزاید.

که این روند مهاجرت باعث کاهش تولیدات کشاورزی و بدتر از آن افزایش جمعیت شهری و به همان نسبت بالا رفتن مصرف آب شهری می شود.

در این پایان نامه سعی شده که به بررسی خشکسالی پرداخته و راهکارهایی که به حداقل رساندن آسیب های ناشی از آن بر مدیریت آبی استان نقش دارد بررسی کند.

1-3- پرسش اصلی تحقیق (مسائله تحقیق)

آیا گیلان با بروز خشکسالی مواجه است؟

آیا بروز خشکسالی در گیلان با مدیریت منابع آبی در رابطه است؟

1-4- اهداف تحقیق

شناخت نوع خشکسالی ها و انواع آن و برخورد با مسأله

ارائه یک روش علمی مناسب در جهت مبارزه با خشکسالی های اخیر

رابطه خشکسالی با مدیریت آبی

1-5- فرضیه

به نظر می رسد گیلان در سال های اخیر با خشکسالی مواجه بوده است.

به نظر می رسد که نوع مدیریت آبی در سال های اخیر خشکسالی گیلان را تشدید نموده است.

1-6- هدف کاربردی

سازمان آب و برق استان، اداره جهاد کشاورزی، سازمان منابع طبیعی.

1-7- جنبه نوآوری

این تحقیق با موضوع فوق برای اولین بار ارائه می گردد.

1-8- محدودیت های تحقیق

با توجه به اینکه این موضوع برای اولین بار کار شده؛ به دلیل نبود اطلاعات کافی و کمک نکردن سازمان مدیریت آب و دیگر نهادها سعی شده بهترین آیتم ها را که مربوط به این عنوان بوده جمع آوری و تهیه گردد.

نکات مهم در تعریف خشکسالی

باید در تعریف، مقدار و شدت بارندگی یا میزان کمبود آن مشخص شود.

مدت زمان، یک ویژگی مهم در تشخیص خشکسالی است و بایستی برای تعیین میزان درجه خشکسالی ارتباط بین مدت زمان و شدت مشخص شود.

آستانه ای به عنوان یک نقطه مرجع برای تعیین زمان شروع خشکسالی تعیین می شود.

تعاریف خشکسالی هواشناسی بایستی به صورت موردی برای هر منطقه خاص در نظر گرفته شود چرا که شرایط اتمسفر یکی موجب کمبود بارش می شود، از منطقه ای به منطقه دیگر شدیداً تغییر می کند (عبداللهی و همکاران، 1387). به عنوان مثال برخی تعاریف خشکسالی هواشناسی معرف دوره هایی از خشکسالی براساس تعداد روزهایی با بارش کمتر از حد آستانه خاص می باشد. این شاخص صرفاً برای مناطقی که مشخصاً دارای رژیم های بارندگی ادواری هستند مانند جنگل های استوایی، اقلیم معتدل نیمه حاره ای اقلیم مرطوب عرض های میانی مناسب است. مناطقی نظیر مانائوس (برزیل)، نیواورلئان لوئیزیانا (آمریکا) و لندن (انگلیس) مثال هایی از این مناطق می باشند. اما در دیگر مناطق اقلیمی جهان مانند مناطق مرکزی آمریکا، شمال شرق برزیل، غرب آفریقا و شمال استرالیا الگوی بارش فصلی می باشد. وجود دوره هایی طولانی بدون بارندگی در مناطقی نظیر اوباها، نبراسکا (آمریکا)، فورتالزا، سئار (برزیل) و داروین (استرالیا) امری عادی است. در این موارد، تعریف مبتنی بر تعداد روزهایی با بارش کمتر از یک حد آستانه خاص، غیرواقعی و ناکارآمد است. برای این مناطق تعریف خشکسالی بر مبنای رابطه ای بین میزان انحراف واقعی بارش به مقادیر متوسط ماهانه، فصلی یا سالانه مناسبتر و کاربردی تر می باشد.

2-2- تعاریف خشکسالی

تاکنون تعاریف بسیاری از خشکسالی ارائه شده است که افزون بر 150 مورد می شود. به طور کلی خشکسالی شامل یک دوره پیوسته و پایدار (از چند ماه تا چندین سال) است که در این دوره مقدار آب موجود در منابع آبی منطقه به حد قابل توجهی کاهش می یابد و دچار کمبود می شود. ویژگی های خشکسالی ممکن است در رژیم های مختلف آب و هوایی دنیا متفاوت باشد. در مناطق گرمسیری و پرباران استوائی اگر مقدار بارش نسبت به نرمال سالیانه دچار کاهش نسبی گردد و خشکسالی هواشناسی در منطقه حاکم شود، این امکان وجود دارد که این کاهش تأثیر محسوسی بر روی منابع آبی منطقه نگذارد و به عبارتی از نظر هیدرولوژیکی خشکسالی اتفاق نیافتد. اما در مناطق حساس فراخشک و خشک، کاهش بارندگی تأثیر بسیار زیادی بر روی منابع آب می گذارد و در بسیاری از موارد خشکسالی های هواشناسی با خشکسالی های هیدرولوژیکی توأماً اتفاق می افتد. از این رو شرایط خشکسالی ممکن است در مناطقی نظیر بریتانیا در حد یک دوره 21 روزه باشد، در حالیکه بسیاری از مناطق گرمسیری به طور منظم ماه های متوالی بسیار خشکی را تجربه می کنند. بنابراین تعریف جامع و دقیقی از خشکسالی که مورد پذیرش همگان باشد و کاربرد جهانی داشته باشد وجود ندارد. همه مناطق دنیا به طور موقت اما نامنظم از تکرار شرایط خشکسالی رنج می برند،‌اما این وضعیت در مناطقی که از نظر اقلیمی به طور متوالی ولی نامنظم سیستم های هوایی مختلف تحت تأثیر قرار می گیرند، حادتر است.

برخلاف سیلاب که قابل اندازه گیری مستقیم می باشد، خشکسالی ها اغلب اوقات به صورت توصیفی و کیفی ارائه می شوند. خشکسالی ها با دیگر پدیده های هواشناسی از نظر ویژگی های زمانی تفاوت دارند. تعیین زمان آغاز و پایان خشکسالی ها بسیار مشکل است. پیچیدگی مسائل مرتبط با خشکسالی باعث شده است که نتوان این پدیده را به درستی تحلیل و بررسی نمود و نتایج حاصله نیز از دقت خوبی برخوردار نباشند. همین پیچیدگی باعث شده است که متخصصین مختلف روش های متفاوتی را برای تحلیل و پیش بینی خشکسالی بکار ببرند که هر یک دارای نقاط ضعف و قوت خاص خود می باشد. از آنجائی که وقوع این پدیده، تداوم، زمان آغاز و پایان خشکسالی و شدت و بزرگی آن همگی فرآیندهایی احتمالاتی می باشند، روش هایی که امروزه برای بیان این ویژگی ها به کار برده می شوند نیز اغلب روش های آماری احتمالاتی می باشند.

عبارت است از یک دوره ممتد مبود بارش که منجر به صدمه زدن محصولات زراعی و کاهش عملکرد می شود.

پالمر معتقد است که خشکسالی کمبود مستمر و غیرطبیعی رطوبت است. واژه مستمر بیانگر زمان آغاز تا پایان خشکسالی یا زمان تداوم آن بوده و واژه غیرطبیعی به انحراف یا نوسان منفی شاخص مورد توجه نسبت به شرایط میانگین معمول اطلاق می شود.

به نظر روچ خشکسالی در زمان است در حالیکه خشکی در فضا و مکان.

معیار تشخیص میزان خشکسالی و ترسالی، مقایسه میزان متوسط بارندگی در سال های گذشته به نسبت سال جاری است. در درجه بندی میزان خشکسالی و ترسالی نیز درصد بارنگی در یک سال آبی به نسبت میزان بارش نرمال محاسبه می شود. اگر بارندگی یک منطقه در یک سال آبی به نسبت بارش نرمال با کاهش 60 درصدی یا بیشتر روبه‌رو باشد « خشکسالی بسیار شدید» اتفاق افتاده است. کاهش 45 تا 60 درصدی به نسبت بارش نرمال، شاخص « خشکسالی شدید» و کاهش 20 تا 45 درصدی بارش مشخص کننده « خشکسالی متوسط» است. اگر این میزان کمتر از 20 درصد باشد خشکسالی خفیف است که در حال حاضر بیش از 45 درصد از مساحت کشور با این وضعیت روبه‌رو هستند.

خشکسالی عبارت است از کاهش غیرمنتظره بارش در مدتی معین در منطقه که لزوماً خشک نیست. این کاهش آنقدر که روند عادی رشد را در منطقه مختل می کند بنابراین خشکسالی ویژگی های دائمی منطقه نیست و در هر رژیم آب و هوایی اتفاق می افتد (علیجانی و کاویانی، 1379، ص258).

خشکسالی کمبود شدید آب را موجب می شود و به صورت از بین رفتن محصولات کشاورزی و قحطی خودنمایی می کند (نجمایی، 1369، ص127).

خشکسالی از یک روند رویداد یا واقعه اقلیمی است که خصوصیات آن بستگی به مدت و استمرار و شدت وسعت منطقه تحت تأثیر و محیط آن دارد که می توان کوتاه و کمتر زیانبخش و یا طویل المدت شدید و کشنده باشد (کردوانی، 1380، ص23).

خشکی و خشکسالی نتیجه اثرات متقابل بین محیط زیست طبیعی و اجتماعی است و اثرات پدیده خشکسالی نه تنها روی تولید محصولات کشاورزی مؤثر بوده است، بلکه به طور همزمان بر روی تمام موجودات زنده شامل گونه های گیاهی و جانوری (اهلی و وحشی) و همچنین انسان ها تأثیرگذار می باشد. به هر حال از آنجایی که مفهوم خشکسالی مفهوم پیچیده ای است به منظور جلوگیری از سوء تفاهم و ارائه تعابیر متفاوت، تعریف روشن و مشخص آن اهمیت زیادی دارد که در ابتدای تمایز بین واژه های خشکی و خشکسالی ضروری است. خشکی دارای مفهوم کلی بوده است و برای عناصر مختلف محیط زیست به کار نمی رود. حال آنکه خشکسالی نه تنها بیانگر اثرات مختلف بر روی موجودات کوچک (میکروارگانیسم ها) حیوانات و انسان ها نیز در این پدیده مورد مطالعه قرار می گیرد. خشکی یک واژه بوم شناسی زراعی و اجتماعی است (کردوانی، 1380، 24).

2-3- تعریف مفهومی خشکسالی

تعاریف مفهومی که در قالب اصطلاحاتی کلی بیان می شده به افراد کمک می کند تا مفهوم خشکسالی را درک کنندو به عنوان مثال خشکسالی عبارت است از یک دوره ممتد کمبود بارش که منجر به صدمه زدن محصولات زراعی و کاهش عملکرد می شود.

تعاریف مفهومی در تبیین سیاستگزاری در زمینه خشکسالی نیز حائز اهمیت است. مثلاً خط مشی (سیاست کلی) در زمینه خشکسالی در استرالیا تلفیقی از آگاهی نسبت به تغییرپذیری نرمال اقلیم در تعریف متناظر آن از خشکسالی می باشد.

2-4- تعریف عملی خشکسالی

تعاریف عملی به افراد کمک می کند تا شروع، خاتمه و درجه شدت خشکسالی را تشخیص دهند. برای تعیین شروع خشکسالی تعاریف عملی، میزان انحراف از میانگین بارش یا سایر متغیرهای اقلیمی در طول یک دوره زمانی را مشخص می کند. این امر معمولاً با مقایسه وضعیت فعلی نسبت به متوسط های گذشته که غالباً مبتنی بر دوره آماری 30 ساله است انجام می شود.

حد آستانه تعیین شده به عنوان شروع یک خشکسالی (مثلاً 75 درصد بارش متوسط در طول یک دوره زمانی مشخص) معمولاً بیشتر به صورت قراردادی انتخاب می شود تا بر مبنای رابطه دقیق تأثیرات خاص آن بر محیط.

در تعریفی عملی از خشکسالی برای کشاورزی مقدار بارندگی روزانه با مقادیر تبخیر و تعرق مقایسه م شود تا سرعت (نرخ) تخلیه رطوبت خاک تعیین شود و این روابط برحسب میزان تأثیرات خشکسالی بر رفتار گیاه (یعنی رشد و عملکرد) در مراحل مختلف نمو گیاه بیان گردد.

Abstract:

From the beginning of the history, drought has been one of the climate changes of our environment. Not only water shortage but also excessive improper usage of water resources has become a serious threat for a country like Iran, placed in arid and semi-arid region of the world. As this matter affected the north region of the country, rainfall status, limitation of water resources and climate condition of country show this fact that in order to face drought we must have a plan and prepare for its consequences. Also increasing efficiency of water usage in agriculture, modifying consumption pattern and irrigation management must be considered.

Dryness and drought, both are the results of mutual effects between society and natural environment. Drought shows the various effect of environment on living creatures, animals and humans but dryness is a general concept and is not used for environment elements.

Paying attention to proper management and reducing side effects of drought in order to develop regions, require planning and Preventive measures also knowledge to forecast drought.

Key words: consumption pattern, irrigation management, limitation of water resources, dryness and drought, Guilan