برآورد شدت بارش و توزيع مكاني آن مبتني بر تئوري فراكتال (مطالعه موردي: حوزه آبخيز تيره-بروجرد)

برآورد شدت بارش و توزيع مكاني آن در دوره‌هاي بازگشت براي مدل‌هاي هيدرولوژيكي تخمين سيلاب ضروري است. لذا در اين پژوهش برآورد متغيرهاي شدت بارش در حوزة آبخيز تيره-بروجرد با استفاده از 12 ايستگاه در هفت دوره بازگشت با روش فراكتال انجام شد. تحليل گشتاورهاي آماري نشان داد كه ‌داده‌هاي حداكثر شدت ‌بارش داراي ماهيت تك‌فراكتالي است. بررسي آماري نتايج برآورد شدت بارش در دوره بازگشت و تداوم‌هاي مختلف با اين روش نسبت به روش قهرمان نشان داد كه در اغلب ايستگاه‌ها رابطه معنادار با ضريب همبستگي بالاي 99 درصد در سطح اطمينان 99 درصد وجود دارد. در اين پژوهش نتايج خطاي توزيع مكاني شدت بارش به روش كوكريجينگ در دوره بازگشت‌هاي 2، 25، 100 و 200 ساله نشان داد كه اين روش با اضافه كردن داده‌هاي كمكي مختلف مي‌تواند خطاي ناشي از درون‌يابي را به طرز قابل‌قبولي كاهش دهد و مشكل خطاي زياد تخمين بارش با روش‌هاي قديمي نظير استفاده از روش گراديان بارش-ارتفاع را كاهش دهد. در مجموع استفاده از متغيرهاي كمكي شامل مقدار بارش به روش فراكتال، ميانگين بارش سالانه و ميانگين حداكثر شدت بارش يك‌روزه داده‌هاي اصلي در دوره بازگشت‌هاي 50 سال به بالا باعث تقليل ميزان خطا به كم‌تر از يك پنجم آن نسبت به حالتي كه تنها از يك متغير كمكي استفاده شده، است. بر اين اساس ميانگين مربعات خطاي درون‌يابي حداكثر شدت بارش در دوره بازگشت 50 ساله با در نظر گرفتن متغير كمكي مقدار بارش، برابر 1.40 بود. سپس با اعمال داده‌هاي كمكي ميانگين بارش سالانه، مقادير خطا معادل 0.19 به‌دست آمد. هم‌چنين، ميزان خطا در اين دوره بازگشت، با اضافه نمودن مقدار ميانگين حداكثر شدت بارش يك‌روزه داده‌هاي اصلي به متغيرهاي فوق، برابر 0.18 به‌دست آمد. بررسي نتايج پهنه‌بندي مبتني بر روش فراكتال در دوره بازگشت‌هاي مختلف نشان داد كه بيش‌ترين و كم‌ترين شدت بارش به‌ترتيب متعلق به جنوب و شمال حوزه آبخيز است. در حالي‌كه نتايج پهنه‌بندي روش قهرمان نشان‌دهنده تغييرات كم مقادير شدت بارش در قياس با روش فراكتال در حوزه آبخيز مورد مطالعه است. علاوه بر آن، اين روش توانايي مدل كردن پهنه‌بندي مكاني بارش در دوره بازگشت‌هاي ‌بزرگ‌تر يا مساوي 200 سال را ندارد.