برآورد شدت بارش و توزیع مکانی آن مبتنی بر تئوری فراکتال (مطالعه موردی: حوزه آبخیز تیره-بروجرد)

برآورد شدت بارش و توزیع مکانی آن در دوره های بازگشت برای مدل های هیدرولوژیکی تخمین سیلاب ضروری است. لذا در این پژوهش برآورد متغیرهای شدت بارش در حوزه آبخیز تیره-بروجرد با استفاده از 12 ایستگاه در هفت دوره بازگشت با روش فراکتال انجام شد. تحلیل گشتاورهای آماری نشان داد که داده های حداکثر شدت بارش دارای ماهیت تک فراکتالی است. بررسی آماری نتایج برآورد شدت بارش در دوره بازگشت و تداوم های مختلف با این روش نسبت به روش قهرمان نشان داد که در اغلب ایستگاه ها رابطه معنادار با ضریب همبستگی بالای 99 درصد در سطح اطمینان 99 درصد وجود دارد. در این پژوهش نتایج خطای توزیع مکانی شدت بارش به روش کوکریجینگ در دوره بازگشت های 2، 25، 100 و 200 ساله نشان داد که این روش با اضافه کردن داده های کمکی مختلف می تواند خطای ناشی از درون یابی را به طرز قابل قبولی کاهش دهد و مشکل خطای زیاد تخمین بارش با روش های قدیمی نظیر استفاده از روش گرادیان بارش-ارتفاع را کاهش دهد. در مجموع استفاده از متغیرهای کمکی شامل مقدار بارش به روش فراکتال، میانگین بارش سالانه و میانگین حداکثر شدت بارش یک روزه داده های اصلی در دوره بازگشت های 50 سال به بالا باعث تقلیل میزان خطا به کم تر از یک پنجم آن نسبت به حالتی که تنها از یک متغیر کمکی استفاده شده، است. بر این اساس میانگین مربعات خطای درون یابی حداکثر شدت بارش در دوره بازگشت 50 ساله با در نظر گرفتن متغیر کمکی مقدار بارش، برابر 1.40 بود. سپس با اعمال داده های کمکی میانگین بارش سالانه، مقادیر خطا معادل 0.19 به دست آمد. هم چنین، میزان خطا در این دوره بازگشت، با اضافه نمودن مقدار میانگین حداکثر شدت بارش یک روزه داده های اصلی به متغیرهای فوق، برابر 0.18 به دست آمد. بررسی نتایج پهنه بندی مبتنی بر روش فراکتال در دوره بازگشت های مختلف نشان داد که بیش ترین و کم ترین شدت بارش به ترتیب متعلق به جنوب و شمال حوزه آبخیز است. در حالی که نتایج پهنه بندی روش قهرمان نشان دهنده تغییرات کم مقادیر شدت بارش در قیاس با روش فراکتال در حوزه آبخیز مورد مطالعه است. علاوه بر آن، این روش توانایی مدل کردن پهنه بندی مکانی بارش در دوره بازگشت های بزرگ تر یا مساوی 200 سال را ندارد.