ارزيابي روش هاي استخراج منحني IDF با رابطه‌ مبتني بر ماهيت فركتالي بارش

سابقه و هدف: روابط شدت مدت فراواني بارش (IDF) يكي از مهم‌ترين ملزومات مورد نياز در زمينه‌ برنامه‌ريزي، طراحي و عملكرد سازه‌هاي هيدروليكي و پروژ‌ه‌هاي مختلف منابع آب مي‌باشد. عمدتاً استخراج منحني‌هاي IDF مستلزم تجزيه و تحليل‌ آماري داده‌هاي بارش در تداوم‌هاي مختلف مي‌باشد و بنابراين هنگامي‌كه حوضه‌ مورد مطالعه فاقد آمار و يا داراي آماري محدود باشد؛ بررسي مشكل مي‌گردد. اين در حالي است كه در اغلب حوضه‌ها دسترسي به آمار بارش روزانه به سهولت امكان‌پذير است. بنابراين هدف از مطالعه حاضر، ارزيابي و مقايسه‌ منحني‌هايIDF مستخرج از رابطه‌ تلفيق تئوري فركتال و توزيع مقادير حدي تعميم‌يافته براي مناطق فاقد آمار براساس مفهوم خواص فركتال بارش با روابط متداول تجربي و تعيين ميزان خطا و دقت محاسبات و قابليت اطمينان اين رابطه نسبت به روابط ديگر مي‌باشد. مواد و روش‌ها: در اين تحقيق با استفاده از داده‌هاي حداكثر عمق بارش سالانه با تداوم روزانه، ساخت منحني‌هاي IDF با روش مبتني بر رويكرد تلفيق ماهيت فركتالي داده‌هاي بارش و توزيع مقادير حدي تعميم‌يافته صورت گرفت. سپس منحني‌هاي IDF از رابطه‌ تجربي قهرمان و روش متداول كه براساس تحليل آماري داده‌هاي بارش حدي سالانه در تداوم‌هاي مختلف مي‌باشد؛ براي ايستگاه مورد مطالعه استخراج گرديد. در نهايت ارزيابي و مقايسه‌ كمّي و كيفي نتايج حاصل از روش تئوري فركتال با رابطه تجربي قهرمان انجام شد. اين پژوهش براي ايستگاه باران‌سنجي چناران واقع در عرض جغرافيايي 36 درجه و 38 دقيقه و 38 ثانيه و طول جغرافيايي 59 درجه و 7 دقيقه و 53.1 ثانيه، به كارگرفته شد. يافته‌ها: بررسي رفتار فركتالي داده‌هاي بارش در ايستگاه باران‌سنجي چناران نشان داد؛ خواص بارش در بازه زماني 1 تا 7 روز از فرضيه تك‌مقياسي (مونوفركتالي) تبعيت مي‌كند و رگبار طرح برآورد شده با تئوري فركتال با داده‌هاي مشاهداتي بارش انطباق خوبي دارد. نتايج در ايستگاه باران‌سنجي چناران نشان از برتري دقت رابطه تلفيق تئوري فركتال و توزيع مقادير حدي تعميم‌يافته با متوسط خطاي 9.34 نسبت به رابطه تجربي قهرمان با متوسط خطاي 16.43 دارد. علاوه بر اين خطاي برآورد مقادير IDF با رابطه تئوري فركتال نسبت به روش متداول كه مبتني بر داده‌هاي واقعي بارش مي‌باشد؛ در تداوم 24 ساعته، صفر محاسبه گرديد. بنابراين از آن‌جا كه ساخت منحني‌هاي IDF با رابطه تلفيق تئوري فركتال و توزيع مقادير حدي تعميم‌يافته تنها با استفاده از داده‌هاي حداكثر شدت بارش 24ساعته انجام مي‌گيرد؛ مي‌توان نتيجه گرفت؛ روش مذكور از دقت مناسب و نتايج قابل قبولي برخوردار است. نتيجه‌گيري: تحقيق حاضر تلاشي است در راستاي افزايش كاربرد روابط مقياسي IDF نسبت به استفاده از روابط تجربي مدون كه بدون توجه به شرايط جغرافيايي و هيدرولوژيكي محل صورت مي‌گيرد؛ براي استفاده در مناطقي كه با كمبود يا نبود آمار بارش مواجه است. از ويژگي‌هاي حائز اهميت اين رابطه، پايه‌گذاري آن براساس خواص فركتالي مقادير بارش مي‌باشد و در مقابل، تهيه‌ منحني IDF در دو روش تجربي و متداول تنها منوط به تجزيه و تحليل‌هاي آماري و رياضي بدون توجه به اصول فيزيكي فرآيند بارش صورت مي‌گيرد و در نتيجه افزايش عدم اطمينان نتايج را به دنبال خواهد داشت.