يتم عادة تصميم منحنيات کثافة الأمطار بواسطة بيانات کثافة الأمطار المتاحة بالمحطات المناخية والمطرية تعتمد على المدة الزمنية للعاصفة المطرية وعلى فترة الرجوع لها باستخدام مخرجات نماذج التوزيعات الاحتمالية. ومن أکثر نماذج التوزيعات الاحتمالية المستخدمة في اشتقاق کثافة الأمطار هي نموذج التوزيع الطبيعي Normal probability distribution ونموذج التوزيع الطبيعي اللوغاريتمي Log Normal probability distribution ونموذج توزيع القيم القصوى –نوع 1-probability distribution Extreme Value -type 1- ونموج التوزيع الأسي Exponential probability distribution.
وتهدف هذه الدراسة إلى اشتقاق نماذج رياضية لتصميم منحنيات الکثافة-المدة- التکرار للأمطار في منطقة حائل بالمملکة العربية السعودية من خلال توظيف بيانات الأمطار اليومية القصوى في تطبيق التوزيعات الاحتمالية المذکورة للاستفادة منها في تصميم وتحليل منحنيات الکثافة-المدة- التکرار بمحطات النقرة وحائل وعقلة بن جبرين والغزالة والعظيم بمنطقة حائل ثم اشتقاق المعاملات الرياضية المناسبة لکل توزيع واقتراح نموذج خاص بکل محطة لتقدير کثافة الأمطار في غياب القياسات الفعلية.
وتتجلى أهمية هذه الدراسة في کونها تتناول الخطوات المنهجية والعملية لاشتقاق کثافة الأمطار من کميات الأمطار اليومية القصوى في غياب البيانات الفعلية لکثافة الأمطار بالمحطات المطرية کما هو الحال بالعديد منها بالمملکة العربية السعودية. وتعتمد تقديرات کثافة الأمطار المناسبة للفواصل الزمنية 10 و 20 و 30 و 60 و 120 و 180 و 360 و 720 دقيقة ولفترات الرجوع 5 و 10 و 25 و 50 و 100 سنة على بيانات الأمطار اليومية القصوى المتاحة لفترة 42 سنة متواصلة (1976-2017) بمحطات النقرة وحائل وعقلة بن جبرين والغزالة والعظيم بمنطقة حائل التي يتعذر بها توقف بها حالياً تسجيل کثافة الأمطار.