دامنه کاربرد محاسبات سیل طرح

برنامه ریزی و طراحی سازه های تحت تاثیر پدیده های هیدرولوژیکی اغلب نیازمند ارزیابی پتانسیل ایجاد سیلاب در حوضه های آبریز است. برآورد پتانسیل حداکثر سیلاب معمولا برای سه کاربرد مهندسی زیر انجام می گردد.

1- طراحی سدهای با خطر بالا در مناطق جمعیتی به نحوی که شکست سد تلفات انسانی قابل توجهی را به همراه داشته باشد.

2- برنامه ریزی بهره برداری و منحنی فرمان سدها در زمان سیلاب

3- مناطق سیلابی و سیلاب دشت هایی که نیروگاه های هسته ای در آن ساخته می شوند.

از PMP برای تخمین حداکثر سیل محتمل استفاده می شود. PMF به اختصار به عنوان بزرگ ترین سیلی که می تواند به طور معقول در یک منطقه مورد انتظار باشد، تعریف شده است. تعیین حداکثر سیل محتمل براساس یک ارزیابی منطقی از وقوع رخدادهای همزمان چندین شرایط حدی یا عوامل موثر در ایجاد سیل استوار است. این مقدار به عنوان "بیش ترین امکان معقول" سیل که ممکن است در یک محل رخ دهد، توصیف شده است.

مقدار PMF یا درصدی از آن در برخی کشورها به عنوان سیل طراحی سازه های پرخطر به ویژه سرریز سدهایی که شکست آ نها از طریق روگذری، خسارات جانی و مالی زیادی را در پی دارد پذیرفته شده است استخراج هیدروگراف PMF را می توان به دو مرحله اصلی تقسیم نمود:

1- تبدیل بارش PMP به رواناب سطحی

2- روندیابی هیدروگراف تا محل مخزن و عبور آن از سرریز

محاسبه PMF به نوعی متاثر از مجموعه ای از احتمالات ناچیز و در عین حال پرهیز از ترکیب های غیرفیزیکی است. درنظر گرفتن شرایط بحرانی برای کلیه عوامل در مطالعات PMF تابع درجه محافظه کاری مطالعات می باشد و در مورد برخی عوامل دستور العمل واحدی وجود ندارد. در مجموع، باید تلاش شود که عوامل بحرانی ولی محتمل و فیزیکی در نظر گرفته شوند. بنابراین دوره بازگشت های عواملی چون ذخیره اولیه برف و تغییرات درجه حرارت در زمان وقوع PMF بین 10 تا حداکثر 100 سال معمول است.

علاوه بر این برآورد PMF طبق استاندارد برخی کشورها به تدقیق برآوردهای حاصل از تحلیل فراوانی سیل (و یا انجام محاسبات تحلیل ریسک اقتصادی) کمک می کند. علت استفاده از PMF در تدقیق نتایج تحلیل فراوانی سیلاب، عدم دقت برآورد آماری سیلاب های حدی بالا می باشد. در این روش ها که براساس برازش توزیع آماری بر داده های مشاهده ای استوار است، در محدوده سیلاب های مشاهده ای که محدوده سیلاب های معینی را پوشش م یدهند، دقت برآورد قابل قبول است. اما برای سیلاب های بزرگ از برونیابی توزیع آماری استفاده می شود که می تواند خطای زیادی در برداشته باشد. بنابراین به منظور برآورد سیلاب های حدی بالا، اصلاح نتایج تحلیل فراوانی با استفاده از PMF توسط برخی استانداردهای بین المللی توصیه شده است. به عنوان مثال طبق دستورالعمل رسمی رایج در پرتغال، هرگاه سیلاب طراحی سد مورد نظر دارای دوره برگشتی بیش تر از هزار سال باشد، مقایسه نتایج تحلیل فراوانی با سیلاب حداکثر محتمل توصیه می شود، زیرا محدوده اعتبار نمودار فراوانی وقوع سیلاب ها را غالبا تا هزار سال می دانند در آفریقای جنوبی نیز سیلاب حداکثر محتمل را به عنوان یک نقطه کمکی برای توسعه نمودار فراوانی وقوع سیل ها مورد استفاده قرار می دهند. دفتر عمران ایالات متحده و شورای پژوهش های ملی آمریکا نیز روش های مشابهی را برای برو نیابی نمودار فراوانی وقوع به کمک سیلاب حداکثر محتمل توصیه می کنند. انجمن مهندسین استرالیا نیز روش ویژه ای را برای گسترش نمودار توزیع آماری سیلاب ها به کمک PMF و برآورد مقادیر سیلاب های با دوره برگشت بیش از صد سال ابداع کرده اند.

در آمریکا PMF به عنوان سیلاب طراحی سدهای بزرگ شناخته می شود. در صورت انتخاب سیلاب طراحی کوچک تر و در هنگام تخریب سد، طراح به طور قانونی مورد پیگرد قرار می گیرد. بنابراین بسیاری از مهندسین مشاور با توجه به شهرت حرف های و ملاحظات مالی، هیچ گونه ریسکی را قبول نمی کنند. با توجه به گزارشات ICOLD کشور آمریکا تا سال 1991 دارای بیش ترین سانحه منجر به شکست سد بوده است. یکی از علل استفاده از استاندارد بالای سیلاب طراحی PMF در این کشور همین تجرب ههای تلخ ناشی از فراوانی شکست سد می باشد. در سایر کشورها این تجربه با PMF طراحی فراوانی اندک همراه است و میزان ریسک پذیری افکار عمومی، کارفرمایان، مشاورین و طراحان سدها بیش تر می باشد. لذا استاندارد پایین تر از PMF مانند سیلاب های با دوره برگشت های 100 تا 10000 ساله با توجه به اهمیت سد در برخی کشورها رایج است.

براساس طبقه بندی رسته مهندسین ارتش آمریکا، که رایج ترین ضابطه در سراسر آمریکا می باشد، سدها از نظر اندازه به سه طبقه کوچک، متوسط و بزرگ تقسیم می شوند. سدهای هر طبقه از نظر گزند بالقوه شکست به سه گروه با خسارات کم، متوسط و قابل توجه یا شدید طبقه بندی می شوند. ضوابط استاندارد سیلاب طراحی برای هر یک از این . طبقات در جداول شماره 1 تا 3 خلاصه گردیده است.

در انگلستان سدها بر اساس خسارات و گزند بالقوه ناشی از شکست آ نها در چهار طبقه ایمنی A تا D قرار می گیرند. بر این اساس چنانچه سد در کلاس A (در صورت تخریب سد جان بیش از 10 نفر از ساکنین در پایین دست در یک محل به خطر می افتد) قرار گیرد، استاندارد عمومی سیلاب طراحی حداکثر سیلاب محتمل می باشد.

در هندوستان برای سدهایی که در رده سدهای بزرگ قرار می گیرند (ارتفاع بیش از 30 متر و یا حجم مخزن بیش از 60 میلیون متر مکعب) PMF به عنوان سیلاب طراحی استاندارد شناخته می شود. بعد از آمریکا، بیش ترین سدهای تخریب شده در اثر سیلاب مربوط به کشور هندوستان می باشد. بنابراین جای تعجب نیست که ضوابط محافظه کارانه ای در این کشور اعمال گردد. البته این نکته را نیز باید در نظر گرفت که به علت توپوگرافی ویژه کشور هند، قسمت عمده سدهای این کشور کوتاه تر از 30 متر و با حجم مخزن کم تر از 60 میلیون مترمکعب می باشند. در نتیجه PMF برای درصد کمی از سدهای این کشور به کار گرفته شده است.

در کانادا برای سدهای طبقه یک (با شدت خسارات شکست سد زیاد) صرف نظر از اندازه سد (کوچک، متوسط و یا بزرگ) از PMF به عنوان سیلاب طراحی سرریز استفاده می گردد. بانک جهانی در رابطه با پروژه هایی که در آن سرمایه گذاری می کند به انتخاب سیلاب PMF اصرار و ظرفیت اضافی برای عبور سیلاب به عنوان ضریب اطمینان اصرار می ورزد. در این رابطه سرریزهای اضطراری بیش تر مورد توجه هستند.

در استرالیا معیار اساسی برای طبقه بندی ایمنی سدها در برابر سیل، خسارات و ضایعات ناشی از شکست سد می باشد و اندازه سد و گنجایش مخزن یک ضابطه فرعی و کمکی برای انتخاب سیلاب طراحی سدها تلقی می گردد. طبق ضوابط استرالیا سه نوع اصلی از خسارات و ضایعات زیر را باید برای تعیین و ارزیابی اضافه تبعات حاصل از شکست سد در نظر گرفت:

1- تلفات جانی و تن شهای اجتماعی مرتبط با سانحه شکست سد

2- خسارات مستقیم اقتصادی از جمله خسارات ناشی از تخریب جزیی و یا کلی سد

3- خسارات غیرمستقیم از جمله قطع آب شرب شهرها و صنایع، توقف تولید برق، اختلال در خدمات عمومی و همگانی و تاثیر شکست سد بر فعالیت های اقتصادی ناحیه تاثیرپذیر که معمولا باعث رکود و وقفه در تولید می شود.

طبقه بندی سدها بر اساس اضافه خسارات شکست سد در استرالیا در سه رده شدید، متوسط و کم می باشد. برای سدهایی که از لحاظ اضافه خسارات شکست در رده شدید قرار می گیرند، سیل 10000 ساله تا PMF مبنای طراحی است. ویژگی سد با اضافه خسارت شدید در جدول ارائه گردیده است.

سیلاب طراحی سدهای بزرگ برزیل بر اساس خطرات پایین دست تعیین می شود و برای سدهای طبقه اول سیلاب PMF مورد استفاده قرار می گیرد. طبقه اول سدها در این کشور شامل موارد زیر می باشد:

• سدهایی که بالادست جوامع انسانی قرار دارند.

• سدهایی با حجم مخزن بزرگ

• سدهای بزرگی که در سیستم چند سدی قرار دارند.

در نروژ از PMF به عنوان سیلاب طراحی سدهای خاکی و همچنین به عنوان سیلاب آزمون پایداری سدهای خاکی و بتنی استفاده می گردد.

در کره جنوبی PMF برای سدهای با کلاس اول خطرپذیری سیلاب پیشنهاد شده است. هم چنین PMF به عنوان سیلاب طراحی سدهای خاکی و همچنین به عنوان سیلاب آزمون پایداری سدهای خاکی و بتنی استفاده می گردد. در چین سیلاب ایمنی سدهای خاکی حداکثر سیلاب محتمل می باشد.

در تایلند سدها بر اساس عواقب ناشی از تخریب سد در چهار رده (بسیار زیاد، زیاد، کم و خیلی کم) طبقه بندی می شوند. برای سدهایی که در طبقه سدهای با خسارات شدید و بسیار شدید قرار می گیرند، PMF به عنوان سیلاب طراحی پیشنهاد گردیده است.

مدیر سایت: بهزاد سرهادی

شماره تلفن: 09190622992

شناسه تلگرام مدیر سایت: SubBasin@

نشانی ایمیل: behzadsarhadi@gmail.com

(سوالات تخصصی را در گروه تلگرام ارسال کنید)

_______________________________________________________

×

 براي پيوستن به بزرگترين گروه تلگرام علوم و مهندسي آب با امکان تبادل نظر بين اعضاء کليک کنيد

کتاب کاربرد مدل QUAL2KW

کتاب کاربرد GIS در منابع آب

کتاب محاسبه سيل طرح