1-3 کلیات

سیل طراحی جریان ورودی (IDF) شدیدترین سیل ورودی (اوج، حجم، شکل، مدت زمان، دوره) است که برای آن یک سد و امکانات مرتبط با آن طراحی شده است (CDA، 2007). در واقع IDF می تواند مستقیماً از جدول 2 در زیر تعیین شود یا با ارزیابی شدیدترین سیل که بالاتر از آن هیچ گزینه بعدی وجود ندارد محاسبه گردد.

ویدیو آموزش فارسی نحوه محاسبه سیل طراحی سد - IDF

1-1-3- پتانسیل توسعه آینده

ارزیابی تلفات، و همچنین انتخاب پارامترهای هیدرولوژیکی و هیدرولیکی مورد استفاده در تعیین IDF، باید بر اساس استفاده از زمین فعلی و توسعه پیش بینی شده همانطور که در اسناد رسمی برنامه ریزی رسمی ذکر شده است تعیین شود. در صورت عدم وجود یک برنامه رسمی مصوب، طبقه بندی پتانسیل خطر (HPC) باید بر اساس توسعه مورد انتظار در آینده قابل پیش بینی باشد. توجه داشته باشید که، با توجه به خطرات طبیعی جاری شدن سیل، سیاست های استانی توسعه در منطقه با سیل 1:100 ساله یا نواحی سیل خیز منطقه ای را ممنوع می کند.

2-1-3- تعیین سیل طراحی ورودی

درجه مطالعه مورد نیاز برای تعریف تلفات افزایشی مرتبط با خرابی سد با توجه به میزان توسعه موجود و بالقوه پایین دست، نوع سد (اندازه و شکل شکست و تشکیل زمان شکست) و زمان هشدار پیشرفته موجود متفاوت است.

تلفات املاک موجود در جدول HPC برای کمک به انتخاب IDF در محدوده حفاظت ارائه شده در جدول IDF استفاده می شود. به عنوان مثال، اگر تلفات یک سد HPC متوسط ​​نزدیک به 3 میلیون دلار باشد، استاندارد IDF باید در بالای محدوده IDF باشد.

در مواردی که احتمال تلفات جانی وجود دارد، می توان IDF را کاهش داد به شرطی که حداقل 12 ساعت زمان هشدار پیشرفته از زمان خرابی سد تا رسیدن موج طغیان در دسترس باشد. برای کاهش IDF، صاحب سد باید بتواند نشان دهد که آنها یک طرح آمادگی اضطراری دارند که با مقامات مسئول تخلیه جمعیت آسیب دیده هماهنگ است و تخلیه ها می توانند در بازه زمانی انجام شوند.

IDF با استفاده از روش های آماری یا مبتنی بر رویداد تعیین می شود. برای جزئیات بیشتر به بخش 3-4 برآورد جریان سیل مراجعه کنید.

2-3- انتخاب سیل طراحی ورودی

جدول 2 محدوده حداقل سیل طراحی ورودی (IDF) را مشخص می کند که با هر یک از چهار طبقه بندی بالقوه خطر (HPC) مطابقت دارد.

جدول 2 - محدوده حداقل طغیان طراحی ورودی (بزرگنمایی)

روش محاسبه هیدروگراف IDF به شرح زیر است:

• اوج جریان، حجم کل و هیدروگراف سیل 1:1000 ساله را محاسبه کنید
• اوج جریان، حجم کل و هیدروگراف PMF را محاسبه کنید
• نمودارهای 1:1000 ساله و PMP هیدروگراف ها را روی یک نمودار تنظیم کنید، مبدا زمان یک سیل را تنظیم کنید تا قله های هیدروگراف همزمان شود
• برای هر مرحله از هیدروگراف، تخلیه IDF را با معادله (3-1) محاسبه کنید
• 
  

Q (IDF) = Q (1:1000) + A x (Q(PMF) - Q(1000))

جایی که:

• Q در IDF حجم جریان IDF برای مرحله زمانی انتخاب شده از هیدروگراف ها است.
• Q در 1:1000 حجم جریان سیل 1:1000 ساله برای مرحله زمان انتخاب شده هیدروگراف ها است
• A ضریب تناسبی است که برای HPC بالا برابر 1/3 و برای HPC بسیار بالا 2/3 (ایمنی در زندگی 11 تا 100) است که ایمنی زندگی بالاترین پتانسیل خطر را دارد. هنگامی که HPC با مشخص شدن ضرر تعیین می شود، ضریب A می تواند به عنوان یک عامل تناسب بر اساس مقدار از دست دادن با توجه به حد بالا و پایین برای همه طبقات به غیر از Very High تعیین شود. انتخاب A برای کلاس بسیار بالا (Very High) باید توسط تبصره 2 انجام شود. از آنجا که تلفات زیست محیطی و فرهنگی - میراث ساخته شده فقط به روش کیفی (توصیفی) تعریف می شوند، یک قضاوت بر اساس میزان ضرر بالقوه نسبت به توصیف کننده های کلاس تعیین شده است که در انتخاب ضریب A استفاده شود.
• Q در PMF حجم جریان PMF برای مرحله زمانی انتخاب شده از هیدروگراف ها است
• احتمال افزایش بیش از حد سالانه برای PMF برابر 1:1،000،000 تعیین شده است

مرز فوقانی IDF در طبقه بسیار بالا برای املاک و محیط زیست به عنوان PMF تنظیم شده است با این تفاهم که چنین IDF ای فقط باید برای تلفات فاجعه محفوظ باشد. چنین درک و انعطاف پذیری لازم را در انتخاب IDF در تشخیص فراهم می کند که تنها ضرر و زیان استثنایی زیست محیطی یا اقتصادی را می توان از نظر معادل تلفات جانی در نظر گرفت.

یک مالک سد ممکن است بخواهد IDF یا MDE بالاتر برای محافظت از دارایی سد انتخاب کند. ارزیابی خسارات مالک سد در صورت خرابی سد ممکن است نشان دهد که هزینه خطر خرابی سد اتخاذ استانداردهای بالاتر از حداقل استانداردهای موجود در این بولتن فنی را توجیه می کند. این هزینه ها ممکن است شامل از دست دادن درآمد و هزینه های جایگزینی یا اصلاح خسارات وارد شده به سد باشد.

در مواردی که صاحب سد بخواهد امکان انتخاب یک IDF با مقیاس کمتر را بررسی کند، تجزیه و تحلیل افزایشی با استفاده از سیل به تدریج با شدت بالاتر، بسامد پایین تر، به عنوان کاندیدای IDF انجام می شود. هدف این است که کوچکترین سیل را بیابید که تلفات افزایشی مرتبط با خرابی سد در هنگام وقوع سیل یا هر سیل بزرگتر قابل قبول در نظر گرفته شود (افزایش قابل توجهی در تهدید به از دست دادن زندگی یا خسارات ایجاد نکنید) در املاک، محیط زیست و میراث فرهنگی - ساخته شده. این "تلفات افزایشی" شامل هرگونه خسارتی است که در صورت خرابی سد می تواند در منطقه شکسته شدن سد رخ دهد، که در صورت عدم تخریب سد رخ نخواهد داد.

مراحل زیر برای ارزیابی صحیح تلفات احتمالی ممکن است در صورت تخریب سد انجام شود:

• برآورد جریان سیل
• مسیریابی سیل
• تجزیه و تحلیل تخریب سد یا Dam Break، شامل مستندات و منطقی برای:
• شرایط اولیه
• پارامترهای نقض سد

• نقشه برداری از هر سناریو با و بدون خرابی سد
• مستندات ضررهای افزایشی

معیارهای ذکر شده در بالا مربوط به ساختارهای دائمی است. طراحی سیل برای سازه های موقت (به عنوان مثال سد های موقتی یا Coffer Dam) باید متناسب با خطر و مدت آن باشد.

3-3- اثرات سیل و فرسایش

حق طغیان اراضی به طور معمول به منطقه طغیان شده در سطح IDF گسترش می یابد. حقوق سیل همچنین ممکن است لازم باشد که برای اثرات آب پساب و خسارات بالقوه بالادست فراتر از سطح IDF حساب شود. طغیان سرزمین توسعه یافته (موجود یا آینده) یا جاری شدن سیلاب برای مسافت قابل توجهی در بالادست (نهرهایی با شیب هموار) نیاز به ارزیابی توسط تجزیه و تحلیل آب های پشتی دارد. نیاز به ارزیابی مجدد حقوق سیل به دلیل کارهای پیشنهادی به یک سد یا تغییر در عملیات باید بر این اساس تعیین شود.

1-3-3- حقوق سیلاب و فرسایش در بالادست

هیچ سدی نمی تواند باعث آب گرفتگی در اراضی تحت مالکیت دیگران، به طور مستقیم یا غیرمستقیم، توسط اثر آب خاکی بیش از آنچه ممکن است تحت شرایط موجود اتفاق بیفتد، مگر اینکه اختیار قانونی برای اجازه چنین فعالیتی به دست آمده باشد.

مرجع قانونی می تواند به صورت زیر باشد:

• یک سرویس سیل، قانونی یا منطقه بندی
• اجاره یا تملک املاک تحت تاثیر سیل. یا
• توافقنامه حقوقی برای جبران خسارات سیل ناشی از احداث سد.

در مورد سدهای دفنی (در بستر زمین) معمولاً فرض بر این است که اگر سطح آب از تاج سد بیشتر شود، سد از کار خواهد افتاد. برای تعیین سطح سیلاب طراحی بالادست برای این نوع سدها، تاج سد در ارتفاعی انتخاب می شود که هیچ گونه خسارت سیل بالادست یا سیلابی در زمین ایجاد نمی شود. برای سدهای بتنی معمولاً فرض بر این است که خرابی در عمق آب بیش از تاج سد رخ می دهد که با طراحی سد و مقاومت در برابر فرسایش پی تغییر می کند. برای تعیین سطح سیلاب طراحی بالادست برای این نوع سدها، عمق سرریز بالای سدی که در آن خرابی رخ می دهد تعیین می شود و ارتفاع یا مکان سد به گونه ای انتخاب می شود که هیچ خسارت سیل بالادست یا طغیان زمینی که باید در آن ساخته شود رخ ندهد. توجه داشته باشید که اگر یک سد بتونی بر روی یک پایه قابل فرسایش قرار گرفته باشد، نباید به گونه ای طراحی شود که دارای سطحی بیش از حد مرتفع باشد. اگر اثر آب خلفی توسط سد ایجاد شود، باید این مورد لحاظ شود و بر این اساس سطح سیل بالادست سد کاهش یابد.

4-3- برآورد جریان سیل

تجزیه و تحلیل ها باید شامل تخمین اوج جریان سیل و هیدروگراف برای طیف وسیعی از بسامد های سیل تا حداکثر سیل محتمل (PMF) باشد. جریان سیل در هر مکان مشخص تابعی از اندازه حوضه و ویژگی های هیدرولوژیکی آن است (شرایط رطوبت پیشین، شرایط پوشش خاک و زمین، شکل حوضه و شیب، زمان رسیدن به اوج، و غیره)، حجم طوفان، مدت زمان و توزیع، فرآیندهای مسیریابی سیلاب، حجم ذخیره سازی مخزن و ظرفیت خروجی.

لازم به ذکر است که، در هر مخزن مشخص، سطح حاکم بر آب سیل ممکن است نتیجه کوتاه مدت، طوفان های تابستانی با شدت زیاد یا حجم رواناب زیاد از بارندگی های طولانی مدت به علاوه حوادث ذوب برف در بهار باشد. ایجاد دوره بحرانی طوفان یک قسمت اساسی در تعیین ورودی مناسب سیل است.

در انجام تجزیه و تحلیل جریان سیل، باید تغییرات فصلی را که ممکن است بر میزان جریان سیل تأثیر بگذارد، در نظر گرفت. جریان سیل محاسبه شده با هر سابقه موجود در مورد سطح بالای آب و جریان تاریخی مقایسه می شود. روش های مختلفی برای تخمین جریان سیل (به عنوان مثال تجزیه و تحلیل منطقه ای و مدل سازی هیدرولوژیکی) باید بررسی شود و نتایج حاصل از این برای اهداف مقایسه خلاصه شود.

1-4-3- تعیین اندازه سیل

محاسبات هیدرولوژیکی و هیدرولیکی باید مطابق با راهنمای فنی انجام شود - سیستم های رودخانه و جریان ها...

سیل 1:1000 ساله سیل با احتمال 0.001 (یا 1٪) احتمال وقوع در هر سال است. سیل 1:1000 ساله با استفاده از تعدادی روش مختلف برآورد می شود. روش ترجیحی برای تعیین سیل 1:1000 ساله (اوج جریان و حجم رواناب) با درون یابی بین سیل 1:100 ساله و PMF است که در آن احتمال بیش از حد سالانه برای PMF 1:1،000،000 تنظیم شده است. جزئیات مربوط به تعیین سیل 1:1000 ساله با درونیابی بین سیل 1:100 ساله و PMF در سند "رهنمودهای آنالیز سیل شدید"، موجود است. در مواردی که در نتیجه گیری، تعیین متدولوژی ها و محافظه کاری برای نتیجه گیری سیل تخمین زده شده 1:1000 ساله سازگاری وجود دارد. اگر سازگاری بین روش ها وجود نداشته باشد، روشی که محافظه کارانه ترین برآورد را ارائه می دهد مورد استفاده قرار می گیرد.

اگر برای استفاده ارزیابی مورد نیاز باشد باید حداکثر سیل محتمل (PMF) تعیین شود. اگر مقدار PMF قبلی در دسترس است، باید بررسی شود تا مشخص شود آیا براساس داده های فعلی مشاهده شده هواشناسی و حوادث سیل نیاز به ارزیابی مجدد دارد. MNR در حال آماده سازی اسناد است که از تعیین حداکثر بارش محتمل (PMP) پشتیبانی می کند و باید قبل از شروع مالک برای مطالعه PMP به منظور استخراج PMF، از وی مشاوره شود.

واژه نامه اصطلاحات

Appurtenant Facilities

به معنای سازه ها و تجهیزات موجود در سایت سد شامل سازه های ورودی و خروجی، سازه های نیروگاهی، تونل ها، کانال ها، سنگ بناها، مخازن و برج های برجسته، مکانیزم های بالابر دروازه و سازه های پشتیبانی کننده آنها، سرریزها، تجهیزات مکانیکی و الکتریکی، آب است.

Dam

یک سد به عنوان سازه ای ساخته می شود که آب را در رودخانه، دریاچه، حوضچه یا رودخانه برای بالا بردن سطح آب، ایجاد مخزنی برای کنترل سیلاب یا هدایت جریان ذخیره کند.

Dam Owner

صاحب سد، سازه یا کار و شامل شخصی است که سد، سازه یا کار سد را ساخته، نگهداری یا بهره برداری می کند. ("اختصاصی").

Easement

حق یا علاقه یا استفاده از گذرگاه اشخاص، وسایل نقلیه و حیوانات بر املاک یا اجاره های شخص دیگری که از طریق اعطای صریح ثبت عرفیت ایجاد شده است.

Exceedance Probability

احتمال اینکه از یک سطح مشخص حرکت زمینی یا پیامد اجتماعی یا اقتصادی مشخص زلزله در یک سایت یا در یک منطقه طی یک زمان مشخص قرار گرفتن در معرض فراتر رود.

Foundation

خاک یا سنگی که سازه یا خاکریز بر روی آن قرار گرفته است. یک تعریف جایگزین مشابه پایه است.

Height

ارتفاع یک سد فاصله عمودی بین پایین ترین نقطه سطح طبیعی زمین در پایین دست پنجه سد و بالاترین نقطه بالای سد است.

Inflow Design Flood یا (IDF)

شدیدترین سیل ورودی (اوج، حجم، شکل، مدت زمان، زمان) که برای آن یک سد و امکانات مرتبط با آن طراحی شده است.

Local Road

راهی برای سکونتگاه ها، مزارع و ساختمانهایی که به عنوان مسیر اصلی استفاده نمی شود.

Probable Maximum Flood یا (PMF)

بزرگترین سیلاب ممکن بر اساس تجزیه و تحلیل حداکثر بارش ممکن در یک منطقه معین.

Probable Maximum Precipitation یا (PMP)

بیشترین عمق بارش برای مدت زمان معین که از نظر جسمی در یک منطقه طوفانی معین در یک موقعیت جغرافیایی خاص در یک زمان خاص از سال امکان پذیر است.

Regional Flood

سیل مشخص در حوضه آبخیز مناطق مختلف در انتاریو.

Regulatory Flood

محدودیت خطر سیلاب در انتاریو به منظور تنظیم توسعه زمین استفاده شده است.

لیست کلمات اختصاری

• EPP - برنامه های آمادگی اضطراری
• ESA - قانون گونه های در معرض خطر
• HPC- طبقه بندی پتانسیل خطر
• IDF - سیل طراحی ورودی
• LRIA - قانون بهبود دریاچه ها و رودخانه ها
• MDE - حداکثر طراحی زلزله
• MNR - وزارت منابع طبیعی (استانی)
• PMF - حداکثر سیل محتمل
• PMP - حداکثر بارش محتمل

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