تحلیل ریسک روگذری سد با در نظر گرفتن عدم قطعیت‌های هیدرولوژیکی و هیدرولیکی

نوع مقاله: مقاله کامل

نویسندگان

1 دانشجوی دکتری عمران- مهندسی آب، دانشگاه علم و صنعت ایران

2 استادیار دانشکده مهندسی عمران، دانشگاه علم و صنعت ایران

چکیده

برآورد صحیح ریسک روگذری سد با در نظر گرفتن عدم قطعیت‌های متغیرهای تصادفی مؤثر بر ‌آن یکی از مباحث مهم در طراحی سدهای خاکی است. از این رو صرف‌نظر کردن از عدم قطعیت‌های متغیرهای تصادفی باعث برآورد کم و یا زیاد ارتفاع سد می‌شود. عدم قطعیت بارش و سیلاب از عوامل مؤثر در تحلیل ریسک روگذری سد هستند. در این تحقیق با استفاده از مدل‌های 1RPG و HEC1، سیلاب با در نظرگرفتن عدم قطعیت‌های بارش و پارامترهای مدل بارش-رواناب تولید شده است. همچنین با استفاده از شبیه‌سازی مونت‌کارلو تحلیل ریسک روگذری سد جامیشان انجام شده است. بر اساس گزینه‌های تعریف شده، اثرات ابعاد سرریز،‌ ارتفاع سد و تراز نرمال بر ریسک روگذری بررسی شده است. نتایج نشان داد که متوسط تغییرات ریسک شکست سد جامیشان به ازای یک واحد تغییرات واحد عرض سرریز در حدود 03/0 است. همچنین متوسط تغییرات ریسک شکست سد جامیشان به ازای یک واحد تغییرات تراز نرمال بهره‌برداری و تاج سد به ترتیب برابر 1/3 و 56/1 درصد است. از این رو در مقایسه دو عامل هیدرولیکی مؤثر بر لبریز شدن سد جامیشان، حجم کنترل سیلاب بر ریسک شکست سد تأثیر بیشتری نسبت به آب‌گذری سرریز دارد.

کلیدواژه‌ها


[1]     Afshar A. and Marino M.A. (1990). "Optimizing spillway capacity with uncertainty in flood estimator", Journal of Water Resources Planning and Management, 116 (l), pp. 71–84.

[2]     Afshar A., Barkhordary A., and Marino M.A. (1994). "Optimizing river diversion under hydraulic and hydrologic uncertainties", Journal of Water Resources Planning and Management, 120 (1), pp. 36–47.

[3]     Afshar A., Rasekh A. and Afshar M.H. (2009). "Risk-based optimization of large flood-diversion systems using genetic algorithms", Engineering Optimization, Vol. 41, No. 3, pp. 259-273.

[4]     Goodarzi E., Mirzaei M., Shui L.T. and Ziaei M. (2011). "Evaluation dam overtopping risk based on univariate and bivariate flood frequency analysis". Hydrol., Earth Syst. Sci. Discuss., 8, pp. 9757–9796.

[5]     Gui S., Zhang R. and Xue X. (1998). "Overtopping reliability models for river levee", Journal of Hydraulic Engineering, Vol. 124, No. 12, pp. 1227-1234.

[6]     Gui S., Zhang R. and Wu J. (1998). "Simplified dynamics reliability models for hydraulic desing", Journal of Hydraulic Engineering, Vol. 124, No. 3, pp. 329-333.

[7]     Hsu Y.C., Tung Y.K. and Kuo J.T. (2011). "Evaluation of dam overtopping probability induced by flood and wind", Stoch. Environ. Res. Risk Assess., 25, pp. 35-49.

[8]     International Commission on Large Dams (ICOLD), (1973). Lessons from dam incidents (reduced edition). ICOLD, Paris.

[9]     Kuo J.T., Yen B.C., Hsu Y.C. and Lin H.F., (2007). "Risk analysis for dam overtopping—Feitsui reservoir as a case study", Journal of Hydraulic Engineering, 133 (8), pp. 955-963

[10] Kuo J.T., Hsu Y.C., Tung Y.K., Yeh  K.C. and Wu J.D., (2008). "Dam overtopping risk assessment considering inspection program", Stochastic Environmental Research and Risk Assessment, 22 (3), pp. 303-313.

[11] Kwon, H.H and Moon Y. (2006). "Improvement of overtopping risk evaluations using probabilistic concepts for existing dams", Stoch. Environ. Res. Risk Assess., 20, pp. 223-237.

[12] Lee H.L and Mays L.W. (1986). "Hydraulic uncertainties in flood levee capacity", Journal of Hydraulic Engineering, Vol. 112, No. 10, pp. 928-934.

[13] LianY. and Yen B.C. (2003). "Comparison of Risk calculation methods for a culvert", Journal of Hydraulic Engineering, Vol. 129, No. 2, pp. 140-152.

[14] Paik K. (2008). "Analytical derivation of reservoir routing and hydrological risk evaluation of detention basins", Journal of Hydrology, 352, pp. 191-201.

[15] Sharafati A., Zahabiyoun B. (2012). "Uncertainty analysis of storm pattern on Seymareh catchment", The international conference on Dam and Hydropower, Iran, Tehran

[16] Thompson K.D. Stedinger J.R. and Heath D.C. (1997). "Evaluation and presentation of dam failure and flood risks", Journal of Water Resources Planning and Management, 123 (4), pp. 216-227.

[17] USACE )1998(. HEC-1 flood hydrograph package users manual. Davis C.A: Hydrologic Engineering Centre.

[18] Yanmaz A.M. (2000). "Overtopping risk assessment in river diversion facility design", Canadian Journal of Civil Engineering 27(2). pp. 319-326

[19] Yenigun K. and Erkek C. (2007). "Reliability in dams and the effects of spillway dimensions on risk levels", Water Resources Management , Vol. 21, No. 4, pp. 747-760.

[20] Zhao B., Tung Y.K., Yeh K.C. and Yang. J.C. (1997). "Reliability analysis of hydraulic structures considering unit hydrograph uncertainty", Stochastic Hydrology and Hydraulics, 11, pp.
33-50.

[21] شرافتی، ا. ذهبیون، ب. (139۱). "تولید استوکستیک هیدروگراف سیلاب در حوضه آبریز سد جامیشان" فصلنامه علمی-پژوهشی علوم و تکنولوژی محیط زیست، دوره 14، شماره 4. ص‌ص. 63-71

شرافتی، ا. ذهبیون، ب. (139۱). "تحلیل عدم قطعیت برآورد سیلاب توسط مدل HEC-HMS در حوضه آبریز سد جامیشان"، مجله علمی-پژوهشی هیدرولیک-دوره 7، شماره یک. ص‌ص. 13-28