بخشی از مقاله
خلاصه
امروزه آب یکی از ارکان توسعه یک کشور بوده و مدیریت صحیح منابع آب امری حیاتی به شمار می آید. از میان سازه های آبی مختلف در یک طرح مدیریت منابع آب ، سدها با توجه به ابعاد و حجم سرمایه ای که برای احداث آنها صرف می شود، از اهمیت به سزایی برخوردار هستند. زلزله در طول تاریخ سرمنشاء بسیاری از خرابی ها و تلفات انسانی قابل توجه بوده است و همواره نگرانی های زیادی در خصوص تخریب سازه های عظیمی چون سدها ، به واسطه زیانهای مالی و جانی قابل توجه ناشی از آن و نیز رها شدن کنترل نشده آب به سمت شهرها و روستاهای متمرکز در پایین دست آن وجود داشته است.در این تحقیق به بررسی انواع تحلیل ریسک های لرزه ای مورد استفاده در سدها پرداخته شده است و تحلیل ریسک کیفی و نیمه کمی برای سد چاه نیمه زابل با توجه به تحلیل خطر زلزله محل مورد نظر به دست آمده است و در دسته بندی ریسک متوسط قرار می گیرد. نتایج این تحقیق می تواند به عنوان راهنمایی برای انجام تحلیل و ارزیابی ریسک لرزه ای سدها مورد استفاده قرار گیرد.
کلمات کلیدی: ریسک ، خطر زلزله، سد چاه نیمه
1.مقدمه
کشور پهناور ایران در یکی از مناطق زلزله خیز جهان در مسیر کمربند زلزله آلپ - هیمالیا قرار دارد. وجود گسلهای فراوان در سراسر پوسته ایران و وقوع مکرر زلزله های ویرانگر در طول تاریخ واقعیتی است که خواه نا خواه باید آن را به عنوان یک تهدید بالقوه باور داشت و برای مقابله با آن چاره اندیشی نمود. آمار زلزله های به وقوع پیوسته در سراسر جهان نشان دهنده آنست که سدهای خاکی که تحت تاثیر زلزله قرار گرفته اند رفتارهای مختلفی از آسیب و نشست های جزئی تا تخریب کامل از خود نشان داده اند. بنابراین توجه به خطرات ناشی از تخریب احتمالی سدهای خاکی و سنگریزه تاثیر قابل ملاحظه ای بر مشخصات طراحی خواهد داشت.استفاده از روش پیشنهادی برای تحلیل ریسک زلزله و استفاده از آن در فرایندهای تصمیم سازی می تواند تاثیر قابل ملاحظه ای در بهسازی و اقتصادی کردن روند تعمیر، تقویت و یا حفظ وضعیت موجود سازه داشته باشد. کاهش خسارت ناشی از یک زلزله با اعمال ملاحظات فنی و اقتصادی در قالب خطر و ریسک زلزله بر مبنای احتمالاتی می تواند ایده آل ترین سامانه موجود در حال حاضر باشد.
.2 معرفی
-1-2 تحلیل ریسک لرزه ای
تحلیل ریسک فراهم کننده ساختار و انجام سیستماتیک احتمال حوادث و عواقب رخداد حادثه است و از اجزای ضروری برای پیش بینی به عنوان زیر مجموعه فرآیند مدیریت ایمنی می باشد. تحلیل ریسک شامل انتخاب حرفه ای بین ریسک های مختلف است و بین ریسک مشخص یا گروهی و ریسک بقیه موارد و بین هزینه ها و مزایا است.فرآیند آنالیز ریسک شامل مشخصات علمی و تخصصی از آنچه اطلاع داریم و عدم قطعیت ها درباره کارایی حاضر و آینده سیستم سد مورد مطالعه می باشد و این براساس فرآیند هدف گذاری برآورد احتمال شکست سد یا اجزای سد و عواقب بعدی آن است.خروجی آنالیز ریسک تلاش می کند ساختار تئوری در حالتی که دانش درباره کارایی سد در عمر طراحی سد پیش بینی می شود و انالیز ریسک تلاش می کند برآورد ریسک به صورت خصوصیت فیزیکی سد نباشد و به صورت نمایش ریاضی در حالتی از دانش که اطمینان در مورد کارایی آینده سد باشد.
فرآیند تحلیل ریسک ممکن است کاملا از کشوری به کشور دیگر متفاوت باشد و برآورد ریسک مانند اجتماعی، قانونی، کارفرما و بقیه موارد و قضاوت در مورد این که در فرآیند تصمیم وارد می شود از کشوری تا کشور دیگر کاملا متفاوت است. بین ترم ریسک قابل قبول و تغییرات ریسک باید به طور واضح تفاوت قائل شد. شرایط تغییرات ریسک به انسان ها، اقتصاد، باقی ماندن ارکان های دولتی و خصوصی مالک سد و ساختارهای اجتماعی و زیست محیطی بستگی دارد.فرآیند آنالیز ریسک در سه گروه طبقه بندی می شود: - مطالعات کیفی- 1 مطالعات نیمه کمی-2 مطالعات کمی3روش های نیمه کمی دقیق تر از روش های کیفی است و روش های کمی دقیق تر از روش های نیمه کمی به بررسی دقیق ریسک می پردازد.
-1-1-2 تحلیل ریسک لرزه ای کیفی
بررسی های انجام شده بر روی منابع و مراجع مختلف بین المللی در خصوص تعیین حداقل تحلیل های لرزه ای مورد نیاز برای سدهای خاکی و سنگریز ، براساس دسته بندی و پتانسیل های خطر پیش بینی شده ، نشان دهنده آنست که یک اجماع کلی در این باره وجود نداشته و هر یک از مراجع بسته به شرایط محیطی و لرزه ای و نیز شکل و ابعاد سدهای ساخته شده در آن کشور پیشنهادهای متفاوتی را ارائه نموده اند. در این تحقیق از روش کمیته بین المللی سدهای بزرگ استفاده شده است.
-1-1-1-2روش کمیته بین المللی سدهای بزرگ[1]4
-1-1-1-1-2 عوامل موثر در گزینش پارامترهای لرزه ای
تعیین سطح زلزله طراحی در تحلیل لرزه ای یک سد بسیار حائز اهمیت است. عدم توجه به این نکته می تواند به غیراقتصادی و یا غیرایمن شدن طرح منجر شود. برای این منظور لازم است دو عامل میزان خطر لرزه ای ساختگاه سد و میزان خطر پذیری سازه در توجه قرار گیرند.
الف- میزان خطر لرزه ای ساختگاه سد
بر مبنای بیشینه مقادیر شتاب زمین - PGA - در سطح خطر لرزه ای حداکثر قابل تصور - MCE - ، میزان خطر ساختگاه به چهار بخش قابل تقسیم بندی است - جدول: - 1
ب- میزان خطر پذیری سد
میزان خطر پذیری سد بر اساس گنجایش مخزن و ارتفاع آن ، تعداد افرادی که هنگام زلزله باید تخلیه شوند و آسیبهای بالقوه پائین دست تعیین می شود.اثرگذاری هر یک از این عوامل بر میزان خطرپذیری سد براساس مقادیری است - بین صفر تا - 12 که در جدول 2 به تفکیک ارائه شده است . با جمع مقادیر مربوط به هر یک از این عوامل ، میزان خطرپذیری یک سد تعیین می گردد . در نهایت این میزان عددی بین صفر تا 36 خواهد بود.با محاسبه میزان خطر پذیری کل - براساس جمع مقادیر هر یک از عوامل مذکور در جدول - 2 ، درجه خطر پذیری آن سد را می توان از جدول 3 تعیین نمود. در این طبقه بندی دسته I دارای کمترین خطر و دسته IV دارای بیشترین خطر می باشد.
بر این اساس ، برای سدهایی با میزان خطر پذیری پائین یا متوسط ، به کاربردن روشهای ارزیابی ساده نظیر تحلیل شبه استاتیک به شرطی که مصالح پی و بدنه سد مستعد کاهش شدید سختی و یا مقاومت نباشد، ممکن است قابل قبول باشد. ولی در سدهای با درجه خطر پذیری زیاد و در ساختگاه های با خطر لرزه ای زیاد لازم است تحلیل های دقیق تر مورد توجه قرار گیرد. اما در هر حال به منظور دستیابی به اطلاعات اولیه از نحوه تاثیر خصوصیات زلزله بر سد توصیه می شود همواره تحلیلهای ساده نظیر تحلیل شبه استاتیک پیش از تحلیل های تفصیلی مدنظر قرار گیرد .
-2-1-2 تحلیل ریسک لرزه ای نیمه کمی -1-2-1-2 رابطه [2]Bureau - 2003 -
در این قسمت به بیان رابطه Bureau - 2003 - می پردازیم. در این رابطه آورده شده که برای سدهایی که احتمال زمین لرزه های شدید و متوسط در آنها وجود دارد باید تحلیل ریسک زلزله انجام گردد و این نیازمند داشتن اطلاعات جامع و کافی از سدها شامل - نام، نوع سد، اهداف اجرای سد، سال تکمیل یا بهسازی، محل، ابعاد، ظرفیت مخزن، خطر پایین دست - می باشد و برنامه برای موارد ضروری وجود داشته باشد و هر کدام از اینها ممکن است در طول زمان دچار تغییر شوند.در این قسمت ضریب مجموع ریسک - - TRF توسط فرمول 1 معرفی شده است:
: - CRF+HRF+ARF - تاثیر سازه سد که شامل مجموع ضرایب ریسک ظرفیت و ارتفاع و سن سد می باشد. :DHF ضریب خطر پایین دست براساس ریسک جمعیت
:PDF نرخ صدمه پذیری که تابعی از خطر لرزه ای سایت سد و مشاهده کارایی سدهای مشابه به دست می آید. -2-1-2-1-1 تاثیر سازه سدکه شامل ضریب ریسک مخزن - - CRF و ضریب ریسک ارتفاع - - HRF که نشان دهنده ارتفاع سد یا مخزن بزرگ توانایی جریان زیاد را دارد. ضریب ریسک سن - - ARF نمایش دهنده این است که سدهای قدیمی صدمه پذیری بیشتری نسبت به سدهای جدید دارند. مقادیر ضریب ریسک سازه سد در جدول 4 و 5 آورده شده است.
