بخشی از مقاله
.1 مقدمه
سیل جریان استثنایی رودخانه است که در پی وقوع بارندگی شدید، شکست سد و یا ذوب شدن سریع برف و یخ اتفاق میافتد و به دنبال افزایش ارتفاع آب و ورود به سیلابدشت خساراتی را بر جای میگذارد. با توسعه چشمگیر جوامع شهری و روستایی در سیلابدشتها، همچنین تغییرات اقلیمی و گرمایش جهانی، ریسک سیل در جهان بهطور قابل ملاحظهای افزایش یافته است. به گونهای که تعداد بلایای طبیعی ناشی از سیل در جهان از 10 واقعه در سال 1974 به 65 واقعه در سال 1990 و 163 واقعه در سال 2003 افزایش یافته است که این به وضوح افزایش چشمگیر ریسک سیل را مورد تائید قرار میدهد.
سیلهای فاجعهبار در پاکستان - 2010 - ، نیواورلئانز آمریکا - 2005 - ، ژاپن - 2011 - ، کوئینزلند استرالیا - 2011 - ، بانکوک تایلند - 2011 - و جنوب شرق آسیا - 2004 - مصداقهایی هستند که در گذشته نهچندان دور، صدها هزار نفر را به کام مرگ کشیده، میلیونها نفر را بیخانمان کرده و صدها میلیارد دلار خسارت بر جای گذاشته است .[1]در ایران نیز بر اساس دادههای موجود در بانک اطلاعاتی بینالمللی بلایا، از سال 1895 تا 2003، بیش از 208963 نفر جان خود را بر اثر بلایای طبیعی از دست دادهاند که 14943 نفر - %7,5 - آنها بر اثر سیل بوده است. در جریان سال 1391، 72 مورد سیلاب در 18 استان و 72 شهر کشور رخ داده است که موجب مرگ 20 نفر، مصدومیت 446 نفر، تخریب 3132 باب ساختمان و 1397 میلیارد ریال خسارت اقتصادی شده است .[2]
با توجه به آمار فوق و روند روبه رشد وقوع سیلابها، برآورد دقیقتر خسارات سیل، بهعنوان پارامتر اصلی تعیینکننده طرحهای مدیریت سیلاب بسیار حائز اهمیت است چراکه برآورد هرچه دقیقتر خسارت وارده میتواند زمینه تصمیمگیری های صحیحتر را فراهم آورده و کارایی طرحهای مدیریت سیلاب را افزایش دهد.خسارت سیل را میتوان به دو گروه محسوس و غیر محسوس دستهبندی نمود که هرکدام نیز به دو قسمت مستقیم و غیرمستقیم تقسیم میشود. خسارت محسوس به آن دسته از خسارت اطلاق میشود که بتوان آن را در واحد پولی بیان نمود. خسارت مستقیم نیز ناشی از برخورد مستقیم آب با اموال بوده درحالیکه خسارت غیرمستقیم در پی خسارت مستقیم ایجادشده و ممکن است در خارج از رویداد سیل رخ دهد .[3] ازجمله خسارات مستقیم میتوان به خسارت ساختمانها اشاره کرد که در این مقاله مورد بررسی قرار میگیرد.
بر اساس مشخصات جریان - عمق، سرعت و ... - ، خسارت وارد بر ساختمان بهصورت میزان خسارت وارده بر هر یک از المانهای آن از قبیل کف، دیوار، محتویات آن و ... تعریف میگردد. درصد خسارت نیز بر اساس درصدی از کل هزینه تعمیر و یا تعویض سازه و محتویات آن در نظر گرفته میشود .[4]پارامترهای متعددی در ایجاد خسارت سیل دخالت دارند که میتوان به عمق آب، سرعت جریان، زمان آبگرفتگی، آلودگی آب، بار رسوب، سن و نوع مصالح سازه، زمان هشدار سیل و تجربه سیلهای قبلی اشاره کرد .[5] از میان تمامی موارد فوق تنها عمق جریان بهصورت گسترده مورد استفاده قرار میگیرد درحالیکه سرعت جریان نقش مهمی در خسارت سیل ایفا کرده و با اعمال نیروی بیشتر بر سازه خطر تخریب آن را افزایش میدهد .[6]
خدایی سرعت جریان آب و زمان فرار در مدیریت بحران سیلاب ناشی از شکست سد را مورد بررسی قرار داد. او با تهیه نقشههای مخاطره آبگرفتگی و سرعت جریان و استفاده از روش ماتریس مخاطره، نقشههای تلفیقی سرعت و عمق آبگرفتگی را ارائه داد .[7]شکل 1 روابط عمق- خسارت ارائهشده توسط USACE1 در سال 2006 و Middlemann-Fernandes در سال 2010 را برای ساختمانهای مسکونی نشان میدهد. منحنی عمق- خسارت نشاندهنده خسارت وارد شده به ساختمان و یا محتویات آنها در عمقهای مختلف است که بهصورت مطلق یا نسبی بیان میشود. در حالت مطلق، خسارت وارده بهصورت نرخ و در واحد ساختمان و یا سطح بیان شده حال آنکه در حالت نسبی بهصورت درصد خسارت وارده به ساختمان و یا وسایل موجود در آن بیان میشود .[8]
شکست سازه را میتوان در یک محدودهای از ترکیب عمق و سرعت بیان نمود. در عمقهای کم، سرعت بیش از 2 میتواند با آب شستگی پایداری پی سازه را به خطر بیندازد درحالیکه در سرعتهای کم میتوان خرابی سازههای سبک را در اثر فشار آب متصور شد .[4]USACE در سال 1985منحنی فروپاشی ساختمان را با توجه به عمق و سرعت سیلاب برای چهار دسته ساختمانهای با -1تیرها و ستونهای فولادی با دیوار غیر باربر -2 تیرها و ستونهای بتن مسلح با دیوار غیر باربر -3 دیوارهای باربر بتنی یا بنایی -4 کلاف قائم چوبی یا فولادی در دیوارهای باربر چوبی یا فولادی به دست آورد .[9] نمونهای از این منحنیهای فروپاشی برای ساختمانهای 1 الی 3 طبقه در شکل 3 نشان داده شده که با توجه به آنها میتوان پایداری سازه را برای یک سرعت و عمق مربوطه بررسی نمود.
