بخشی از مقاله
چکیده
سیلاب ناشی از شکست سد به دلیل شدت بالای خسارات و ریسک تلفات جانی در اراضی پایاب، از مهمترین مسائلی است که در مدیریت سیلاب و برنامهریزی سیلابدشتها باید مد نظر قرار گیرد. در تحقیق حاضر، یک روش صریح برای تخمین تلفات جانی ناشی از شکست فرضی سد شهید مدنی به عنوان مطالعه موردی بکار گرفته شده است.
نتایج این تحقیق حاکی از آن است که در شرایط عدم وجود سامانه هشدار، تعداد تلفات جانی ناشی از شکست احتمالی سد شهید مدنی تا حدود 188 نفر تخمین زده میشود درحالیکه با تعبیه سیستم هشدار بین 15 تا 60 دقیقه پیش از حادثه، تعداد تلفات به 135 نفر - حدود %29 کاهش - و در صورت هشدار 60 دقیقه پیش از حادثه، تعداد تلفات تا 55 نفر - حدود%70 کاهش - تقلیل داده خواهد شد.
-1 مقدمه
سیلاب ناشی از شکست سدها معمولاً به واسطه حجم قابل توجه آب مخزن و سرعت زیاد سیلاب رها شده به سمت پائین دست، عامل بروز تلفات جانی و مالی بسیار شدیدی میشود. اگرچه در طراحی و ساخت سدهای بزرگ ضرایب اطمینان متعددی اعمال میشود ولی احتمال وقوع شکستگی ناشی از طغیان استثنائی رودخانه، پدیده رگاب، ضعف پی، زلزله و یا حمله نظامی همواره وجود دارد. بررسی های آماری نشان میدهد که در 100 مورد از شکست سد ها، بیش از نیمی از آنها در پنج سال اول بهره برداری به دلیل اشتباه در طراحی و یا نواقص موجود در ساخت سد بوقوع پیوسته است.
مطالعاتی که بر روی این گونه سد ها در خلال سالهای 1800 تا 1983 به عمل آمده گویای آن است که احتمال شکست سدهای خاکی 4 برابر بیشتر از سدهای بتنی و مصالح بنایی بوده ولی تعداد تلفات جانی ناشی از شکست سدهای بتنی و مصالح بنایی به طور متوسط حدود 2 برابر بیشتر از حوادث شکستگی سدهای خاکی و سنگریزه ای بوده است .[1] این اختلاف محسوس ناشی از نحوه و مکانیسم شکست سد است به نحوی که شکست در سدهای بتنی ماهیت انفجاری و ناگهانی داشته ولی در سدهای خاکی، شکست ماهیت تدریجی دارد
بررسی آمار شکست سد در ایالات متحده از سال 1960 الی 1998 نتایج جالب و پر اهمیتی را در تعیین تلفات جانی سیلاب ناشی از شکست سد ارائه می کند .[3] به طور نمونه شکست سدهای با ارتفاع بین 6 الی 15 متر، %86 از کل مرگ و میر سیلابهای ناشی از شکست سدهای آمریکا را سبب شده است و در %65 از شکستگیها حداکثر 5 نفر کشته شدهاند. %50 از کل تلفات جانی در فاصله ای کمتر از پنج کیلومتری بدنه سد اتفاق افتاده و بیش از %99 از کل تلفات جانی در فاصلهی کمتر از 24 کیلومتری بدنه سد اتفاق افتاده است
در ایران هرچند با توجه به عمر قریب به 57 ساله سابقه سد سازی نوین - احداث سد گلپایگان در سال - 1335، تاکنون حادثه شکست سد در حال بهره برداری گزارش نشده است، ولی با توجه به روند افزایش ساخت و بهرهبرداری از سدهای بزرگ در کشور از یکسو و همچنین زلزله خیز بودن اغلب مناطق کشور از سوی دیگر، لازم است در مدیریت منابع آبی و اراضی پایاب همواره به مسأله شکست سد به عنوان یک ریسک جدی توجه ویژه ای مبذول شود و برای مقابله و کاهش خسارات ناشی از این بحران برنامه عملیاتی مناسبی طرحریزی گردد.
باید توجه داشت تعیین تلفات جانی سیلاب ناشی از شکست سد نه تنها یکی از عوامل مهم در مطالعات ارزیابی ریسک و بررسی ایمنی سد به شمار می رود، بلکه به عنوان یک عامل تأثیرگذار در مدیریت بحران ناشی از شکست سد در دوران بهرهبرداری نیز مطرح می باشد. سوابق امر در ایران حاکی از آن است که تاکنون توجه خاصی به این مسأله صورت نگرفته و در سالهای اخیر فقط مطالعات اندکی در خصوص پهنه بندی سیلاب ناشی از شکست سد - هیدرولوژی و هیدرولیک شکست سد - انجام شده است وتقریباً هیچگونه مطالعهای در خصوص پیش بینی تلفات جانی ناشی از شکست صورت نگرفته است.
مطالعات بین المللی در خصوص تعیین پتانسیل بالقوه تلفات نیز از سابقه کمی برخوردار است. از ابتدائی ترین مطالعات تعیین تلفات جانی ناشی از سیلاب می توان به تحقیقات براون و دی کی اشاره کرد که هر دو مورد بر مبنایبرازش کاملاً تجربی بین جمعیت در معرض خطر و زمان هشدار بنا نهاده شدهاند
گراهام - 1999 - در تحقیقات خود توانست شیوه جدیدی از فرآیند تخمین تلفات جانی را بر مبنای جمعیت در معرض خطر، زمان هشدار و شدت سیلاب با توجه به میزان تأثیر هشدار سیل در کاهش تلفات، ارائه کند. مککلالند و باولز - 2002 - نیز طی مطالعهای روشهای تجربی مذکور را با یکدیگر مقایسه نموده و محدودیت ها و مزایای این روشها را ارائه کردند
ماگد و همکاران - 2003 - در یک تحقیق جامع به بررسی تلفات جانی ناشی از شکست سد با کمک ابزار GIS پرداخته و کاربرد آن را در ارزیابی ایمنی سدها ارائه کرده اند .[8] جانکمن - 2007 - نیز در رساله دکتری خود با لحاظ مفهوم تحلیل ریسک کمی و تأثیر تخلیه مردم و امداد و نجات یک روش کمی برای تخمین تلفات جانی ارائه کرد
از تحقیقات مشابه در ایران نیز میتوان به مطالعات یعقوبی و همکاران اشاره کرد که با استفاده از پارامترهای مختلفی از جمله سرعت، عمق جریان و شرایط زندگی ساکنین، تأثیر هشدار سیل در میزان کاهش تلفات جانی ناشی از شکست سد علویان در مراغه و سد مهاباد را مورد بررسی قرار داده است
بنی هاشمی و همکاران نیز با بررسی تأثیر پارامترهای موثر بر شکست سدهای خاکی بوستان و گلستان، روند حداکثر سیلاب ناشی از شکست سدهای مذکور را در محدوده شهر گنبد و پایین دست آن ارائه داده اند ولی در آن، پتانسیل تلفات جانی ناشی از شکست سد بررسی نشده است
در تحقیق حاضر با استفاده از تجارب مدیریتی ارائه شده در مقالات مذکور ضمن شناسایی و بررسی عوامل تأثیرگذار در میزان تلفات جانی سیلاب ناشی از شکست سد، روش صریح RESCDAM برای پیشبینی تلفات جانی سیلاب فرضی ناشی از شکست سد ونیار در بالادست شهر تبریز مورد استفاده قرار گرفته است.
-2 عوامل تأثیرگذار بر میزان تلفات جانی سیلاب ناشی از شکست سد
عوامل متعددی در میزان مرگ و میر سیلاب ناشی از شکست سد تأثیرگذار هستند که از عمده ترین آنها میتوان به علت و نوع شکست سد، تعداد مردم در معرض خطر، عمق و سرعت جریان سیلابی در سیلابدشت قبل و بعد از شکست سد، وجود سامانه هشدار و اعلام عمومی، زمان شکست - ساعت، روز هفته و ماه - ، وضعیت آب و هوایی منطقه در زمان شکست، میزان آمادگی و تجهیزات گروه های امداد و نجات، سلامتی عمومی افراد در معرض خطر، نوع و کیفیت ساختمانهای مسکونی، اداری و عمومی و سهولت و امکان تخلیه و ... اشاره کرد. مطالعات انجام شده نشان میدهد از میان عوامل مذکور سه عامل تعداد مردم ساکن در معرض خطر، فاصله زمانی بین اعلام هشدار اولیه و سیلزدگی و شدت سیلاب از اهمیت بالاتری در تأثیرگذاری بر میزان مرگ و میر برخوردار هستند
-3 بررسی روشهای محاسبه تلفات جانی سیلاب ناشی از شکست سد
اغلب مطالعات موجود برای تخمین تلفات جانی - LOL - شکست1 سد کاملاً تجربی بوده که در آنها از برازش منحنی بر روی دادههای جمعیت در معرض خطر 2 - PAR - و زمان هشدار 3 - WT - استفاده میکنند. مطالعاتی که توسط گراهام در سال 1999 صورت گرفته است نسبت های تلفات جانی و دامنه تغیرات را برای ترکیبی از جمعیت در معرض خطر و تقسیم بندی محدوده پروژه به زیرمناطق بر اساس جمعیت در معرض خطر با توجه به زمان هشدار، شدت سیلاب و تأثیر سیستم هشدار ارائه داده است. فرآیند تخمین تلفات جانی سیلاب ناشی از شکست سد ارائه شده توسط وی شامل هفت گام اساسی است :
· گام :1 تعیین سناریوهای شکست سد برای ارزیابی و تخمین تلفات
· گام :2 دسته بندیهای زمانی لازم برای تخمین تلفات جانی
· گام :3 تعیین اینکه هشدار شکست سد چه زمانی باید آغاز شود
· گام :4 تعیین محدوده سیل گیری برای هر یک از سناریوهای شکست سد
· گام :5 تخمین تعداد افراد در خطر برای هریک از سناریوهای شکست سد و دسته بندیهای زمانی
· گام :6 بکارگیری معادلات تجربی یا روشهای دیگر برای تخمین تعداد تلفات
· گام :7 ارزیابی عدم قطعیتهای موجود
شایان ذکر است آنچه در این روش بر آن تأکید فراوانی شده، تأثیر چشمگیر زمان هشدار و تخلیه مردم در کاهش تلفات جانی ناشی از سیلاب شکست میباشد
-4 محاسبه پتانسیل تلفات جانی سیلاب ناشی از شکست سد به روش RESCDAM
اصول اولیه این روش متکی بر روش ارائه شده توسط گراهام در سال 1999 میباشد. روابط مورد استفاده برای محاسبه تلفات جانی بر پایه جمعیت در معرض خطر بوده و محدوده پروژه به زیرمناطقی که قابلیت اعمال مدیریت داشته باشد تقسیم بندی میشود. هرگاه استفاده از نتایج مرحلهای از محاسبات مورد نیاز باشد میتوان از خروجیهای مرحله ای استفاده کرد که محاسبات آن ساده بوده و به راحتی در محیط صفحه گسترده اکسل قابل انجام است.
