ارزيابي و مقايسه تعدادي از روش‌هاي تحليل كمي ريسك در برآورد سيلاب طراحي سرريز سدها (مطالعه موردي : سد پيشين)

Evaluating and Comparing Some of the Quantitative Risk Analysis Methods to Estimate Design Flood of Dam Spillway (Case Study: Pishin Dam Spillway)

سرريزشدن سيلاب از تاج سد يكي از عوامل اصلي شكست انواع سدها به‌شمار مي‌آيد. به‌ منظور اجتناب‌ از سرريز آب از روي بدنه ‌سد، سد با يك يا چند سرريز مجهز مي‌شود تا آب نگه‌داشته شده در مخزن را خارج نمايد. تعداد و اندازه اين سرريز‌ها براساس مقدار سيلاب طراحي تعيين مي‌شوند. تعيين سيلاب طراحي سرريز سد را مي‌توان به‌عنوان يك مسأله ريسك چندمنظوره فرموله ‌كرد و چنين مسأله‌اي را مي‌توان با استفاده از روش‌هاي تحليل كمي ريسك حل نمود. در اينجا چهار روش طراحي اقتصادي مبتني بر تحليل ريسك شامل انجمن ‌تحقيقات ‌ملي ‌آمريكا، مهندسين عمران آمريكا، منحني‌ واحد و تقسيم‌بندي ريسك چندمنظوره مورد بررسي قرارگرفت، و به‌منظور مقايسه اين روش ها تحليل ريسك براي تعيين مجدد سيلاب طراحي سرريز سد پيشين احداث شده روي رودخانه سرباز انجام ‌شد. براي حل روابط تعيين خسارت مورد انتظار در دو روش مهندسين عمران و تقسيم‌بندي ريسك كه به صورت تحليلي قابل حل نيستند، از روش انتگرال گيري عددي رامبرگ، و براي انجام محاسبات مربوط به انتگرال گيري عددي و ترسيم نمودارها از نرم افزار Excel استفاده شد. هم‌چنين تجزيه و تحليل سيلاب ها جهت انتخاب توزيع مناسب با استفاده از نرم افزار Smada انجام گرديد. نتايج نشان داد كه سيلاب طراحي برآورد شده توسط سه روش مهندسين عمران، انجمن ‌تحقيقات ‌ملي آمريكا‌ و منحني ‌واحد تقريباً مساوي، و مقدار آن كمتر از سيلاب ده‌هزارساله مي‌باشد. در صورتي كه سيلاب طراحي توسط روش تقسيم‌بندي ريسك چندمنظوره بزرگ‌تر از سيلاب ده‌هزار ساله برآورد ‌گرديد.

Overtopping is one of the main factors responsible for dam failure. To avoid overtopping, dam is equipped with one or some spillways to release the water impounded in the reservoir. The number and size of these spillways are determined on the basis of design flood. Determination of design flood of dam spillway can be formulated as a multiobjective risk problem. This problem can be solved by Quantitative Risk Analysis Methods. Here, four economical design methods which are based on risk analysis including, United States National Research Council (NRC), US Civil Engineering, Unit Curve and Partitioned Multiobjective Risk (PMR) were studied. In order to compare these methods, Risk Analysis was performed for re-determining design flood of Pishin Dam Spillway. This Dam has been constructed on the Sarbaz River. Owing to the fact that the integrals of the expected damage relations in the two methods, i.e., Civil Engineering, and Partitioned Multiobjective Risk are analytically unsolvable, Romberg numerical integration technique and Excel software were utilized for the related calculations and drawing graphs. Also, in order to select suitable distribution, the flood analysis was done using Smada software. The findings of the study indicated that design flood determined by the three methods, i.e., Civil Engineering, National Research Council and Unit Curve was almost the same, and that the amount of flood was less than the 10,000-year-old flood while design flood determined by Partitioned Multiobjective Risk Method, was larger than the 10,000- year-old flood.