برنامه تسکین خطرات طبیعی فصل 11- شکست سد

برنامه تسکین خطرات طبیعی فصل 11- شکست سد – ایران ترجمه – Irantarjomeh

مقالات ترجمه شده آماده گروه مهندسی صنایع

مقالات ترجمه شده آماده کل گروه های دانشگاهی

مقالات رایگان

مطالعه 20 الی 100% رایگان مقالات ترجمه شده

1- قابلیت مطالعه رایگان 20 الی 100 درصدی مقالات 2- قابلیت سفارش فایل های این ترجمه با قیمتی مناسب مشتمل بر 3 فایل: pdf انگیسی و فارسی مقاله همراه با msword فارسی -- تذکر: برای استفاده گسترده تر کاربران گرامی از مقالات آماده ترجمه شده، قیمت خرید این مقالات بسیار کمتر از قیمت سفارش ترجمه می باشد.  

چگونگی سفارش

الف – پرداخت وجه بحساب وب سایت ایران ترجمه (شماره حساب) ب- اطلاع جزئیات به ایمیل irantarjomeh@gmail.com شامل: مبلغ پرداختی – شماره فیش / ارجاع و تاریخ پرداخت – مقاله مورد نظر -- مقالات آماده سفارش داده شده عرفا در زمان اندک یا حداکثر ظرف مدت چند ساعت به ایمیل شما ارسال خواهند شد. در صورت نیاز فوری از طریق اس ام اس اطلاع دهید.

برنامه تسکین خطرات طبیعی

فصل 11

 شکست سد

 تحقیقات زمین شناسی ایالات متحده

بخش زمین شناسی و منابع طبیعی

ایالات سیاتل، آمریکا

 2010

فصل 11. شکست سد

1-11. سوابق کلی

با وجود آنکه انواع بی شماری از تاسیسات مرتبط با ذخیره آب را می توان به عنوان سد در نظر گرفت، باید توجه داشت که تمامی آنها را نمی توان به صورت مساوی بر مبنای برنامه های ایمنی فدرال یا برنامه های ایالتی در خصوص ایمنی سدها مورد خطاب قرار داد. آژانس های WAEMD و FEMA بروز پدیده شکست در سدها را به عنوان یک خطر «طبیعی»، که بتوان آن را تحت ضروریات الزامی مفاد بخش 44CFR قانون  201.6قرار داد، بشمار نمی آورند. بر حسب قانون 44CFR 201.6 (c)(2)(i) ، مولفه های ارزیابی ریسک برنامه تسکین / تعدیل خطرات طبیعی محلی تنها می بایست شامل «تشریح نوع، موقعیت و میزان کلیه خطرات طبیعی باشند که ممکن است بر روی مسایل حوزه قضایی یا اختیارات قانونی تاثیر گذار باشند». دستورالعمل FEMA این گونه مشخص می سازد که «در عین آنکه برنامه تسکین محلی به منظور تصویت شدن نیازی به مخاطب قرار دادن یا درج خطرات ایجادی بواسطه دخالت انسان ندارند …، FEMA در مقابل درج چنین خطراتی با توجه به مضمون فنی و دخالت انسان در اینگونه خطرات را روا دانسته و از آن  پشتیبانی کرده است» (دستورالعمل های برنامه ریزی تسکین خطرات متعدد محلی، اول جولای 2008). بنابراین، مسئولین محلی از این بینش برخوردار می باشند تا این موضوع را مشخص سازند که آیا خطرات مرتبط با شکست سد را می بایست در برنامه های تسکین خطرات طبیعی گنجاند یا خیر. کمیته هدایت تصمیم گرفته است که شامل نمودن مستندات در زمینه ریسک های بالقوه مرتبط با شکست سد در بخش Snohomish را می توان به صورت احتیاطی در این رویه برنامه ریزی مد نظر قرار داد. از آنجایی که چنین موضوعی بعنوان یک عنصر الزامی مد نظر نیست، کمیته هدایت قابلیت تشخیص حوزه و محتوای این فصل که به بهترین وجهی در تطابق با نیازهای مرتبط با برنامه ریزی می باشد را خواهد داشت. ­

1-1-11 برنامه ایمنی سد مهندسی ارتش ایالات متحده

لشکر مهندسین لشکر ارتش ایالات متحده مسئول بررسی های ایمنی برخی از سدهای فدرال و غیر فدرال در ایالت متحده می باشد که در تطابق با اندازه و محدودیت های ذخیره سازی مشخص شده در قانون ایمنی ملی سد هستند. این لشکر اقدام به مستند سازی اطلاعات سد و بررسی های انجام شده به وسیله آژانس های فدرال و در نظر گیری قابلیت ها و رویه های آنها، با توجه به مقررات طراحی، ساخت و ساز، عملیات و حفظ و نگهداری سدها نموده است. رهنمودهای توسعه یافته برای بررسی و ارزیابی ایمنی سد و توصیه های برنامه جامع ملی از جمله موارد مرتبط با این گروه می باشند (گروه مهندسین لشكر ارتش ایالات متحده، 1997).

2-1-11. برنامه ایمنی سد کمیسیون تنظیم مقررات انرژی فدرال

این کمیسیون (FERC) دارای بزرگترین برنامه ایمنی سد در ایالات متحده می باشد. FERC با تعداد زیادی از موسسات فدرال و ایالتی همکاری دارد تا آنکه از برنامه های ایمنی سد اطمینان حاصل شده و قابلیت توسعه آنها وجود داشته باشد و اخیرا امنیت مناطق خانگی نیز در دستور کار قرار گرفته است. تقریبا 3036 سد در این برنامه شامل شده اند. دو سوم این سدها بیش از 50 سال عمر دارند. با توجه به سن سدها، نگرانی هایی در خصوص ایمنی و جامعیت آنها وجود دارد و بررسی ها و بازدیدهای مکرر از این نظر بسیار مهم می باشند. کارکنان FERC اقدام به بازدید از پروژه ها بر مبنای یک زمان بندی نامشخص و سرزده می نمایند تا آنکه موارد ذیل را مورد بررسی قرار دهند:

• مشکلات بالقوه ایمنی سد

• شكايت های مرتبط با ساخت و ساز و عملیات یک پروژه

• نگرانی های ایمنی در رابطه با بلایای طبیعی

• مسایل مرتبط با مفاد و شرایط یک مجوز یا پروانه مربوط به سد.

هر 5 سال، یک مهندس مشاور مستقل، که به وسیله FERC مشخص شده است، می بایست نسبت به بررسی و ارزیابی پروژه های سدهایی که دارای ارتفاع بیش از 8/32 فوت (10 متر) می باشند و یا آنکه ظرفیت ذخیره سازی کلی آب آنها بیش از 2000 جریب – فوت (5/2 میلیون متر مکعب) است اقدام نمایند.

بسیاری از سدهای منطبق با FERC در نواحی فعال زمین لرزه ای نظیر کالیفرنیا و شمال غرب پاسفیک می باشند. پرسنل و کادر FERC اقدام به نظارت و ارزیابی تحقیقات لرزه ای در نواحی جغرافیایی می نمایند جایی که نگرانی هایی در خصوص فعالیت های احتمالی زمین لرزه ای موجود است. این اطلاعات در بررسی و آنالیز ساختارهای مربوطه و عملکرد پروژه های هیدروالکتریکی یا برق آبی در این نواحی دارای احتمال لرزش بالقوه به کار گرفته می شوند.

2-11. تشریح خطر

1-2-11. رخدادهای گذشته

دفتر ایمنی سد دپارتمان اکولوژی اقدام به ثبت و نگهداری سوابق حوادث مرتبط با سد در واشنگتن نموده است. بین 1918 و 2003،  15 رخداد شکست سد در واشنگتن رخ داده است. دو مورد از این حوادث در بخش Snohomish County رخ داد (جدول 1-11).

2-2-11. موقعیت

بر حسب گزارش دپارتمان اکولوژی واشنگتن، 58 سد در بخش Snohomish County وجود دارند. از بین آنها شش سد در انطباق با پارامترهای مشخص شده به وسیله کمیته هدایت در خصوص مباحث مندرج در این برنامه می باشند. جدول 2-11 نشان دهنده این تاسیسات است. سد Tolt River Dam در بخش King County قرار دارد اما بواسطه آنکه این سد دارای یک ناحیه بزرگ سیلاب در بخش Snohomish County می باشد در این لیست شامل شده است.

3-2-11. تناوب تکرار / فراوانی

رخدادهای مربوط به شکست سد غالبا چندان فراوان نمی باشند و فراوانی وقوع آنها غالبا در ارتباط با رخدادهایی است که ممکن است سبب بروز چنین حوادثی شوند همانند زمین لرزه، لغزش زمین و میزان گسترده ای از بارش باران یا ذوب شدگی برف. دو مورد قابل توجه حوادث مربوط به شکست سد در بخش Snohomish County از دهه 1918 به وقوع پیوسته است که در جدول 1-11 نشان داده شده اند. هر دوی این رخدادها قبل از اعمال برنامه های ایمنی سد فدرال و ایالتی به وقوع پیوسته اند. این نوع از رخدادها با توجه به مقررات امروزی و نظارت بر ایمنی آنها احتمالا دیگر رخ نخواهند داد.

4-2-11. شدت

شکست سد می تواند برای کلیه اشخاص یا اموالی که در ناحیه پایین دست قرار دارند فاجعه بار باشد. رخدادهای قبلی شکست سد در بخش Snohomish County و ایالت واشنگتن منجر به بروز تاثیرات مهم اقتصادی و محیطی شد. جدول 3-11 نشان دهنده دسته بندی مهندسی لشکر برای مشخص نمودن پتانسیل خطر شکست سد ها می باشد.  این دسته بندی ها در انطباق با موارد مشخص شده به وسیله FEMA تحت برنامه ایمنی ملی سد مد نظر بوده و از پارامترهای خاصی برای برنامه ریزی رویه های اضطراری به وسیله اپراتورهای سد برخوردار می باشند.

5-2-11. زمان اخطار

زمان اخطار برای شکست سد منوط به علت شکست می تواند متفاوت باشد. در رخدادهایی که در آن شاهد نزولات شدید یا ذوب شدگی گسترده برف می باشیم، لازم است تا نسبت به تخلیه سکنه با توجه به زمان مکفی باقی مانده تا شروع رخداد اقدام نمود. وابسته به موقعیت جمعیتی و تاسیسات حیاتی دان استریم، یک شکست سازه ای بواسطه زمین لرزه ممکن است تنها  زمان بسیار محدودی را در اختیار ما جهت اعلام وضعیت هشدار قرار دهد. نوع ساختار سد نیز بر روی زمان هشدار تاثیر گذار خواهد بود. سدهای خاکی به نظر به صورت کامل یا همزمان و فوری دچار فروپاشی نخواهند شد. به هنگامی که یک مورد شکاف ایجاد گردید، آب در حال تخلیه شروع به فرسایش بخش شکافته شده می نماید تا آنکه آب مخزن تهی شده و یا آنکه آن شکافتگی خاص قابلیت مقاومت در برابر فرسایش را داشته باشد.

سدهای وزنی بتنی نیز ممکن است دارای ترک خوردگی جزئی شوند آن هم به هنگامی که بخش های یکپارچه ای که در طی ساخت سد در کنار هم قرار می گیرند بر اثر فشار آب در حال گریز از یکدیگر جدا شوند. زمان تشکیل چنین درزهایی از چند دقیقه الی چند ساعت متمایز است (گروه مهندسین لشکر ارتش آمریکا، 1997). به طور مثال، استانداردهای FERC نیازمند نقشه های آب گرفتگی بر مبنای زمان شکست یک ساعته می باشند، در حالیکه شکست سد Teton Dam سال 1976 در خلال یک دوره 5/2 ساعته رخ داد.

3-11. خطرات ثانویه

شکست سد، منوط به شدت شکست، ممکن است سبب بروز سیلاب های شدید پایین دستی شود. دیگر خطرات بالقوه ثانویه شکست سد شامل واریز / ریزش و لغزش زمین در اطراف محیط مخزن، فرسایش بستر رودخانه ها و تخریب زیستگاه پایین دست می باشد.

4-11. تاثیرات تغییر شرایط آب و هوایی

سدها به صورت نسبی بر مبنای فرضیه های مرتبط با رفتار جریان رودخانه ای طراحی می شوند که معرف نمودارهای آبی یا هیدروگراف است. تغییرات در الگوهای آب و هوایی ممکن است تاثیرات معنی داری را بر روی این نمودارها که برای طراحی یک سطح به کار گرفته می شوند داشته باشند. در صورتی که این هیدروگرافها تغییر کنند، باید این موضوع را در نظر داشت که سد ممکن است کلیه یا بخشی از حاشیه ایمنی خود را از دست بدهد که تحت عنوان عمق / لبه آزاد خوانده می شود. در صورتی که این لبه آزاد کاهش یابد اپراتورهای سد ممکن است مجبور شوند تا حجم های افزایشی قبلی در یک چرخه طوفان را آزاد ساخته تا آنکه قابلیت حفظ لبه آزاد وجود داشته باشد. این رها سازی زود رس حجم های افزایشی آب می تواند سبب افزایش پتانسیل سیلاب در ناحیه پایین دست شود.

سدها با توجه به ایجاد سریزها یا مجاری هرزآب بر روی آنها ساخته می شوند که قابلیت کنترل سریز در صورت پر شدن سریع مخزن را داشته باشد. رخدادهای جریان بیش از حد سریز غالبا به «شکست های طراحی» اشاره دارند که سبب افزایش میزان تخلیه فزاینده آب به سمت ناحیه پایین دست شده و از این طریق موجب افزایش پتانسیل سیل گرفتگی خواهد شد. تاثیرات تغییر شرایط آب و هوایی نیز ممکن است سبب افزایش احتمال شکست های طراحی شود. در امتداد شمال غرب پاسفیک، جوامع ناحیه پایین دست سدها قبلا با تاثیرات تغییرات آب و هوایی بواسطه افزایش در حجم جریان ناشی از رها سازی زود رس سدها مواجه بوده اند.

5-11. مواجهه

ضریب سیل HAZUS-MH برای ارزیابی سطح 2 خطر شکست سد و احتمال بروز خطر در بخش Snohomish County برای آن گونه تاسیساتی مدنظر قرارگرفت که دارای داده های کافی جهت پشتیبانی از مدلسازی بوده اند. HAZUS-MH از داده های سرشماری در سطح بلوک همراه با داده های دشت سیلابی FEMA استفاده نموده است که دارای سطح دقت قابل پذیرش برای اهداف برنامه ریزی می باشند. در جایی که امکان داشته است، داده های HAZUS-MH برای این ارزیابی ریسک با استفاده از داده های GIS برای این بخش، ایالت و منابع فدرال، ارتقا یافته است. آنالیز قابلیت قرار گیری در معرض خطر و مواجهه با مسایل آن بر روی دو موضوع اصلی نگرانی در ارتباط با سد تمرکز دارد که داده های سیل گرفتگی در خصوص آنها موجود می باشند: سد Culmback Dam و سد Tolt Dam. با وجود آنکه مباحث  ذیل در زمینه ارزیابی مواجهه با مسایل و برآورد داده ها برای هر نوع از تاسیسات به صورت مجزا مطرح است، لازم است تا این نکته ذکر شود که یک همپوشانی داده ای بین دو ناحیه سیلاب وجود دارد.

1-5-11. جمعیت

کل جمعیت در ناحیه آب گرفتگی ناشی از شکست سد در معرض تاثیرات این عارضه می باشد. پتانسیل تلفات جانی تحت تاثیر ظرفیت سد، تعداد مسیرهای تخلیه موجود برای انسان های موجود در منطقه و زمان هشدار می باشد. به طور مثال، جمعیت موجود در ناحیه Culmback و Tolt River در حدود 17421 نفر یا 47/2 درصد کل جمعیت این بخش تخمین زده شده است. جدول 4-11 نسبت به خلاصه نمودن اطلاعات جمعیت در معرض خطر اقدام نموده است.

2-5-11. دارایی ها و تاسیسات

بر مبنای داده های Snohomish County Assessor، مدل HAZUS-MH این ارزیابی را داشته است که میزان 5064 سازه در نواحی سیلابی سدهای Culmback و Tolt River Dams وجود دارند. ارزش ساختمان های این منطقه با استفاده از HAZUS-MH مشخص شده است و در جدول 5-11 خلاصه گردیده است. این روش معرف ارزش 98/1 میلیونی ساختمان ها قرار گرفته در معرض خطرات شکست سد در منطقه مشخص شده می باشد که خود معرف 16/3 درصد کل مقدار ارزیابی شده نواحی این برنامه است. از آنجایی که مناطق سیلابی ناشی از شکست سدهای Culmback و Tolt سبب پوشش دشت سیلابی منطقه خواهند شد، استفاده از زمین در این نواحی مشابه با مورد تشریح شده برای ارزیابی ریسک سیلاب در فصل 13 می باشد.

3-5-11. تاسیسات و زیر ساختارهای حیاتی

جدول 6-11 نشان دهنده تعدادی از انواع تاسیسات حیاتی می باشد که در معرض سیلاب احتمالی بواسطه شکست سد قرار دارند. شکست سدهایی که در این مباحث کمتر بحث آنها مطرح شده است در بخش Snohomish County از تاثیر چندانی بر تاسیسات برخوردار نبوده اند. با این وجود ارزیابی آنها بدون ایجاد نقشه های آب گرفتگی برای بررسی های متعاقب امکان پذیر نخواهد بود.

4-5-11. محیط زیست

محیط زیست پیرامونی ممکن است در معرض خطرات مختلفی در صورت بروز شکست سد قرار گیرد. شکست سد ممکن است سبب ایجاد عناصر خارجی و باقیمانده ها و آوارهای مختلفی در آبراه های محلی شود. چنین موردی ممکن است سبب تخریب زیستگاه ناحیه پایین دست شده و می تواند تاثیرات مخربی را بر روی گونه های متعدد حیات وحش، مخصوصا گونه های در معرض خطر نظیر ماهی ماهی آزاد (قزل آلا) داشته باشد. هرگونه تاسیساتی که ممکن است در آنها مواد خطرناک نگهداری شوند نیز در محدود پوشش سیلاب به عنوان مواردی تلقی می شوند که سبب به خطر انداختن محیط زیست خواهند شد.

6-11. آسیب پذیری

1-6-11. جمعیت

جمعیت های مستعد جزء کلیه جمعیت های ناحیه پایین دست به شمار می آیند که ممکن است بواسطه شکست سد بعلت عدم توانایی جهت فرار از ناحیه در محدوده زمانی مجاز متحمل آسیب دیدگی شوند. این جمعیت شامل افراد مسن و جوان هستند که ممکن است نتوانند خود را به خارج از ناحیه سیل گرفته برسانند. جمعیت آسیب پذیر همچنین شامل اشخاصی خواهند بود که اخطار کافی در زمینه بروز این رخداد در اختیار آنها قرار نگرفته است.

2-6-11. اموال

اموال آسیب پذیر جزء آن دسته از مایملک هایی به شمار می آیند که در نزدیک ناحیه سیل گرفته قرار دارند. این اموال ممکن است بیشترین میزان نوسانات مخرب آب را تحمل نمایند. نواحی پست تر نیز در معرض خطر قرار دارند چرا که در آن نواحی آب سیلاب به صورت مجتمع انباشته می گردد.

3-6-11. تاسیسات و زیر ساختارهای حیاتی

مسیرهای حمل و نقل در معرض خطر آب گرفتگی ناشی از شکست سد بوده و حتی از پتانسیل تخریب نیز برخوردار می باشند. این موارد شامل کلیه جاده ها، راه آهن و پل ها در مسیر آب گرفتگی سد خواهند بود. مواردی که بیشترین میزان خطر پذیری را دارند در حقیقت جزء مواردی هستند که دارای شرایط ضعیف بوده و قابلیت مقاومت در برابر جریان بزرگ آب را نخواهند داشت. تاسیساتی همانند خطوط برق هوایی، خطوط کابل و تلفن نیز در معرض خطر خواهند بود. زیان بدین تاسیسات می تواند سبب به وجود آوردن مشکلات بیشتری در منطقه سیلاب شود.

4-6-11. محیط زیست

محیط زیست نیز در معرض خطر ریسک های متعدی به علت شکست سد می باشد. آب گرفتگی ممکن است موجب ورود مواد خارجی و آوارهای مختلفی به داخل آبراه ها شود. این مورد می تواند سبب تخریب زیستگاه ناحیه پایین دست شده و دارای تاثیرات مخربی بر روی بسیاری از گونه های حیوانات مخصوصا گونه های در معرض خطر نظیر ماهی آزاد می باشد. میزان خطر وارده بر محیط زیست برابر با میزان مواجهه تخمین زده می شود.

7-11. خط مشی های آتی در زمینه توسعه

از آنجایی که نواحی آب گرفته ناشی از شکست سد سبب تحت پوشش قرار دادن دشت سیلابی مشخص شده می گردد، خط مشی های آتی جهت توسعه این نواحی مشابه با موارد تشریح شده در ارزیابی ریسک سیل در فصل 13 می باشد.

8-11. سناریو

در بدترین سناریو، یک زمین لرزه کم عمق با شدت 5/7 از قدرت کافی جهت بروز خطرات جدی و شکست برای برخی از سدهای منطقه Snohomish County برخوردار می باشد. زمین لرزه ای که با این شدت به وقوع پیوندد می تواند منجر به آب گونه شدگی یا گدازش خاک ها در اطراف سد شود. چنین موردی ممکن است بدون اخطار در اواسط شب به هنگامی که سکنه محلی در خانه های خود در خواب می باشند و جهت تخلیه هیچ گونه آمادگی ندارند رخ دهد. البته باید این نکته را ذکر نمود که برخی از سدهایی که داراي مقررات اکید و سخت در این منطقه می باشند، نظیر Culmback و Tolt به گونه ای طراحی و تعیین کیفیت شده اند تا قابلیت مقاومت در برابر حداکثر میزان زلزله مشخصه (MCE) را داشته باشند. MCE برای سد Culmback Dam به میزان شدت 5/7 مشخص شده است. بنابراین، احتمال بدترین سناریو در صورت رخداد می تواند بر روی این نوع از تاسیسات نیز تاثیر گذار باشد البته میزان تاثیر کمتر از سدهایی خواهد بود که از این مقررات استاندارد کمتر بهره برده اند.

9-11. مسایل

مهمترین مسئله مرتبط با شکست سد شامل مسایل وابسته به اموال و جمعیت در منطقه آب گرفته می باشد. سیلاب که در نتیجه شکست سد می باشد تاثیر قابل توجهی بر روی این مناطق خواهد داشت. بر این مبنا غالبا شاهد زمان محدود اخطار شکست سد می باشیم. این رخدادها غالبا در ارتباط با دیگر خطرات طبیعی نظیر زمین لرزه، لغزش زمین یا شرایط آب و هوای شدید می باشند، که خود سبب محدود شدن قابلیت پیش بینی شده و از این رو خطر را مضاعف می نمایند. مسایل مهم در ارتباط با خطرات شکست سد شامل موارد ذیل هستند: