مديريت ريسك روگذري سد حاجيلر‌چاي با شبيه‌سازي مونت‌كارلو و پويايي سيستم‌ها

Overtopping risk management by system dynamics and Monte-Carlo simulations, Hajilarchay Dam of Iran

سدها در مهار سيلاب و كاهش خسارت آن نقش موثري دارند و از طرف ديگر در خلال سيلاب، بروز پديده روگذري و عبور آب از روي سد همواره آن را تهديد مي‌نمايد. بنابراين به منظور حفظ ايمني سد در برابر سيلاب و همچنين حفظ كارايي سد، بايستي بين تراز آب مخزن سد و ريسك روگذري آن تعادل ايجاد نمود. با استفاده از پويايي سيستم‌ها مي‌توان مجموعه‌اي از عوامل پيچيده، مرتبط و موثر در پديده روگذري را در كنار يكديگر قرار داده و تأثير سناريوهاي مختلف را بر روي ريسك روگذري بررسي نمود. در اين تحقيق با استفاده از توسعه مدل پويايي سيستم‌ها، تأثير پارامترهاي مختلف بر روي ريسك روگذري سد حاجيلر‌چاي با شبيه‌سازي مونت‌كارلو بررسي شده است. سپس با استفاده از يك استاندارد معتبر، تلفات ناشي از شكست سد مذكور به ميزان 441 و 118 نفر به ترتيب براي حالت‌هاي بدون هشدار و با هشدار كافي تخمين زده شده و ميزان ريسك روگذري قابل قبول 10×2/27 محاسبه شده است. بر مبناي اين ريسك، تراز قابل اطمينان براي آب سد حدود1040/70 متر تعيين گرديده و سطح اراضي قابل توسعه در پايين دست سد حدود 1660 هكتار برآورد شده است. همچنين نتايج نشان مي‌دهد با افزايش عمر سد، ‌مخصوصاً بعد از 20 سال، با انباشت رسوب و نشست سد، ميزان ريسك روگذري افزايش يافته و با عنايت به افزايش چشمگير ريسك روگذري ناشي از تغيير نوع سر‌ريز سد به منظور صرفه جويي در هزينه احداث آن، لزوم اقدام براي كاهش ريسك از جمله كنترل تراز آب مخزن سد ضروري مي‌باشد.

Dams are effective in controlling the flood and reducing its damage. But, during the flood, the overtopping and the flow of water from the dam is always threatening it. Therefore, in order to maintain the dam safety against flood and also to maintain the efficiency of the dam, it should be balanced between the water level in reservoir of dam and its overtopping risk. Using the system dynamics, a set of complex, relevant, and effective overtopping factors could be simulated to examine the impact of different scenarios. The current research investigated the effect of different parameters on the overtopping risk on Hajilarchay dam (Northwestern Iran) using the system dynamics and Monte Carlo simulations, and estimated the human losses caused by the dam failure using of 441 and 118 persons for two cases of without warning and adequate warning, respectively. The overtopping risk of 〖2.27×10〗^(-6) was calculated in accordance with the USACE method. Given this risk value, a reliable level for reservoir water is set to 1040.70 meters above sea level, and the agriculture area at the downstream is set 1660 hectares for development. The results also show that the overtopping risk will increase by increasing the life of the dam, especially after 20 years, due to accumulation of sediment and settlement of the dam, and considering too much increase in overtopping risk caused by the change of dam’s spillway in order to save the cost of its construction, then adaptation strategies are provided including reservoir water level control.