راجع به اعتبار سیستم اطلاعات مدیریتی ، دانش فنی و صحت تجزیه و تحلیل ، چنانچه سیستم اطلاعات مدیریتی ، دانش فنی ، و صحت تجزیه و تحلیل بهبودی یابد ، برآوردی به تقریب بهتر و حدود درستی داریم ، و محدوده عدم اطمینانشان کاهش مییابد ( در مورد رعایت کردن رویدادهای آب شناسی که از حد آن ، تجاور میشود ، در مقدار محدودیت تخمین زده قبل توضیح داده خواهد شد ) راهکار یک اعتبار محدود برآورده شده به طور عادی بی شرط است و شتاب ماکزیمم احتمالی (PMP) و سیل ماکزیمم احتمالی متناظر (PMF) شتاب ماکزیمم احتمالی به وسیله سازمان هواشناسی جهان تعریف شده (1983) به عنوان مثال کمیت شتاب که روی اندازه فوقانی جهانی برای یک مدت زمان بالای سر یک تشتک مخصوص.
مبنی بر رکوردهای جهانی ، PMP میتواند از یک دوره بازگشت به مدت طولانی 500000000 سال داشته باشد. و تقریبی متناظر برای یک فاکتور فراوانی 15.
برخی متغیرهای اختیاری زمان بازگشت از نظر جغرافیایی مطرح میشوند. مثلاً 10000 هزار سال ، برای PMP یا PMF ، اما این پیشنهاد هیچ یا نه هادی فیزیکی ندارد.
احتمال – محدودیتهای پایهای
به دلیل این که احتمال نامعلوم آن ، مقدار محدودیت برآورده شده به صورت معین استفاده میشود. حد پائین مقیاس طراحی ، یک احتمال یا فراوانی رویکرد قابل قبولی به طوری عادی پایه گزارش شده است. بزرگی پیشامدهای هیدرولوژیک در این سطح غیر مهم هستند ، معمولاً در محدوده یا نزدیک مشاهدات تکرار شونده ، بطوری که در یک نتیجه ، احتمالات از پیشامد میتواند به طور کافی تخمین زده شود وقتی که سابقههای هیدرولوژیک به انداز کافی زیاد و در دسترس باشد برای آنالیزهای فراوانی ، رویکرد احتمالاتی کمتر ذهنی میباشد و بیشتر به صورت تئوری میباشد. روشهای احتمالاتی همچنین نسبت به راههای استدلالی مقدم تر است.
2-13- انتخاب سطح طراحی
یک آب شناسی سطوحی را که در مقیاس طراحی بزرگی از پیشامدهای آب شناسی مورد بحث باشد را برای یک ساختار یا پروژه طراحی میکند. به طوری که همیشه طراحی ساختار و مقدار محدود تخمین زده شده اقتصادی نیز نمیباشد. ELV بارها برای اهداف طراحی مشخصی اصلاح شده است. ارزش نهایی طرح ممنه مطابق با نظرات مهندسین اصلاح شود و تجربه یک طراح یا برنامه ویژه به رویکرد به طور عادی تعیین کننده ارزش طراحی یک هیدرولوژیست می باشند. یک رویکرد تجربی ، آنالیزهای زیان احتمالی و آنالیزهای اقتصادی آب.
رویکرد تجربی
در سالهای اولیه شیوه مهندسی هیدرولیک ، دور و بر 19005 زودتر بوده ، یک سورنر برای گذشتن سیل 50 تا 100 درصد بزرگتر از بزرگترین رکورد در یک زمان پیشامد کافی 25د ساله طراحی شده در نظر گرفته خواهد شد. این معیار طراحی بیشتر از یک قانون سدانگشتی که یک فاکتور ایمنی دلخواه را وارد میکند نیست. به عنوان یک مثال از نامناسبی این معیار یک رودخانه تقویت شده در شهر نبراسکا در سال 1935 توسط سیل بیش از 10 دقیقه مورد آزمایش قرار گرفت که هیچ وقت در آن رودخانه در سابقه 40 سال اولیه اتفاق نیفتاده بود.
این طراحی تمرینی شده که نواقص کلی را پیدا کنند و مهندسین هیدرولیک و هیدرولوژیست برای بهتر شدن روشها جستجوهایی نیز انجام دادند. به عنوان یک روش تمرین نهاییترین پیشامد در میان بررسیهای گذشته بارها به عنوان ارزش طرحی انتخاب شده است. احتمال این که نهایی ترین پیشامد از N سال پیش مساوی خواهد شد یا P یکبار در مدت زمان X سال آینده متجاوز خواهد شد. میتواند به وسیله معادله زیر تخمین زده شود.
(1-2-13)
عنوان یک پیشامد بحرانی است در بالای N سال زمان ، احتمال P(N,m,n) که یک خشکسالی بدتر رخ خواهد داد بدون n سال آینده چیست ؟
تعداد توالی دراز مدت m در N سال ثبت شده هفت N-m+1 و در n سال و سابقه است. پس شانس این که بدترین پیشامد در طول سالهای گذشته واینده اندازهگیری شود ترکیب خواهند شد.
و در سال آینده به صورت تقریبی در معادله زیر داده شده است.
(2-2-13)
که به معادله (1-2-3) زمانی که M=1 ساده شده است.
مثال : (1-2-13) اگر سابقه خشک سالی بحرانی مثلاً از 40 سال دادههای هیدرولوژیک تعیین میشود ، شانس این که بیشتر خشکسالی شدید در مدت 20 سال آینده رخ دهد چیست ؟
با استفاده از معادله (2-2-13)
آنالیز ریسک
طراحی و کنترل آب مواردی است که در ریسک مطرح میشود. یک ساختار کنترل آب ممکنه خراب شود اگر اهمیت آن برای طراحی زمان بازگشت t تجاور میکند ، بدون مدت زمان انتظار ساختار. این طبیعی یا ذاتی است خطر هیدرولوژیک ممکنه به شکست بینجامد و به وسیله معادله (4-1-12) به دست می آید.
(3-2-13)
از آنجا که است و n مدت زان انتظار ساختار است ، بیان احتمال این که یک پیشامد رخ خواهد داد در کمتر از یکبار در n سال.
این رابطه در شکل 1-2-13 رسم شده است. برای مثال اگر یک متخصص هیدرولوژیست بخواهد یک تقریب قطعی 90٪ بزند که گنجایش طراحی یک T بگذرد که در طول 10 سال ساخت پیش بینی میشود ، تجاوز نخواهد کرد. کسی که برای 100 سال حداکثر تخلیه جریان آب را طراحی میکند. در حالیکه 40.0٪ ریسک شکست خوردن نیز قاب قبول میباشد. طراحی زمان بازگشت میتواند تا 20 سال یا مدت مقرر تمدید شده تا 50 سال کاهش یابد.
مثال 2-2-13 : یک آبگذر انتظار میرود که یک طول عمر 10 ساله داشته باشد. اگر ریسک شکست خوردن در دست کم یک پیشامد طراحی ، ظرفیت آبگذر در زمان طرحی 10٪ باشد ، طراحی زمان بازگشت چگونه باید مورد استفاده قرار گیرد ؟
چه جبری در طراحی یک آبگذر برای یک پیشامد زمان بازگشت اتفاق میافتد که نباید ظرفیت آن را برای 50 سال انتظار داشت ؟
به وسیله معادله (3-2-13) حل :
یا
و از حل آن t = 95 سال به دست می آید.
اگر t = 95 سال باشد ، ریسک شکست بالایی خواهیم داشت n = 50 سال است.
پس احتمال این که ظرفیت تجاوز پیدا نکند در مدت زمان این 50 سال هست 1-0.45-0.59 یا 59٪ آن را میتوان در شکل 1-2-13 دید.
برای یک ریسک شکست داده شده ، لازم است که طراحی زمان بازگشت T به صورت خطی با طراحی مدت زمان N ، مانند N,T بزرگ انتخاب شود ، با شرایط زیر :
پس ریسک شکست چیست ؟ اگر طراحی زمان بازگشت مساوی باشد با طراحی عمر ، که هست T=N ؟
با بسط معادله ( 3-2 – b ) به عنوان مثال ، استفاده از یک سری توانی ، آن میتواند برای مقادیر بزرگ N نشان داده شود. ، همچنین ، برای T=n ریسک به اندازه است. دست کم در طول اولین در 100 سال آینده تقریباً بالغ بر 63٪ شانس در یک پیشامد 100 ساله خواهیم داشت.
اگر چه عدم قطعیت آب شناسی میتواند برای همه موارد بالایی به حساب بیاید.
حاشیه کردن انواع دیگر عدم قطعیت مشکل میباشد. اغلب اوقات استفاده از فاکتور ایمنی SF ، یا یک حاشیه ایمنی برخوردار است (SM) مانع ارزش طراحی آب شناسی L میباشد. و ظرفیت واقعی اتخاذ شده برای طرح C می باشد ، فاکتور ایمنی به صورت زیر است :
(4-2-13)
(4-2-14)
ظرفیت واقعی از ارزش طرح بزرگتر است و محاسبه فرایند آب شناسی نیز به همین صورت است. زیرا آن برای انواع دیگر عدم قطعیت در حال تصویب شدن میباشد. تکنولوژیکی ( هیدرولیک ، ساختمانی ، ساخت ، عملیاتی و مانند آن ) اقتصادی اجتماعی ، سیاسی و محیطی برای یک ریسک آب شناسی خاص و طراحی مدت n یک ساختار برای محاسبه کردن آن میتواند از معادله (3-2-13) مربوط به زمان t استفاده شود. بزرگی پیشامدهای آب شناسی L متناظر با احتمال به وسیله یک آنالیز فراوانی دادههای آب شناسی پیدا میشود.
طراحی مقدار به وسیله ضرب 1 در فاکتور ایمنی ذکر شه داده شده است ، یا به وسیله جمع L یا حاشیه ایمنی به دست می آید. مثلاً برای طراحی سطوح برابر با یک حاشیه ایمنی 1 تا 3 مرسوم است.