Comunica experienta
MonitorulJuridic.ro
CUPRINS Cap. 1. Obiectul normativului Cap. 2. Domeniul de aplicare Cap. 3. Definiţii şi terminologie Cap. 4. Analiza riscului 4.1. Analiza vulnerabilităţii şi a potenţialului de cedare 4.2. Analiza zonei aval potenţial afectate de ruperea baraj 4.3. Date necesare pentru analiza riscului 4.4. Factori de risc 4.4.1. Elementele structurale ale barajului 4.4.2. Terenul de fundare 4.4.3. Lacul de acumulare 4.4.4. Fenomene naturale extreme 4.4.5. Factorul uman 4.5. Scenarii de cedare 4.5.1. Scenarii de cedare pentru barajele din materiale locale 4.5.2. Scenarii de cedare pentru barajele din beton 4.5.3. Scenarii de cedare induse de viituri 4.5.4. Scenarii de cedare induse de cutremure Cap. 5. Cuantificarea riscului 5.1. Etapele procesului de cuantificare 5.2. Calculul probabilităţilor de cedare 5.2.1. Metoda statistică 5.2.2. Abordarea probabilistă 5.2.3. Arborele evenimentelor 5.2.4. Arborele evenimentelor adverse 5.2.5. Arborele consecinţelor 5.3. Determinarea hidrografelor ruperii 5.3.1. Scenarii de formare a breşei 5.3.2. Dimensiuni şi timpi de formare a breşei 5.3.3. Determinarea hidrografului ruperii 5.4. Calculul propagării undei de rupere 5.5. Cuantificarea consecinţelor 5.5.1. Evaluarea pierderilor de vieţi omeneşti 5.5.2. Evaluarea pagubelor materiale 5.5.3. Evaluarea efectelor asupra mediului Cap. 6. Evaluarea riscului 6.1. Riscului acceptat ca rată anuală a pierderilor de vieţi omeneşti 6.2. Riscul acceptat ca rata anuală a pagubelor materiale Cap. 7. Controlul riscului 7.1. Creşterea siguranţei structurale 7.2. Urmărirea comportării barajelor 7.3. Avertizare-alarmare-evacuare Referinţe tehnice şi legislative ANEXE I. Exemplu de calcul a probabilităţii de cedare prin aplicarea metodei statistice. II. Exemplu de calcul a probabilităţii de cedare prin aplicarea arborelui evenimentelor adverse. III. Exemple de calcul a probabilităţilor de apariţie a consecinţelor prin aplicarea arborilor consecinţelor. IV. Exemplu de calcul a hidrografului ruperii. V. Exemplu de apreciere a pierderilor de vieţi omeneşti produse de ruperea unui baraj. CAP. 1 OBIECTUL NORMATIVULUI (1) Normativul stabileşte principiile care stau la bază şi metodele care se folosesc pentru analiza, cuantificarea, evaluarea şi controlul riscului asociat barajelor. În cadrul normativului: a) se definesc etapele de analiză a riscului şi se indică modul de selecţie a scenariilor de cedare; b) se stabilesc metodele de calcul sau de estimare a probabilităţilor de cedare; c) se indică metodologia de determinare a hidrografelor generate de ruperea barajului; d) se indică modul de selecţie a modelelor matematice utilizate pentru calculul propagării undelor de rupere; e) se stabilesc abordările ce pot fi utilizate în cuantificarea consecinţelor unei ruperi de baraj f) se defineşte riscul tolerabil/acceptat pentru principalele consecinţe ale unei ruperi de baraj; g) se prezintă modalităţile de control al riscului asociat barajelor. (2) Normativul nu are detalierea unui ghid de calcul şi serveşte numai la asigurarea unei abordări (principii, metode şi modele) unice a problemelor de risc asociat barajelor. Bibliografia selectivă cuprinsă în normativ permite unui utilizator realizarea cuantificărilor implicate în procesul de analiză şi evaluare a riscului asociat barajelor. CAP. 2 DOMENIUL DE APLICARE (1) Normativul se aplică la analiza şi evaluarea riscului asociat barajelor existente care realizează acumulări de apă, indiferent de folosinţa deservită şi de tipul de baraj. (2) Normativul serveşte analizei proceselor de decizie inginerească în domeniul barajelor prin furnizarea unei baze obiective şi corecte pentru luarea deciziilor. (3) Normativul se aplică: a) în faza de proiectare pentru a asigura un echilibru raţional între costurile de investiţie şi siguranţă, ţinând seama de particularităţile barajului şi de consecinţele ruperii; b) în faza de exploatare pentru a asigura dirijarea raţională a fondurilor către acele măsuri de creştere a siguranţei sau de diminuare a consecinţelor care sunt cu adevărat eficiente; (4) Normativul se aplică pentru a asigura o abordare unitară şi riguroasă în formă cantitativă a informaţiilor suplimentare obţinute în exploatare privitoare la condiţiile naturale şi comportarea barajului, depistarea unor mecanisme de rupere care nu au fost identificate la proiectare şi schimbarea condiţiilor din zona aval. (5) Normativul furnizează baza pentru a corela nivelurile de risc asociate barajelor cu nivelurile de risc tolerate de societate pentru alte lucrări sau activităţi purtătoare de risc. (6) Normativul se aplică şi pentru a permite intervenţia autorităţilor pentru ca deţinătorii de baraje să se încadreze în nivelul de risc socialmente acceptat. CAP. 3 DEFINIŢII ŞI TERMINOLOGIE (1) Siguranţa asociată unui baraj este speranţa ca barajul să se comporte conform aşteptărilor, respectiv să nu se producă cedarea (ruperea) sa sub acţiunea solicitărilor, într-un interval de timp dat (de regulă durata de viaţă a acestuia). (2) Riscul asociat unui baraj este o măsură a probabilităţii şi a severităţii unor efecte adverse asupra vieţilor omeneşti, a sănătăţii comunităţilor, a proprietăţilor şi a mediului, provocate de cedarea barajului. (3) Cedarea unui baraj este definită ca fiind ruperea sau deplasarea unei părţi a corpului barajului sau a fundaţiei sale care face ca barajul să nu mai poată reţine apa, ceea ce conduce la pierderea necontrolată a unui volum mare de apă din lacul de acumulare. (4) Modul de cedare este modalitate prezumtivă (ipotetică) prin care un sistem "baraj teren de fundare" îşi poate pierde funcţia pentru care a fost conceput (de retenţie a apei). Modurile de cedare pot fi deversarea, alunecare generală (pierderea stabilităţii), distrugerile locale ale materialelor (când eforturile depăşesc rezistenţele), deformaţiile inadmisibile funcţional, infiltraţiile prin fundaţie (mari şi evolutive), degradarea materialelor (prin agresiuni sau îmbătrânire), lichefierea fundaţiilor etc. Modurile de cedare iniţial independente pot să se potenţeze reciproc, conducând la o evoluţie rapidă spre ruperea barajului. (5) Măsura riscului este rata anuală şi este dată de relaţia: (6) Risc = Probabilitatea anuală de cedare a barajului x Mărimea consecinţelor dacă se produce cedarea sau: Risc = P(c) x C (7) Probabilitatea de cedare este probabilitatea ca într-un interval de timp dat (prestabilit) să se producă într-un anume mod o cedare a barajului. (8) Probabilitatea de cedare globală (totală) reprezintă suma probabilistică a probabilităţilor de cedare pe moduri de cedare particulare. (9) Scenariul de cedare cuprinde cauzele şi mecanismul prin care se poate produce cedarea unui baraj. În funcţie de condiţiile din amplasament şi de tipul de baraj se pot distinge o multitudine de scenarii de cedare. (10) Riscul total asociat barajului este suma riscurilor calculate pentru toate scenariile posibile. (11) Analiza riscului constă în identificarea surselor de risc şi a posibilităţii ca acestea să conducă la cedare (scenariile şi mecanismele prin care barajul poate ceda). (12) Cuantificarea riscului constă în estimarea probabilităţilor de apariţie a unui fenomen advers, declanşator al unui mecanism de cedare, analiza vulnerabilităţii barajului sau a componentelor sale în raport cu acest fenomen, estimarea probabilităţii de cedare pentru fiecare scenariu identificat în etapa de analiză a riscului şi în final aprecierea cantitativă a consecinţelor ţinând seama de faptul că pierderea necontrolată a apei din lac are potenţial trei categorii de consecinţe distincte: pierderi de vieţi omeneşti pagube materiale şi efecte asupra mediului. (13) Factori de risc care pot să crească riscul asociat barajului sunt fenomenele naturale extreme, defecţiunile structurale, factorul uman şi problemele de exploatare. (14) Vulnerabilitatea barajului se defineşte ca susceptibilitatea acestuia de a fi sensibil la un anumit mod de cedare şi de a suferi deprecieri grave cu consecinţe semnificative în cazul cedării. (15) Metoda probabilistă de abordare a siguranţei exprimă valorile parametrilor de calcul şi relaţiile dintre aceştia sub formă de funcţii de distribuţie şi corelaţii, iar Probabilitatea de cedare reprezintă o măsură cantitativă a siguranţei. (16) Riscul normat este riscul pe care îl creează un baraj care este proiectat, executat şi exploatat, respectându-se toate prevederile legale referitoare la siguranţă, la regimul amenajării teritoriului din aval şi la măsurile post-avarie. (17) Riscul acceptat pentru un baraj existent este riscul exprimat explicit pe care societatea îl tolerează şi îl impune prin reglementări speciale. CAP. 4 ANALIZA RISCULUI 4.1. Analiza vulnerabilităţii şi a potenţialului de cedare (1) În cadrul analizei riscului barajul este privit ca un sistem de componente interactive - structură, teren de fundare, lac de acumulare, descărcători, şenal aval etc. şi fiecare dintre componente este analizat din punctul de vedere al vulnerabilităţii faţă de condiţiile adverse care pot apare (viituri, cutremure, creşterea infiltraţiilor sau concentrarea acestora pe căi preferenţiale, întreruperea alimentării cu energie etc.) şi a măsurii în care defectarea sau cedarea componentei poate conduce la o cedare a barajului. 4.2. Analiza zonei aval potenţial afectate de ruperea barajului (2) A doua componentă în analiza riscului cuprinde o investigare detaliată a condiţiilor din aval de baraj, în special a zonelor potenţial afectate de o undă de rupere a barajului. Sunt necesare modele digitale ale terenului, care să cuprindă, pe lângă relief, natura şi folosinţa terenurilor, fondul construit, unităţile economice, date privind populaţia rezidentă în zona potenţial afectată şi eventual populaţia flotantă, sistemele ecologice naturale. 4.3. Date necesare pentru analiza riscului (3) Pentru analiza riscului un minim de date necesar trebuie să cuprindă: a) particularităţile amplasamentului şi barajului; b) istoricul comportării lucrării, incluzând datele furnizate de sistemul de urmărire a comportării, incidentele de comportare şi intervenţiile constructive suferite în perioada de exploatare; c) investigaţii privind magnitudinea şi frecvenţa hazardurilor naturale; d) date cadastrale şi rezultatele recensământului pentru zona potenţial afectată de ruperea barajului. 4.4. Factori de risc 4.4.1. Elementele structurale ale barajului (4) În cazul barajelor de beton imperfecţiunile sistemului de drenaj sau colmatarea în timp al acestuia, care conduc la creşterea subpresiunilor, cu efect direct asupra stabilităţii. (5) În cazul barajelor de pământ fisurarea elementului de etanşare, combinată cu filtre inverse greşit proiectate sau executate, care este iniţiatoare a eroziunii interne. (6) În cazul barajelor de umplutură omogene, defecţiunile de compactare, suprafeţele de contact dintre straturi prost tratate sau lipsa sistemelor de drenaj eficiente, care conduc la saturarea prismului aval şi la instabilitatea acestuia. 4.4.2. Terenul de fundare (7) Terenurile de fundare lichefiabile, lăsate netratate, sunt iniţiatoare a cedării chiar la seisme moderate. (8) Existenţa în terenul de fundare a unor căi preferenţiale de infiltraţie şi imperfecţiunile sistemului de etanşare în profunzime a fundaţiei conduc la eroziune internă (sufozii) care compromit ulterior integritatea structurii. (9) Sistemul de falii şi de discontinuităţi din roca de fundare poate fi iniţiatorul unor cedări totale a structurii barajului prin crearea unor blocuri de rocă instabile, care pot fi expulzate din teren. (10) Existenţa în fundaţie a unor materiale solubile, de tipul sării sau gipsului, poate induce în timp formarea de caverne care periclitează integritatea barajului. 4.4.3. Lacul de acumulare (11) Colmatarea excesivă a lacului de acumulare reduce substanţial efectul de atenuare a viiturilor şi poate cauza în final deversarea peste coronament a barajului. La coada lacului, colmatarea poate conduce la ridicarea nivelului apelor mari, cu depăşirea cotei digurilor (dacă acestea există). 4.4.4. Fenomene naturale extreme (12) Viiturile naturale create de precipitaţii excesive constitue fenomenul natural cel mai periculos din punctul de vedere al riscului asociat barajului. Formarea unei viituri în bazinul controlat de acumulare produce creşterea riscului atât prin majorarea probabilităţii de cedare cât şi prin creşterea consecinţelor în aval, prin suprapunerea undei de rupere cu viitura propriu zisă. (13) Cutremurele sunt considerate al doilea factor major de risc. Crăpăturile şi fisurile provocate de mişcarea seismică sunt iniţiatoare a cedării prin apariţia infiltraţiilor excesive, chiar dacă cedarea apare întârziată faţă de momentul cutremurului. Cedare întârziată apare şi în cazul lichefierii materialelor de construcţie sau a terenului de fundare induse de cutremur. Deplasările remanente ale corpului barajului sau ale structurii descărcătorului conduc la reducerea gărzii sau la blocarea stavilelor, constituind cauze ale cedării produse ulterior de debite afluente mari în lac. (14) Instabilitatea versanţilor lacurilor de acumulare constituie un factor de risc dacă alunecarea are volum şi viteză mare şi ca urmare unda de impact creată de alunecare poate deversa barajul şi compromite integritatea acestuia. Chiar la viteze reduse ale alunecării, masa alunecată poate bloca descărcătorii şi reduce siguranţa la ape mari. Uneori masa alunecată formează baraje naturale amonte de lac sau de compartimentare a lacului, care la primele viituri sunt rupte prin deversare şi crează unde de viitură ce pot depăşi capacitatea descărcătorilor. 4.4.5. Factorul uman (15) În cazul personalului de exploatare neglijarea unor semne evidente premergătoare cedării (infiltraţii concentrate, crăpături majore, cratere de sufozie etc.) trebuie luată în considerare în analiza riscului. În aceeaşi categorie intră interpretarea greşită a instrucţiunilor de exploatare sau nerespectarea acestora. (16) În lipsa unui personal de pază responsabil vandalizarea echipamentelor barajului, evenimente precum furtul blocurilor de piatră din protecţia paramentului amonte sau din rizbermă, furtul nisipului din filtrele inverse, sau de sub dalele pereului amonte, afectează siguranţa barajului şi cresc implicit probabilitatea de cedare. (17) Construcţiile realizate în imediata vecinătate a piciorului aval al barajului, sau în zona potenţial inundabilă de unda de rupere, contribuie de asemenea la creşterea riscului, prin creşterea semnificativă a mărimii consecinţelor în caz de cedare a barajului. 4.5. Scenarii de cedare 4.5.1. Scenarii de cedare pentru barajele din materiale locale (18) Scenariile de cedare a barajelor din materiale locale cuprind cedări prin deversarea coronamentului, cedări datorită infiltraţiilor şi cedări structurale. (19) Cedarea prin eroziunea paramentului aval produsă ca urmare a deversării peste coronament este mecanismul cel mai frecvent întâlnit în cazul barajelor omogene, cu înalţimi moderate. Eroziunea se iniţiază la piciorul aval şi se dezvoltă regresiv până când se formează breşa În umpluturile necoezive (balast, pietriş şi nisip) eroziunea este rapidă, în timp ce în umpluturile coezive (argile compactate) procesul este mai lent. (20) Cedările datorate infiltraţiilor sunt cauzate fie de eroziunea internă, pe căi preferenţiale de infiltraţie, fie de saturarea prismului aval. (21) Eroziunea internă prin corpul barajului este declanşată de infiltraţii concentrate care apar fie în lungul conductelor sau galeriilor care străbat barajul, fie prin defecţiuni locale ale etanşării amonte din baraj, fie prin rosturile dintre corpul de umplutură şi elementele de beton încorporate (descărcători, culei, prize, centrale etc.). (22) Eroziunea internă prin terenul de fundare este declanşată tot de infiltraţii concentrate, produse prin defecţiuni ale etanşării în profunzime sau în lungul unor orizonturi permeabile ce conţin materiale antrenabile. Eroziunea internă produce caverne în corpul barajului sau în terenul de fundare, care induc apoi prăbuşiri sau tasări majore, prin care are loc deversarea cu dezvoltarea breşei. 4.5.2. Scenarii de cedare pentru barajele din beton (23) Scenariile de cedare a barajelor de greutate din beton, incluzând stăvilarele, sunt alunecarea pe talpa de fundare, răsturnarea, alunecarea barajului împreună cu o parte din roca de fundare, alunecarea unei părţi din baraj în lungul unei fisuri deschise sau a unui rost de lucru prost tratat, eroziunea internă sau dizolvarea unor orizonturi din terenul de fundare, instabilitatea versanţilor. (24) Ruperea prin alunecare în lungul conturului de fundare se poate produce dacă subpresiunile cresc mult faţă de cele prognozate la proiectare sau dacă împingerea hidrostatică creşte ca urmare a ridicării semnificative a nivelului în lac. O asemenea situaţie se poate realiza la deversarea peste baraj. (25) Ruperea prin răsturnarea unor ploturi se poate produce la deversarea peste coronament. (26) Pierderea stabilităţii prin alunecare pe orizonturi mai slabe din terenul de fundare este posibilă în cazul unor terenuri de fundare eterogene, stratificate, la care discontinuităţile din masa de rocă creează planuri slabe din punctul de vedere al rezistenţei la forfecare. (27) Ruperea prin alunecarea unei părţi a corpului barajului în lungul unei fisuri cvasiorizontale sau în lungul unui rost de lucru netratat se produce atunci când apa pătrunde pe discontinuitate şi crează majorări ale subpresiunilor. Asemenea ruperi s-au produs la baraje din zidărie de piatră şi nu sunt excluse în cazul barajelor de beton. (28) Eroziunea internă sau dizolvarea unor orizonturi geologice prezente în adâncimea amprizei produce într-o primă fază tasări neuniforme şi ieşirea din aliniamentul structurii a unor ploturi, cu ruperea etanşării şi pierderi necontrolate ale apei din lac. Schimbarea sistemului de încărcări poate declanşa instabilitatea respectivelor ploturi şi deci ruperea. (29) Scenariile de cedare a barajelor arcuite sunt asociate pierderii rezemării asigurate de versanţi sau de culei. a) Deplasările excesive ale versanţilor de rocă, cauzate de o instabilitate generală sau de deplasări interne, produc ruperea structurală. b) Ruperea structurală poate fi cauzată şi de alunecarea produsă pe orizonturi slabe ale terenului de fundare, care antrenează şi o parte din structură. 4.5.3. Scenarii de cedare induse de viituri (30) În cazul viiturilor cedarea barajului se poate produce prin eroziunea provocată de deversarea peste coronament, prin formarea unor gropi erozionale la piciorul descărcătorului sau prin deversarea pereţilor de gardă ai canalului descărcătorului şi spălarea umpluturii. (31) Deversarea peste coronament conduce cel mai frecvent la rupere. La barajele de pământ mecanismul de rupere este eroziunea externă, iar la cele de anrocamente instabilitatea internă. Barajele de greutate şi cu contraforţi deversate îşi pierd stabilitatea la alunecare sau la răsturnare atunci când, prin creşterea nivelului apei, creşterea procentuală a sarcinii hidrostatice, faţă de sarcina corespunzătoare retenţiei normale, depăşeşte 20...30%. (32) Lipsa de funcţionalitate a echipamentului hidromecanic al descărcătorului (lipsa de energie electrică, defectarea sistemului de manevră, blocarea în nişe) reprezintă un eveniment declanşator al cedării prin deversare peste coronament. Capacitatea de descărcare poate fi afectată de blocarea cu plutitori a deschiderilor evacuatorului. 4.5.4. Scenarii de cedare induse de cutremure (33) Scenariile de cedare cele mai frecvent întâlnite sunt: a) apariţia de fisuri sau fracturi în materialele din structura barajului; b) lichefierea umpluturilor din barajele de pământ sau a terenului de fundare; c) reactivarea sau declanşarea unor fenomene de eroziune internă ca urmare a răspunsului dinamic; d) avarierea sau blocarea stavilelor de la descărcătorii de ape mari; e) avarierea turnurilor de priză şi golire, tip călugăr, conducând la pierderea controlului nivelului apei din lac şi la deversare peste coronament; f) alunecarea în lac a unor mase mari din versant, care formează unde de impuls care deversează coronamentul sau blochează accesul către descărcători. CAP. 5 CUANTIFICAREA RISCULUI 5.1. Etapele procesului de cuantificare (1) Procesul de cuantificare se face pe elemente sau părţi ale barajului, care pot să cedeze în mod independent şi să producă pagube corespunzătoare. De exemplu, la un baraj-stăvilar pot ceda în mod independent stăvilarul (sau unele dintre ploturile sale) sau părţi (tronsoane) ale digurilor laterale sau longitudinale de pe ambele maluri, care au adesea condiţii de fundare şi uneori şi alcătuire constructivă diferită. (2) Procesul de cuantificare cuprinde următoarele etape: a) pentru fiecare scenariu de cedare credibil pentru barajul analizat se calculează probabilităţile de cedare, prin metode statistice, probabiliste, atunci când cedarea are o exprimare matematică, sau folosind arborii evenimentelor. b) pentru scenariile de cedare selectate se determină hidrografele debitelor de rupere făcând ipoteze privind breşa creată şi timpul de golire al lacului. c) se calculează propagarea undei de rupere în aval utilizând un model de scurgere şi se definesc în regim tranzitoriu, explicitând factorul timp, zonele inundate aval de baraj şi adâncimile şi viteza apei în zonele inundate. d) se calculează pierderile de vieţi omeneşti şi pagubele ce se pot produce în cazul cedării, ca urmare a fiecărui scenariu analizat. e) Rata anuală a riscului pentru fiecare scenariu se calculează ca produs intre probabilităţile de cedare ale scenariului şi mărimea consecinţelor în cazul materializării acelui scenariu. Suma, pe elemente (părţi) ale barajului şi pe categorii de consecinţe, a riscurilor aferente scenariilor selectate dă în final rata anuală a riscului barajului. 5.2. Calculul probabilităţilor de cedare 5.2.1. Metoda statistică (3) Probabilitatea de rupere, determinată prin metode statistice, se defineşte ca fiind raportul dintre numărul de cedări înregistrate şi produsul dintre numărul de lucrări şi numărul de ani de exploatare al barajelor pentru care există observaţii. Dacă populaţia statistică conţine N baraje de acelaşi tip, având durate de exploatare t(i)(i = 1, N) iar în perioada de observaţie s-a înregistrat n(r) ruperi, atunci probabilitatea anuală de rupere este:
n(r)
P(r)= ──────── (5.1)
N
Σ i t(i)
1
(4) Condiţiile minimale care trebuie îndeplinite pentru utilizarea metodei statistice sunt: a) populaţia statistică utilizată în evaluarea probabilităţii de rupere (mulţimea barajelor supuse observaţiilor) trebuie să aparţină unui domeniu omogen; această condiţie se traduce prin a avea baraje de acelaşi tip, cu înălţimi comparabile, cu vârste apropiate, cu condiţii de fundare similare, cu acelaşi regim de torenţialitate al bazinului hidrologic, supus în trecut unor evenimente extreme similare etc.; b) numărul total de baraje similare analizate statistic să fie suficient de mare; numărul acestora trebuie să fie cu atât mai mare, cu cât omogeneitatea este mai slabă, dar încă acceptabilă. (5) Statistica ruperilor poate fi utilizată pentru prognoza probabilităţilor de rupere numai în fazele preliminare, dat fiind faptul că barajele sunt construcţii unicat, amplasate în condiţii naturale specifice pentru care existenţa unor populaţii statistice este practic imposibilă. 5.2.2. Abordarea probabilistă (6) Abordarea probabilistă se poate utiliza atunci când condiţia de cedare are o exprimare matematică. (7) Pentru fiecare scenariu ( mod) de cedare se defineşte un parametru semnificativ care are două valori caracteristice: a) valoarea efectivă, numită "solicitare" sau solicitare totală, notată cu S- rezultat al acţiunilor exterioare şi al condiţiilor în care acestea se exercită; b) valoarea capabilă, numită "capabilitate" sau rezistenţă totală, notată cu R - rezultat al rezistenţelor şi capacităţilor de preluare şi redistribuire a solicitărilor. (8) S şi R sunt funcţii care se exprimă pe baza unor elemente primare cu variabilitate definibilă. Spre exemplu, dacă cedarea are loc prin deversarea coronamentului, S depinde de debitele afluente(variabile) şi de capacitatea disponibilă a lacului de acumulare de preluare a unui volum din volumul total al viiturii (variabilă în funcţie variaţia cotei apei din lac), iar R depinde de capacitatea de evacuare a descărcătorului (variabilă în funcţie de posibilitatea de manevră a stavilelor şi vanelor (variabilă). (9) Probabilitatea de cedare corespunzătoare unui anumit scenariu (mod) de cedare este probabilitatea ca într-un interval de timp dat (de regulă un an) să se realizeze condiţia de cedare specifică acelui mod de cedare: S > R (5.2) (10) Probabilitatea de cedare globală (totală) reprezintă suma probabilistică a probabilităţilor de cedare pe moduri de cedare particulare şi se determină prin procedee specifice. (11) Mărimile sintetice S şi R, fiind funcţii de variabile aleatoare sunt la rândul lor variabile aleatoare, descrise de funcţiile de distribuţie F(S)(x) şi F(R)(x), respectiv de derivatele acestora în raport cu x, funcţiile de densitate de probabilitate f(S)(x) şi f(R)(x). (12) Condiţia de cedare se realizează în domeniul în care valorile minime extreme întâmplătoare ale rezistenţelor sunt mai mici decât valorile maxime extreme întâmplătoare ale solicitărilor. Mărimea acestui domeniu în câmpul densităţii de probabilitate reprezintă probabilitatea de cedare, Pc. Valoarea sa se determină prin calculul integralei de convoluţie a celor două distribuţii, care pentru un mod de cedare "i" are expresia:
∞ ∞
Pc(i)= ⌠\'28 F(R)(x)*f(S)(x)*dx = ⌠\'28[1-F(S)(x)]*f(R)(x)*dx (5.3)
⌡\'29 ⌡\'29
0 0
(13) Dacă siguranţa barajului se exprimă utilizând funcţia de siguranţă, condiţia de cedare, respectiv S > R capătă expresia: E(S,R) > 0 (5.4) iar expresia probabilităţii de cedare, pentru un mod de cedare, devine:
+∞
Pc = 1-F(E)(0) = ⌠\'28f(E)(x)*dx (5.5)
⌡\'29
0
(14) În cazul în care determinarea funcţiilor de distribuţie ale lui S, R sau E nu este posibilă, sau dacă expresiile funcţiilor FS(x), FR(x), fS(x) şi fR(x) conduc la o formă a integralei de convoluţie greu de rezolvat, se poate apela la o metodă numerică aproximativă. Se recomandă metoda compunerii probabilităţilor, în care pentru variabilele care intră în compunerea lui S, R, sau E funcţia de densitate de probabilitate se înlocueşte cu o repartiţie discretă de masă de probabilitate. 5.2.3. Arborele evenimentelor (15) Arborele evenimentelor este o transpunere grafică ordonată a unei analize de cauze- efecte şi constă într-o reprezentare grafică a combinaţiilor logice a evenimentelor care conduc la un eveniment final nedorit (cedarea barajului) şi apoi la un set de consecinţe declanşate de respectivul eveniment (vezi fig. 5.1). (16) Partea din arbore care este destinată analizei cauzelor este denumită arborele evenimentelor adverse, iar partea din arborele evenimentelor care este destinată analizei efectelor este denumită arborele consecinţelor. 5.2.4. Arborele evenimentelor adverse (17) Arborele evenimentelor adverse permite, prin cuantificare, determinarea probabilităţii de realizare a cedării sau a unei stări critice care afectează stabilitatea şi/sau integritatea barajului.
↑ ┌──┐ ┌──┐ ┌──┐
┌──────┴──────┐ │C1│ │C2│ │C3│
│Analiza │ └──┘ └──┘ └──┘
│efectelor │ ↑ ↑ ↑
│ARBORELE │ ┌─┴──┬─┴──┐ ┌───┴┬────┐
│CONSECINŢELOR│ │ Da │ Nu │ │ Da │ Nu │
└──────┬──────┘ ├────┴────┤ ├────┴────┤
│ │ALARMARE?│ │ AVARIE? │
│ └─────────┘ └─────────┘
│ ↑ ↑
│ └────┐ ┌─────┘
│ ┌─┴─────┬─────┴──┐
│ │ Da │ Nu │
│ ├───────┴────────┤
│ │ARE LOC RUPEREA?│
│ └────────────────┘
│ ↑
│ ┌────────┴────────┐
____↓__________________________│EVENIMENT NEDORIT│_________________________
───────────────────────────────│ (cedare) │─────────────────────────
↑ │ 0 │
│ └─────────────────┘
│ ↑ ↑
│ ┌─────┘ └─────────┐
│ │ │
┌──────┴──────┐ ... ^
│Analiza │ . . . .
│cauzelor │ . SAU . .ŞI .
│ARBORELE │ . . . . . . ... .
│EVENIMENTELOR│ . ↑↑↑ . ↑ ↑
│ADVERSE │ │││ │ │
└──────┬──────┘ ┌──────────────┘│└──────┐ ┌──┘ └────┐
│ ┌──┴──┐ ┌──┴──┐ ┌──┴──┐ ┌──┴──┐ ┌──┴──┐ Evenimente
│ │ 1 │ │ 2 │ │ 3 │ │ 4 │ │ 5 │ adverse
│ └─────┘ └─────┘ └─────┘ └─────┘ └─────┘
│ ↑ ↑ ↑ ↑ ↑
│ ^ │ │ ... │
│ . . │ │ . . │
│ .ŞI . │ │ . SAU . │
│ . ... . │ │ . . . . . │
│ ↑ ↑ │ │ . ↑ ↑ . │
│ ┌──┘ └──┐ │ │ │ │ │
│ │ │ │ │ ┌──┘ └──┐ │
│ _┴_ _┴_ _┴_ _┴_ _┴_ _┴_ _┴_ Evenimente
│ (1.1) (1.2) (2.1) (3.1) (4.1) (4.2) (5.1) primare
↓ ─── ─── ─── ─── ─── ─── ───
Figura 5.1. Arborele evenimentelor
(18) Construcţia arborelui evenimentelor adverse se face pornind de la evenimentul final şi se dezvoltă pe nivele inferioare succesive, căutând pentru fiecare eveniment advers identificat evenimentele adverse care îl declanşează. Arborele se alcătuieşte utilizând un sistem deductiv şi se încheie atunci când pe ultimul nivel se identifică evenimentele primare care iniţiază mecanismul de cedare sau de rupere anterior definit. Combinarea evenimentelor este asigurată de funcţiile logice "ŞI" şi "SAU" care au o reprezentare simbolică standard. (19) Probabilitatea de apariţie a unui eveniment final nedorit (stare critică, cedare etc.) se determină din sumarea probabilistă a probabilităţilor parţiale aferente evenimentelor din arborele evenimentelor adverse. Se porneşte de la baza arborelui către vârf. La fiecare nivel imediat următor, probabilitatea de apariţie a evenimentului advers este dată de: a) suma probabilităţilor evenimentelor atunci când acestea sunt independente şi sunt legate prin operatorul logic SAU; b) produsul probabilităţilor evenimentelor atunci când acestea sunt condiţionate şi sunt legate prin operatorul logic ŞI. (20) Probabilităţile evenimentelor primare se definesc ca probabilităţi anuale de realizare. (21) Atunci când evenimentele primare sunt acţiuni cu revenire ciclică, aşa cum sunt precipitaţiile, viiturile sau cutremurele, definirea probabilităţilor anuale se bazează pe studiul statistic al maximelor anuale. (22) Atunci când evenimentele primare nu sunt legate de factorii naturali şi nu au nici repetabilitate ciclică, atribuirea probabilităţilor anuale se bazează pe cazuistica raportată pentru lucrări similare. (23) În cazul evenimentelor primare pentru care nu există date statistice se recurge la aprecieri subiective ale probabilităţilor relative de apariţie. 5.2.5. Arborele consecinţelor (24) Arborele consecinţelor permite asocierea probabilităţii de apariţie a ruperii barajului cu natura şi mărimea consecinţelor şi constă într-o reprezentare grafică a secvenţelor de evenimente defavorabile care sunt declanşate de evenimentul nedorit (stare critică sau rupere produsă la baraj). (25) Eveniment iniţiator este evenimentul nedorit iar evenimentele finale sunt consecinţele care servesc evaluării riscului. (26) Arborele se ramifică printr-un operator DA/NU la fiecare eveniment indus analizat şi se dezvoltă pe niveluri succesive până la identificarea consecinţelor finale - pierderi de vieţi omeneşti, pagube materiale produse terţilor, pagube produse deţinătorului etc. (27) Ramurile arborelui consecinţelor corespund tuturor secvenţelor care pot decurge din evenimentul iniţiator, ţinând seama şi de măsurile care se pot lua pentru salvarea lucrării sau pentru diminuarea consecinţelor. (28) Probabilitatea anuală de apariţie a evenimentului iniţiator se determină pe una din următoarele căi: a) prin calcul probabilist; b) prin evaluarea probabilităţii evenimentului final din arborele evenimentelor adverse, construit pentru investigarea cauzelor evenimentului iniţiator; c) prin analiza statistică a evenimentelor iniţiatoare identice, înregistrate la un eşantion bogat de lucrări asemănătoare cu lucrarea analizată. (29) În cazul în care datele disponibile pentru barajul analizat sunt insuficiente şi deci nici una din căile de la punctul (e) pentru determinare a probabilităţii de apariţie a evenimentului iniţiator identificat nu se poate aplica, se recurge la asimilarea probabilităţii anuale de apariţie pentru anumite stări critice care conduc la rupere utilizând statisticile globale realizate pe plan mondial (vezi tabelul 5.1). Tabelul 5.1. Probabilităţii anuale de apariţie a unei anumite stări critice
┌──────────────────────────────────────┬─────────────────────────────────────┐
│ Starea critică │ Probabilitate anuală │
├──────────────────────────────────────┼─────────────────────────────────────┤
│ Viituri care depăşesc capacitatea │ 1,24 * 10^(-4) │
│ descărcătorilor │ │
├──────────────────────────────────────┼─────────────────────────────────────┤
│ Reducerea capacităţii descărcătorilor│ 0,04 * 10^(-4) │
├──────────────────────────────────────┼─────────────────────────────────────┤
│ Eroziune internă │ 0,04 * 10^(-4) │
├──────────────────────────────────────┼─────────────────────────────────────┤
│ Alunecare │ 0,075 * 10^(-4) │
├──────────────────────────────────────┼─────────────────────────────────────┤
│ Cedarea fundaţiei │ 0,15 * 10^(-4) │
├──────────────────────────────────────┼─────────────────────────────────────┤
│ Defecţiuni ale structurii │ 0,2 * 10^(-4) │
└──────────────────────────────────────┴─────────────────────────────────────┘
(30) Cuantificarea arborelui constă în atribuirea unei probabilităţi de realizare a ramurelor NU sau DA, după caz până la atingerea evenimentului final (consecinţă). Cunoaşterea uneia dintre probabilităţi este suficientă, având în vedere că P(DA) = 1 - P(NU). (31) Atunci când mai multe secvenţe conduc la aceeaşi consecinţă, probabilitatea totală aferentă acesteia se obţine din sumarea probabilităţilor evaluate pe fiecare secvenţă în parte. (32) Probabilităţile parţiale aferente bifurcaţiilor DA/NU se evaluează fie prin analiză statistică, atunci când se dispune de date suficiente privitoare la producerea evenimentului analizat la lucrări similare, fie pe baza judecăţii inginereşti a unui grup de experţi. (33) Atunci când probabilităţile de realizare a evenimentului indus se atribuie pe baza judecăţii inginereşti, se cuantifică păreri subiective, formulate pe baza experienţei proprii a experţilor. Se descrie verbal şansa de producere a unui anumit eveniment şi se utilizează echivalări numerice a acestor aprecieri (vezi tabelul 5.2). (34) Probabilitatea atribuită evenimentului analizat se determină fie ca o medie a probabilităţilor atribuite individual de către experţi, fie prin consens într-o analiză colectivă ulterioară primelor aprecieri. Judecata inginerească şi apoi cuantificarea sunt mult mai uşor aplicabile dacă arborele consecinţelor este descompus în mai multe secvenţe bine detaliate. Tabelul 5.2. Conversia în probabilităţi a părerilor formulate
┌──────────────────────────────────────┬─────────────────────────────────────┐
│ Descrierea verablă │ Probabilitatea de apariţie │
├──────────────────────────────────────┼─────────────────────────────────────┤
│ Improbabil │ 0 │
├──────────────────────────────────────┼─────────────────────────────────────┤
│ Aproape improbabil │ 0,01 │
├──────────────────────────────────────┼─────────────────────────────────────┤
│ Puţin probabil │ 0,1 │
├──────────────────────────────────────┼─────────────────────────────────────┤
│ Posibil, dar în mică măsură │ 0,25 │
├──────────────────────────────────────┼─────────────────────────────────────┤
│ Greu de precizat (incert) │ 0,5 │
├──────────────────────────────────────┼─────────────────────────────────────┤
│ Destul de posibil │ 0,75 │
├──────────────────────────────────────┼─────────────────────────────────────┤
│ Foarte posibil │ 0,9 │
├──────────────────────────────────────┼─────────────────────────────────────┤
│ Aproape sigur │ 0,99 │
├──────────────────────────────────────┼─────────────────────────────────────┤
│ Cert │ 1 │
└──────────────────────────────────────┴─────────────────────────────────────┘
5.3. Determinarea hidrografelor ruperii (35) Unda de rupere şi viitura accidentală care îi urmează este iniţiată de formarea unei breşe în frontul barat. Timpul în care se formează breşa şi dimensiunile breşei depind de tipul de baraj şi de mecanismul prin care se produce breşa. Caracteristicile proprii ale lucrării intervin, de asemenea, cu o pondere semnificativă. (36) Scenariul sau scenariile de formare a breşei corespund mecanismelor de rupere identificate şi cuantificate prin probabilităţile anuale de apariţie. Fiecărui scenariu îi corespunde un anumit hidrograf al ruperii, dependent de timpul de formare şi de dimensiunile breşei. 5.3.1. Scenarii de formare a breşei (37) În cazul barajelor din materiale locale, scenariile de formare a breşei sunt: a) la ruperea produsă prin deversare peste coronament apare o ravenare iniţială, eroziunea progresează formând întâi o breşă triunghiulară, aceasta ajunge trapezoidală până când eroziunea atinge nivelul terenului natural, după care se lărgeşte prin eroziune laterală. Timpul de formare este relativ lent, depinzând de înălţimea lamei deversante; b) la ruperea produsă prin eroziune internă în corpul barajului calea preferenţială de infiltraţii se măreşte prin antrenare de material până devine orificiu, apoi cavernă, umplutura se prăbuşeşte şi apare o breşe dreptunghiulară care se lărgeşte prin eroziune laterală. În primele faze breşa nu poate fi sesizată, după care se produce o rupere rapidă; c) la ruperea produsă prin eroziune internă în terenul de fundare infiltraţia cu antrenare de material prin terenul de fundare formează caverne, care prin prăbuşire creează o breşă dreptunghiulară în baraj, dezvoltată ulterior prin eroziune laterală. Breşa se formează rapid. (38) În cazul barajelor din beton, de greutate sau cu contraforţi, scenariile de formare a breşei sunt: a) la ruperea prin alunecare pe talpă două-trei ploturi sunt antrenate spre aval după care breşa se poate extinde prin antrenarea succesivă a ploturilor vecine. Breşa iniţială apare practic instantaneu; b) la ruperea prin cedarea fundaţiei o parte din terenul de fundaţie, de obicei spre unul dintre versanţi, este dislocată antrenând o serie de ploturi. Breşa apare practic instantaneu; c) la ruperea prin deversare peste coronament se produc eroziuni în aval, care destabilizează ploturile antrenând fie o alunecare spre aval, fie chiar răsturnarea. Breşa apare practic instantaneu, dar timpul de producere a ruperii este îndelungat. (39) În cazul barajelor arcuite, indiferent de mecanismul de cedare, ruperea este completă şi practic instantanee. 5.3.2. Dimensiuni şi timpi de formare a breşei (40) În cazul barajelor din pământ breşa are o formă trapezoidală cu profunzimea egală cu înalţimea barajului. Timpul de formare a breşei este în cele mai multe cazuri mai mic de 3 ore. Dimensiunea finală a breşei are o dezvoltare la coronament de circa 3 ori mai mare ca înălţimea barajului şi pante laterale de 45° ... 60°. (41) În cazul barajelor de beton ruperea afectează 20...30 % dintre ploturi, iar timpul de producere este sub 10 minute. (42) Timpul de formare a breşei la ruperea prin deversarea coronamentului se determină ţinând cont că barajele de pământ cu materiale coezive la coronament pot rezista la o deversare cu o lamă de 0,30 ... 0,50 m timp de câteva ore, iar barajele din anrocamente pot rezista la o deversare cu o lamă de până la 1 m, dar la acestea odată ce breşa s-a format aceasta creşte foarte repede. (43) Dimensiunile finale ale breşelor formate prin eroziune internă pot fi stabilite în funcţie de adâncimea apei la baraj H(0) şi de gradul de compactare al umpluturilor (vezi tabelul 5.3). Tabelul 5.3. Parametri breşelor formate prin eroziune internă
┌────────────┬─────────────┬─────────────────────┬──────────────────────┐
│ Rezistenţa │ Compactarea │ Dimensiunea la bază │ Înclinarea pereţilor │
│ │ │ a breşei (Heft) │ breşei (ι) │
├────────────┼─────────────┼─────────────────────┼──────────────────────┤
│ 1 │ slabă │ H(0)/5 │ 45° │
├────────────┼─────────────┼─────────────────────┼──────────────────────┤
│ 2 │ mediocră │ 2 H(0)/3 │ 30° │
├────────────┼─────────────┼─────────────────────┼──────────────────────┤
│ 3 │ bună │ 4 H(0)/9 │ 10° │
└────────────┴─────────────┴─────────────────────┴──────────────────────┘
5.3.3. Determinarea hidrografului undei de rupere (44) Hidrograful ruperii depinde de scenariul de formare a breşei, de timpul de dezvoltare a acesteia şi de condiţiile de curgere din aval. Aceste elemente depind la rândul lor de alcătuirea constructivă a barajului analizat, de istoricul comportării acestuia şi de condiţiile naturale din amplasament - regim hidrologic şi geologie. (45) Dacă breşa se formează ca urmare a deversării peste coronament debitul undei de rupere include şi din debitul viiturii afluente în lac. Dacă ruperea are loc prin celelalte mecanisme debitul undei de rupere este dat exclusiv de scurgerea prin breşe a apei din lac. (46) Hidrograful debitelor produse de rupere se determină asimilând scurgerea apei din lac cu o curgere peste un deversor cu prag lat, a cărui sarcină şi dimensiuni se reevaluează la timpi succesivi de calcul. (47) În cazul barajelor de pământ omogene sau cu etanşare la paramentul amonte se admite ruperea progresivă. Se stabilesc viteza de creştere a adâncimii breşei şi de extindere a acesteia considerând forma trapezoidală. Până la atingerea debitului maxim din hidrograful de rupere, care se produce relativ repede, se admite de cele mai multe ori că sarcina hidraulică se menţine constantă, după care se ţine seama şi de scăderea nivelului apei din lac pe măsură ce se produce evacuarea apei. După atingerea dimensiunilor maxime prognozate, breşa se menţine constantă în timp. (48) În cazul barajelor de beton se atribuie un timp de rupere pentru un plot şi se consideră că într-un interval scurt de timp (cca. 10 minute) breşa se dezvoltă după o lege liniară unică sau biliniară. Ruperea succesivă a celorlalte ploturi se face după o lege propusă, care ţine seama de numărul total de ploturi afectate şi de timpul total de rupere ales. 5.4. Calculul propagării undei de rupere (49) Propagarea în aval a viiturii create de unda de rupere are un pronunţat caracter tridimensional. Modificările albiei majore în lungul curgerii (tronsoane mai înguste alternante cu altele largi, afluenţii, podurile, structurile de control) produc acceleraţii cu componente orizontale şi verticale pe axa curgerii. Apa poate curge lateral extinzându-se în degajamente sau spre albiile afluenţilor. (50) Modelarea bidimensională este metoda de rezolvare recomandată pentru situaţiile curente, cu albii meandrate şi cu localităţi în vecinătatea cursului de apă analizat. (51) Determinarea prin calcule a zonei inundate şi a caracteristicilor scurgerii în această zonă trebuie să ţină seama de: a) valorile mari ale vârfului curgerii şi a adâncimilor de apă asociate; b) inundarea rapidă a albiei majore, cu efecte bidimensionale semnificative; c) forma foarte neregulată a suprafeţei libere şi prezenţa şocurilor oblice; d) curgerea peste terenuri normal uscate, cu efecte disipative specifice; e) transportul în suspensie a materialului erodat din lac şi eventual a fragmentelor din baraj; f) efectele de graniţă la confluenţa cu afluenţii. (52) Rezultatele studiului de inundabilitate se prezintă atât tabelar, cât şi prin reprezentare pe hartă. Tabelele se întocmesc pentru fiecare secţiune transversală (localizată pe hartă) şi cuprind cel puţin debitul iniţial al curgerii înainte de sosirea undei de rupere, debitul maxim, momentul la care se produce debitul maxim, nivelul iniţial al apei, nivelul maxim atins, momentul la care se produce nivelul maxim, viteza maximă de curgere. Harta de inundabilitate trebuie să indice: a) poziţiile secţiunilor de calcul; b) conturul zonei inundate, ca o înfăşurătoare a nivelelor maxime atinse în secţiunile de calcul; c) conturile zonelor inundate la intervale succesive de 0,5 h după producerea ruperii; d) timpul în care se atinge nivelul maxim în secţiunea de calcul, măsurat de la producerea breşei. (53) Rezultatele studiului de inundabilitate pot fi mai bine utilizate dacă sunt integrate într-un model SIG (Sistem Informatic Geografic). Prin tehnica over lay-urilor, toate datele de interes pot fi stocate, cu reprezentări specifice pentru nivele, viteze, timpi etc. 5.5. Cuantificarea consecinţelor (54) Evaluarea consecinţelor trebuie diferenţiată în funcţie de scenariul de rupere. Dacă ruperea este produsă ca urmare a viiturilor, consecinţele ruperii se exprimă ca diferenţă între pierderile de vieţi omeneşti şi respectiv pagubele materiale provocate de unda de rupere şi aceleaşi categorii de efecte produse de viitura tranzitată în aval în cazul în care barajul rezistă. Dacă ruperea se produce în condiţii hidrologice normale, consecinţele ruperii sunt egale cu cele produse de unda de rupere. (55) Dacă barajul analizat face parte dintr-o amenajare în cascadă, la consecinţe se adaugă efectele din aval prin ruperea barajelor care nu pot prelua trecerea undei de rupere în condiţii normale sau excepţionale de exploatare. Dacă timpul o permite, se poate face pregolirea lacurilor din aval, care uşurează condiţiile de tranzitare a undei de rupere. 5.5.1. Evaluarea pierderilor de vieţi omeneşti (56) Pentru evaluarea pierderilor de vieţi omeneşti potenţial produse (PVO) în urma unei ruperi de baraj sunt necesare: a) determinarea populaţiei expuse riscului (PER); b) aprecierea timpului disponibil pentru evacuare, în condiţiile în care există sisteme de avertizare-alarmare şi planuri de evacuare (T(e)). (57) Populaţia expusă riscului (PER) este populaţia aflată la momentul ruperii în interiorul zonei inundabile. Dacă ruperea se datorează unor viituri excepţionale PER este populaţia aflată în zona delimitată de cota nivelului maxim natural al râului şi nivelul catastrofal rezultat în urma ruperii. Populaţia expusă riscului se estimează în funcţie de populaţia rezidentă (PR). Populaţia rezidentă în zona inundabilă se determină din datele de evidenţa populaţiei. Dacă în zona inundabilă sunt staţiuni sau zone turistice cunoscute (eventual campinguri), atunci în populaţia rezidentă trebuie incluse, în funcţie de sezon şi persoanele sezoniere. Dacă ruperea se produce în cursul zilei
1
PER = 0,6 PR + ── x 0,6 PRf
10
al doilea tremen corespunzând populaţiei flotante, celor care lucrează în zona sau celor aflaţi în tranzit (PRf). Dacă ruperea se produce noaptea: PER = PR (58) Relaţiile dintre pierderile de vieţi omeneşti (PVO) şi populaţia expusă riscului în funcţie de timpul disponibil pentru evacuare T(e) sunt date în tabelul 5.4. Tabelul 5.4. Evaluarea pierderilor de vieţi omeneşti în funcţie de populaţia expusă riscului şi de timpul de evacuare
┌─────────────────────────┬──────────────────────────────────────────────────┐
│ Timp evacuare │ PVO │
│ T(e) ├─────────────────────────┬────────────────────────┤
│ │ Ziua │ Noaptea │
├─────────────────────────┼─────────────────────────┼────────────────────────┤
│ Fără alarmare │ 90% PER │ 100% PER │
│ T(e) = 0 │ │ │
├─────────────────────────┼─────────────────────────┼────────────────────────┤
│ T(e) < 15 min │ 1 │ 1 │
│ │ ─ PER │ ─ PER │
│ │ 3 │ 2 │
├─────────────────────────┼─────────────────────────┼────────────────────────┤
│ 15 min < T(e) < 1,5 ore │ PER^(0,6) │ PER^(0,6) │
├─────────────────────────┼─────────────────────────┼────────────────────────┤
│ T(e) > 1,5 ore │ 0,0002 PER │ 0,0002 PER │
└─────────────────────────┴─────────────────────────┴────────────────────────┘
(59) Timpii disponibili pentru evacuare T(e) se apreciază din datele privind intervalul de timp scurs de la declanşarea alarmei şi până la rupere şi respectiv din timpii de sosire ai undei de rupere, pe zone. (60) Utilizând rezultatele calculelor de tranzitare a undei de rupere se delimitează, în interiorul zonei inundate, zonele cu T(e) < 15', 15' < T(e) < 1,5 h şi respectiv T(e) > 1,5 h. (61) Pierderile de vieţi omeneşti se apreciază pe baza relaţiilor din tabelul 5.4, defalcând populaţia expusă riscului pe zonele astfel delimitate. 5.5.2. Evaluarea pagubelor materiale (62) Evaluarea pagubelor materiale directe se face pe baza datelor furnizate de studiul de inundabilitate şi de inventarul bunurilor economice ale zonei potenţial inundabile. (63) Inventarul bunurilor economice se face pe sectoare, cuprinse între secţiunile de calcul utilizate în studiul de inundabilitate. El cuprinde: a) numărul şi valoarea clădirilor (se excud clădirile construite fără autorizaţie în zone inundabile la viituri naturale); b) dotările şi estimarea valorică a acestora; c) industriile, cu valoarea de inventar şi valoarea producţiei; d) animalele; e) suprafeţele de teren, pe tipuri de folosinţe cu valoarea apreciată a recoltei pentru cele cultivate; f) reţelele de utilităţi (apă, canal, gaze, telefonie etc.) şi valorile lor; g) căile de comunicaţie şi valorile unitare şi totale. (64) Se definesc trei zone de gravitate a avariilor aduse bunurilor din zona inundată în funcţie de produsul dintre adâncimea apei h şi viteza de curgere (niu) : a) distrugere totală: h * (niu) > 7 mý/s; (niu) > 2 m/s ; b) distrugere parţială: 3 mý/s < h * (niu) < 7 mý/s ; (niu) > 2 m/s ; c) pagube din inundaţie: h * (niu) < 2 mý/s; (niu) < 2 m/s. (65) În zona de distrugere totală se consideră că pagubele sunt egale cu valoarea de inventar a bunurilor, în zona de distrugere parţială pagubele sunt de 40...60% din valoarea de inventar, în timp ce în zona cu viteze şi înălţimi reduse evaluarea pagubelor se face extrapolând datele înregistrate la inundaţii naturale în acelaşi bazin sau în bazine similare. (66) Pagubele indirecte, produse asupra zonei afectate dar şi asupra zonelor limitrofe (dezorganizarea vieţii sociale, îngreunarea transportului, afectarea comerţului şi producţiei industriale etc.) sunt diferenţiate pe tipuri de activitate: a) pentru mediul rural: 20% din totalul pagubelor directe; b) pentru industrie şi comerţ: 120-150% din totalul pagubelor directe; c) pentru căile de comunicaţie: 100% din totalul pagubelor directe. 5.5.3. Evaluarea efectelor asupra mediului (67) Evaluarea monetară a efectelor asupra mediului este obligatorie şi posibilă în cazul inundării de către unda de rupere a zonelor protejate sau a siturilor cu valoare istorică şi, respectiv, dacă unda de rupere provoacă poluarea accidentală a zonei prin inundarea depozitelor de deşeuri sau a staţiilor de tratare a apelor uzate. (68) Valorile monetare sunt atribuite pe baza valorii de patrimoniu în primul caz, respectiv pe baza costurilor depoluării şi tratării efectelor asupra sănătăţii publice în al doilea caz. (69) Cuantificarea celorlalte efecte asupra mediului natural se poate face prin înţelegere între autorităţile de mediu şi deţinătorii de utilităţi cu baraje ţinând seama că: a) multe efecte nu sunt explicite şi imediate; b) efectele asupra ecosistemelor sunt uneori subtile şi greu de cuantificat; c) atribuirea unor valori monetare este lipsită de temei în lipsa unei pieţe; d) incertitudinile în evaluarea consecinţelor de ordinul doi sunt mai mari decît cele asociate pierderilor economice. CAP. 6 EVALUAREA RISCULUI (1) Evaluarea riscului este etapa în care se decide dacă riscul estimat este în limite tolerabile şi barajul se poate exploata fără restricţii, sau, dimpotrivă, nivelul riscului este inacceptabil şi se impun în primă urgenţă restricţii de exploatare şi ulterior intervenţii constructive. (2) Riscul tolerabil, sau acceptat, este riscul exprimat explicit pe care societatea îl tolerează şi îl impune prin reglementări speciale. (3) Evaluarea riscului pentru barajele aflate în fază de proiectare sau de execuţie se face în paralel cu evaluare siguranţei pe baze deterministe, utilizând normele şi standardele în vigoare. Încadrarea exigenţelor de performanţă în limitele prescrise de norme conduce la "siguranţă normată" şi, prin extensie, la "riscul normat". 6.1. Riscului acceptat ca rată anuală a piederilor de vieţi omeneşti (4) Riscul acceptat se defineşte prin limitele trasate în diagram 6.1 care are în abscisă pierderile de vieţi omeneşti (N) în cazul avarierii sau ruperii barajului şi în ordonată probabilitatea anuală de producere a evenimentului (F). Limitele sunt mai severe în cazul accidentelor care implică un număr mare de decese.
1.E-02 ┌─────┬─────┬─────┬─────┐
│F │ │ │ │
│ │ │ │ │
1.E-03 █─────┼─────┼─────┼─────┤
│ █ │┌────┴─────┴─────┤ Diagrama 6.1.
│ █ ││Risc intolerabil│ Limetele riscului tolerabil
1.E-04 █─────█┴────┬─────┬─────┤
│ █ │ █ │ │ │
│ █ ├───▀\'af┐│ │ │
1.E-05 ├─────▌MSRR├█─────┼─────┤
│ ├─▄\'5f──┘│ █ │ │
│ │ █ │ █ │ │
1.E-06 ├─────┼─────█─────██████┤
├─────┴─────┴─▀\'af┐ │ │
│Risc tolerabil│█ │ │
1.E-07 │ Acceptat ├──██████┤
├─────┬─────┬──┘ │ │
│ │ │ │ N│
1.E-08 └─────┴─────┴─────┴─────┘
1 10 100 1000 10000
MSRR - măsuri suplimentare de reducere a riscului
(5) Zona MSRR din diagramă semnifică faptul că deţinătorul trebuie să ia măsuri supimentare de reducere a riscului pentru al aduce, dacă nu în limitele celui tolerabil, cel puţin la nivelul risc atât de mic cât este raţional posibil să se obţină. Se recomandă ca în situaţia în care riscul barajului se situează în zona MSRR să se detalieze studiul de risc pentru fundamentarea deciziilor. 6.2. Riscul acceptat ca rata anuală a pagubelor materiale (6) Riscul acceptat se stabileşte prin comparaţie cu pagubele înregistrate la alte accidente grave din domeniul ingineriei civile. (7) Se consideră acceptabilă o rată anuală a riscului de 10000 EURO/an, ceea ce revine a impune o probabilitate de cedare egală sau mai mică de 10^(-4) dacă pagubele produse terţilor sunt de ordinul a 100 milioane de EURO şi respectiv de 10^(-6) dacă pagubele produse terţilor sunt de ordinul a 10 miliarde EURO. (8) Dacă consecinţele ruperii barajului sunt numai pierderi economice, exprimabile în unităţi monetare, atunci riscul acceptat se determină pe baza unor analize economice. Costurile implicate în reducerea riscului se compară cu rata aşteptată a pagubelor, iar riscul acceptabil rezultă dintr-un proces de minimizare a cheltuielilor totale sau de maximizare a beneficiului pentru societate. CAP. 7 CONTROLUL RISCULUI (1) Controlul riscului constă în adoptarea măsurilor ce asigură menţinerea riscului în limite tolerabile. (2) Reducerea riscului la un minim raţional este o obligaţie legală şi morală a deţinătorilor de baraje şi amenajări hidrotehnice precum şi a administraţiei publice locale şi centrale. (3) Reducerea riscului se poate realiza prin măsuri care să acţioneze asupra celor două componente majore ale riscului: a) Reducerea probabilităţii de producere a cedării, prin măsuri structurale sau activităţi legate de managementul siguranţei, cum ar fi urmărirea comportării în exploatare (monitoringul), inspecţiile periodice, etc. b) Reducerea consecinţelor în cazul ruperii barajului, prin măsuri de avertizare- alarmare-evacuare, sau prin relocarea permanentă a populaţiei expuse riscului. (4) Direcţiile majore de acţiune în controlul riscului sunt creşterea siguranţei structurale, urmărirea comportării (supravegherea) construcţiilor şi avertizarea, alarmarea şi evacuarea populaţiei în caz de rupere iminentă. (5) Pentru lucrările noi creşterea siguranţei structurale se realizează prin proiectare competentă, bazată pe studii adecvate şi prin calitatea execuţiei lucrărilor. (6) Pentru lucrările existente, pe lângă premizele asigurate de proiectare şi execuţie trebuie asigurate întreţinerea şi reparaţiile curente, precum şi lucrările de creştere a gradului de siguranţă, prin intervenţii constructive, atunci când acestea sunt necesare. 7.1. Creşterea siguranţei structurale (7) Creşterea siguranţei structurale se poate realiza numai printr-un sistem integrat de măsuri structurale şi non-structurale. (8) Pentru barajele noi dimensionarea şi detaliile constructive trebuie să respecte normele tehnice atât în conţinut cât şi în spirit. În funcţie de condiţiile hidrologice, seismice şi de fundare, precum şi în funcţie de caracteristicile proprii ale barajului se identifică mecanismele de rupere şi se prevăd detalii constructive adecvate, care aduc creşteri semnificative ale siguranţei. Pe lângă exigenţele generale de calitate impuse pentru execuţie şi modul de verificare şi evidenţă a acestora, specificaţiile tehnice trebuie să evidenţieze şi categoriile de lucrări a căror calitate condiţionează nemijlocit siguranţa lucrării. (9) La barajele existente, siguranţa structurală se menţine prin lucrări de întreţinere şi de reparaţii curente şi/sau prin intervenţii constructive, atunci când performanţele funcţionale ale lucrărilor sunt afectate de o comportare nesatisfăcătoare a barajului sau de producerea unor deteriorări sau distrugeri ale lucrărilor datorită unor factori care nu au putut fi anticipaţi corect la proiectare. (10) Măsurile non-structurale se referă la intervenţii în bazinul hidrografic pentru diminuarea viiturilor sau pentru reducerea transportului aluvionar, la exploatarea corectă, în acord cu caracteristicile lucrării şi eventual cu prognoza, incluzând şi restricţiile în exploatare impuse de anumite mecanisme de rupere depistate ulterior, la organizarea unui sistem de prognoză fiabil referitor la hidrologia de exploatare etc. 7.2. Urmărirea comportării barajelor (11) Reducerea riscului prin urmărirea continuă a comportării barajului şi a mediului lui eficient este operantă numai dacă respectiva activitate este realizată de un personal competent şi este integrată într-un sistem organizatoric care prevede competenţe şi responsabilităţi clare. (12) Detalierea activităţii de urmărire a comportării barajelor se face conform prevederilor STAS 7883-90 Construcţii hidrotehnice. Supravegherea comportării în timp. Prescripţii generale, precum şi în actele normative şi reglementările tehnice privind urmărirea comportării construcţiilor hidrotehnice, aplicabile, în vigoare. (13) O evaluare completă a stării şi comportării barajului poate fi realizată prin controale vizuale, măsurători cu ajutorul aparaturii de măsură şi control (AMC), precum şi prin manevre profilactice ale echipamentelor electro-hidro-mecanice şi verificări ale sistemelor de alimentare cu energie electrică, inclusiv ale generatoarelor de avarie. (14) Urmărirea comportării barajului în timpul construcţiei şi exploatării curente, printr- un sistem adecvat de instrumente şi aparatură de supraveghere, reprezintă o condiţie esenţială de îmbunătăţire a condiţiilor de siguranţă ale lucrării. Fiind o componentă integrantă a proiectului, sistemul de supraveghere trebuie proiectat odată cu barajul, de preferat de aceeaşi echipă de ingineri. Sistemul AMC trebuie privit ca un sistem dinamic, care poate cere montarea unei aparaturi suplimentare în funcţie de simptomele lucrării sau chiar renunţarea la măsurarea anumitor parametrii atunci când valorile lor se dovedesc a fi evident eronate sau lipsite de semnificaţie. 7.3. Avertizare-alarmare-evacuare (15) Deţinătorul cu orice titlu al unui baraj are obligaţia de a elabora: a) un plan intern pentru răspuns de urgenţă specific barajului, care include intervenţiile deţinătorului barajului ca răspuns la condiţii neobişnuite sau de urgenţă; b) un plan de pregătire pentru situaţii de urgenţă pentru acţiuni în exteriorul sistemului propriu al barajului; (16) Alarmarea şi evacuarea reprezintă o parte integrantă a ansamblului de măsuri de urgenţă declanşat de depistarea unor fenomene periculoase sau situaţii critice. (17) Obiectivul urmărit de sistemul de alarmare şi evacuare este de a evacua populaţia expusă înainte de producerea evenimentului catastrofal, pentru salvarea populaţiei din zona afectată de avarierea barajului. (18) Pentru întocmirea planurilor de alarmare-evacuare sunt necesare: a) sistemul de prognoză şi avertizare în cazul situaţiilor critice; b) hărţile de inundabilitate în cazul formării undei de rupere, în care sunt specificate nivelurile maxime şi timpul în care acestea se realizează; c) hărţi de detaliu ale zonei potenţial afectate, în care sunt figurate cotele şi căile de comunicaţie; d) recensământul recent al populaţiei din zona potenţial afectată. (19) Planurile de alarmare-evacuare trebuie să conţină două variante, care să diferenţieze cazul unor ruperi produse de viituri excepţionale de cazul ruperii neaşteptate (provocată de cutremur sau de fenomene adverse nedetectate). (20) Funcţionarea sistemului de avertizare-alarmare şi a planului de avertizare - alarmare - evacuare se verifică împreună cu comitetul pentru situaţii de urgenţă. (21) Existenţa planurilor de alarmare-evacuare precum şi probabilitatea funcţionării lor conform prevederilor va fi luată în considerare la calculul efectelor şi pagubelor produse de ruperea barajelor. Referinte tehnice McDonald L., 1994 - ANCOLD risk assessment guidelines - Seminar "Acceptable Risk for Extreme Event in the Planning and Design of Major Infrastructure" - Sydney. Fry, J.J., 1998 - Risk analysis, risk management and data bases - Progress report, European Working Group, Barcelona. ICOLD, 1995 - Dam Failures - Statistical Analysis - Bulletin 99. ICOLD, 2006 - Risk Assessment in Dam Safety Management. ICOLD Bulletin 130. Paris. Oosthuizen, C., Hattingh, C., L.- 2007 - Dam Safety Risk Assessment - A South African Perspective - Proc. of ICOLD Symposium: \'bdDam Safety Management. Role of State, Private Companies and Public in Designing, Constructing and Operating of Large Dams╗, Saint Petersburg Rettemeier, K., 2000 - Risk Assessment- New Trends in Germany - Proceedings of 20th ICOLD Congress, Q76, R41, Beijing. Smith, D.I., 1992 - Damage estimation and preparadness for dam failure flooding - ANCOLD Bulletin No. 50. Zielinski, P., A., 2009 - Dam safety management - Proceedings of 23rd ICOLD Congress Q91, General report, Brasilia. ANEXE I. Exemplu de calcul a probabilităţii de cedare prin aplicarea metodei statistice II. Exemplu de calcul a probabilităţii de cedare prin aplicarea arborelui evenimentelor adverse III. Exemple de calcul a probabilităţilor de apariţie a consecinţelor prin aplicarea arborilor consecinţelor IV. Exemplu de calcul a hidrografului ruperii VI. Exemplu de apreciere a pierderilor de vieţi omeneşti produse de ruperea unui baraj ANEXA I Exemplu de calcul a probabilităţii de cedare prin aplicarea metodei statistice (1) Exemplul se referă la analiza probabilităţii de rupere a unui baraj stăvilar, având drept mecanism de cedare deversarea peste coronament datorită blocării stavilelor. (2) Conform articolului din normativ 5.2.1. Metoda statistică, punctul (a). probabilitatea de rupere se defineşte ca fiind raportul dintre numărul de cedări înregistrate şi produsul dintre numărul de lucrări şi numărul de ani de exploatare al barajelor pentru care există observaţii. (3) Dacă populaţia statistică conţine N baraje de acelaşi tip, având durate de exploatare t(i) (i = 1, N) şi în perioada de observaţie s-a înregistrat n(r) ruperi, atunci probabilitatea anuală de rupere este:
n(r)
P(r)= ────
N
Σ i t(i)
1
(4) Admiţând că în exemplul ales numărul de stăvilare monitorizate este 112, cu perioade de exploatare cuprinse între 2 şi 40 de ani, iar numărul de cazuri de blocare a stavilelor este 2, atunci:
2
P (cedare prin = ──── = 0,000811 = 8.11 * 10^(-4),
blocarea stavilelor) 2464
unde 2464 este numărul de stăvilare an la care se referă cazuistica,
N
rezultat din Σ t(i), cu t(i), cu ti perioadele de exploatare a
1
fiecăruia dintre stăvilarele i.
ANEXA II Exemplu de calcul a probabilităţii de cedare prin aplicarea arborelui evenimentelor adverse (5) Exemplul de calcul are ca suport barajul Poiana Uzului. Este un baraj cu contraforţi, de 80 m înălţime, dat în exploatare în 1972, pentru a crea o acumulare de 90 mil. mc în scopul alimentării cu apă a zonei industriale din aval. Date privind barajul (6) Barajul este format din 33 de ploturi de 15 m lăţime, dintre care trei sunt de construcţie masivă, la versanţi, trei sunt deversante, în zona centrală şi restul sunt de tip curent (fig. AII.1). Plotul de tip curent este alcătuit dintr-o ciupercă de formă poligonală, de 15 m lăţime, înclinată în elevaţie cu 1:0,5 şi rezemată pe toată înalţimea pe un contrafort lat de 5 m. Contrafortul reazemă la rândul lui pe un soclu (talpă) de fundare de 15 m lăţime, egală cu a ciupercii. În acest fel barajul are o fundaţie continuă, similară cu aceea a barajelor de greutate clasice la care subpresiunea se manifestă pe întreaga suprafaţă de contact. Soclul serveşte totodată ca suport al unei lestări cu materiale locale, lestare care aduce un aport suplimentar la asigurarea stabilităţii la alunecare. La contactul cu roca de fundare, în lungul rosturilor dintre ploturi, sunt prevăzute galerii de drenaj şi vizitare. Figura AII.1. Barajul Poiana Uzului: elemente constructive şi date din măsurători.----- NOTA(CTCE) Imaginea reprezentând elementele constructive şi datele din măsurători ale Barajului Poiana Uzului, se găseşte în Monitorul Oficial al României, Partea I, Nr. 659 bis din 18 septembrie 2012, la pagina 34 (a se vedea imaginea asociată). (7) Roca de fundare este alcătuită din gresii în strate metrice, între care se găsesc intercalaţii de şisturi argiloase. Impermeabilizarea terenului de fundare s-a realizat printr-un voal de etanşare, executat pe trei şiruri. Drenarea fundaţiei s-a realizat, pentru fiecare plot, prin foraje de 20 m adâncime, poziţionate la 10 m în aval de voal. (8) Mecanismele de cedare s-au stabilit pornind de la particularităţile (incidentele) de comportare a barajului. Incidente în exploatare (9) Comportarea particulară, atipică, a barajului a fost înregistrată în anii 1979, 1981, şi în special s-a manifestat prin creşterea bruscă a debitelor drenate în foraje, cu precădere la versantul drept, şi deplasări anormale ale ploturilor 4...14, cu maxime în zona ploturilor 7...11. Faţă de tendinţa generală de deplasare spre amonte, indusă de variaţia de temperatură, apar brusc o deplasare spre aval şi o ridicare a plotului. Infiltraţiile crescute şi deplasările atipice au fost atribuite, în mod corect, creşterii de subpresiune pe talpă. Analiza ulterioară a datelor din măsurători au pus în evidenţă dependenţa debitelor drenate de nivelul din lac, dar şi faptul că la acelaşi nivel de apă din lac debitele drenate se reduc pe măsură ce temperatura contrafortului creşte. S-a constatat astfel că permeabilitatea rocii şi a voalului depinde de starea de efort din zona piciorului amonte. În sezonul cald şi/sau la nivele reduse în lac în zona amonte sunt compresiuni şi permeabilitatea este mai redusă. La nivele ridicate în lac, asociate cu temperaturi scăzute ale contraforţilor, în zona piciorului amonte apar întinderi, care deschid fisuraţia, afectează voalul şi produc creşteri ale debitelor infiltrate, care, neputând fi drenate imediat creează majorarea subpresiunilor. (10) Un al doilea element particular de comportare îl constituie fisurarea barajului. Fisurile şi deschiderile de rosturi interlamelare sunt grupate în vecinătatea rosturilor permanente de contracţie din contraforţi. Ele se dezvoltă cu precădere spre versantul drept (ploturile 4...16) şi sunt asociate cu incidentele semnalate, punând în evidenţă faptul că nu sunt datorate execuţiei, ci comportării structurale. Măsurătorile din exploatare au semnalat de altfel deplasari relative importante între feţele rosturilor permanente. Mecanismele de cedare selectate (11) Din analiza particularităţilor constructive şi de fundare, precum şi din interpretarea incidentelor din exploatare s-au reţinut trei mecanisme care pot conduce la avarierea barajului: a) alunecarea pe talpa de fundare a ploturilor, în special a celor din zona versantului drept; b) alunecarea unor mase de rocă din versantul drept împreună cu ploturile aferente, pe orizonturile de şisturi argiloase dintre pachetele de gresii; c) dezvoltarea fisuraţiei existente, cu străpungere spre amonte şi pătrunderea apei în fisuri cu exercitarea de presiuni pe feţele acestora. (12) Cele trei mecanisme conduc fiecare către o stare critică, definită generic avarie, care poate evolua către rupere. Investigând cauzele care pot conduce la declanşarea mecanismelor de avariere a rezultat arborele evenimentelor adverse din figura AII.2.
┌─────────┐
│AVARIEREA│
│BARAJULUI│P(0)=9,87*10^(-3)
└────┬────┘
.┴.
. .
. SAU .
. . . . .
P(11)/P(0)= 78% . │││ . 7%=P(13)/P(0)
┌─────────────────────────┘│└──────────────────────────┐
│ P(12)/P(0)=15% │
│P(11)=7,74*10^(-3) │ P(13)=6,35*10^(-4)│
┌────────┴───────┐ │ ┌──────┴───────┐
│Alunecare pe │ P(12)=1,5*10^(-3) │Dezvoltarea de│
│talpa de fundare│ ┌────────────────┴──────────────────┐ │fisuri cu │
└────────────────┘ │Alunecarea ploturilor versant drept│ │străpungere în│
↑ │împreună cu roca pe orizonturile de│ │amonte │
a) │şisturi de fundaţie │ └──────────────┘
└───────────────────────────────────┘ ↑
↑ c)
b)
Figura AII.2. Arborele probabilistic al evenimentelor adverse pentru barajul Poiana Uzului. Principalele mecanisme care pot duce la avarie. (13) Pentru evenimentul advers "alunecare pe talpa de fundare" arborele se dezvoltă în figura AII.2, a. Cauzele posibile ale evenimentului pot fi fie creşterea excesivă a subpresiunilor, fie pierderea forţelor stabilizatoare date de greutatea lestului de pe talpa contraforţilor.
┌────────────────┐
│Alunecare pe │
│talpa de fundare│P(11)=7,74*10^(-3)
└────────┬───────┘
.┴. . . . SAU . . . . . . 96% . │ │ . 4%
┌─────────────────────────┘ └───────────────────────┐
│P(21)=7,5*10^(-4) P(22)=2,4*10^(-4)│ │ │
┌────────┴─────────┐ ┌──────────────┴────────────┐
│Creşterea excesivă│ │Spălarea umpluturii de │
│a subpresiunilor │ │lestare datorită deversării│
└──────────┬───────┘ │peste coronament │
.┴. └────────────┬──────────────┘ . . .┴. . SAU . . . . . . . . . SAU . 87% . │ │ . 13% . . . . .
┌────────┘ └───────┐ 40% . │││ . 40%
P(31)=6,5*10^(-3) │ ┌────────────────────┘│└──────────────┐
│ │ │P(33)=1*10^(-4) 20%│ │ │ P(32)=1*10^(-4) │ │P(35)=1*10^(-4)│ │ │ ────────┴──── P(34)=4*10^(-5)│ │
┌─┴──────────┐ ──────┴───── (Debite peste ) ────────┴─ ─────────┴
│Străpungerea│( Colmatarea ) (capacitatea ) (Blocarea ) (Greşeli de)
│voalului │( drenajului ) (evacuatorilor) (stavilelor) (exploatare)
└───────┬────┘ ──────────── ───────────── ────────── ──────────
.┴. . . . SAU . Figura AII.2, a . . . . . Arborele probabilistic al evenimentelor 8% . │ │ . 92% pentru alunecarea pe talpa de fundare
┌────┘ └──────────────────────┐
│P(41)=5*10^(-4) │ ─┴──────── │P(42)=6*10^(-3)
(Spălarea ) ┌─────────┴──────────┐
(cimentării) │Efortul de întindere│
(fisurilor ) │ în voal │
────────── └─────────┬──────────┘
^ . . .ŞI . . ... .
┌──────────┘ └──────────┐
P(51)=1,2*10^(-1)│ │P(52)=5*10^(-2) ─────────┴────────── ──────────┴──────────────── (Nivele ridicate în ) (Scădere de temperatură ) (lac în perioada rece) (în contrafort -(Delta)T>12°) ──────────────────── ─────────────────────────── (14) Pentru cel de al doilea eveniment advers "alunecarea unor mase de rocă din versantul drept" arborele se dezvoltă în figura AII.2, b. (15) Alunecarea versantului drept poate fi indusă fie de cedarea ancorajelor existente, specifice lucrării, fie de creşterea excesivă a presiunii interstiţiale pe feţele de strat cu permeabilitate scăzută. (16) Dezvoltarea presiunilor interstiţiale se poate datora unei combinaţii defavorabile între precipitaţii excesive şi ineficienţa drenurilor suborizontale care ar trebui să intercepteze interstratele în cauză.
┌──────────────────────────────────┐
│Alunecare ploturilor versant drept│
│împreună cu roca pe orizonturile │
│de şisturi din fundaţie │
└─────────────────┬────────────────┘P(12)=1,5*10^(-3)
.┴.
. .
. SAU .
. . . . .
35% . │ │ . 65%
┌─────────────────────┘ └───────────────────────┐
│P(23)=5*10^(-4) P(24)=1*10^(-3)│
│ │
────────┴────────── ┌──────────────┴────────────┐
(Cedarea ancorajelor) │Creşterea presiunii între │
─────────────────── │feţele de strat │
└────────────┬──────────────┘
^
. .
.ŞI .
. ... .
┌──────────────────┘ └──────────┐
P(36)=2*10^(-1)│ P(37)=5*10^(-3)│
──────┴───── ─────────┴──
(Precipitaţii) (Ineficienţa )
(excesive ) (drenajului )
(100 l/mý, ) (suborizontal)
(lună ) ────────────
────────────
Figura AII.2, b - Arborele probabilistic al evenimentelorpentru alunecări la versantul drept. (17) Pentru evenimentul advers "dezvoltarea fisuraţiei existente, cu străpungere spre amonte" arborele evenimentelor adverse se dezvoltă în figura AII.2, c. (18) Dezvoltarea fisurilor se poate produce fie datorită unor deplasări relative mari între coloanele decupate în contrafort de rosturile permanente, fie datorită unor concentrări de eforturi la limita din amonte a fisurilor. Deplasările relative pot fi induse de un seism violent, produs în condiţiile unor niveluri ridicate în lac. Concentrările de efort pot fi induse de deformaţiile terenului de fundare din zona aval, concomitent cu scăderea conlucrării dintre coloanele contrafortului datorată deschiderii rosturilor în sezoanele foarte reci.
┌────────────────────────┐
│Dezvoltarea de fisuri cu│
│străpungere în amonte │
└──────────┬─────────────┘P(13)=6,35*10^(-4)
.┴.
. .
. SAU .
. . . . .
60% . │ │ . 40%
┌─────────────────────┘ └───────────────────────┐
│P(25)=3,84*10^(-4) P(26)=2,5*10^(-4)│
│ │
┌────────┴─────────┐ ┌──────────────┴────────────┐
│Deplasări relative│ │Concentrări de eforturi la │
│ excesive │ │limita fisurilor existente │
└────────┬─────────┘ └────────────┬──────────────┘
^ ^
. . . .
.ŞI . .ŞI .
. ... . . ... .
┌─────┘ └──────────┐ ┌──────────────────┘ └──────────┐
P(38)=3,2*10^(-3) │ │P(310)=5*10^(-2) │
│ P(39)=1,2*10^(-1) │ P(311)=5*10^(-3)│
│ │ │ │
──┴───── ──────┴────── ───┴─────────── ─────────────┴──────────
(Cutremur) (Nivel ridicat) (Deschiderea ) (Deformaţii plastice )
( M>7,8 ) ( în lac ) (rosturilor ) (în terenul de fundare )
──────── ───────────── (permanente ) (la avalul contraforţilor)
(din contraforţi) ────────────────────────
───────────────
Figura AII.2, c - Arborele probabilistic al evenimentelor pentru dezvoltarea fisurilor. (19) Cuantificarea probabilităţilor anuale de apariţie a evenimentelor din arbore s-a realizat, conform prevederilor articolului 5.2.4 (c) din normativ, pe baza sumării probabiliste a probabilităţilor evenimentelor primare. (20) Probabilităţile evenimentelor primare s-au determinat pe baza datelor statistice oficiale (debite peste cele de verificare, cutremure cu M > 7,8) sau din prelucrări ale datelor din monitorizare (nivele ridicate în lac în sezonul rece, scăderea temperaturii contraforţilor cu mai mult de 1°, la fel cu deschiderea rosturilor din contraforţi în sezonul rece, precipitaţii excesive mai mari de 100 l/mý, luna). Pentru alte evenimente primare probabilităţile anuale au fost apreciate sau asimilate cu date din literatură (spălarea cimentării, colmatarea drenajului, blocarea stavilelor, greşeli în exploatare etc.). (21) În baza evaluării cantitative a arborelui a rezultat o probabilitate totală de avarie P(0) = 9,87 x 10-3, semnificativ mai mare decât media consemnată în statisticile mondiale (1,5 x 10 -4). Pentru a se putea evidenţia contribuţia diferitelor mecanisme în producerea avariei potenţiale, precum şi a ponderii cu care intervin evenimentele primare, în arbore s-au figurat şi probabilităţile relative aferente fiecărei ramuri. Astfel, probabilitatea relativă a alunecării pe talpă P(11)/P(0) a rezultat de 78% faţă de numai 7% corespunzătoare dezvoltării fisuraţiei (P(13)/P(0)). Comentarii (22) Probabilitatea anuală de apariţie a unei avarii la barajul Poiana Uzului este mai mare decât media întâlnită la barajele de beton. Rezultatul este perfect explicabil dacă se ţine seama de faptul că fundarea este realizată pe un teren dificil şi că soluţia constructivă face ca barajul să fie mai sensibil decât cele uzuale de acelaşi tip: talpă continuă de fundare, care permite dezvoltarea subpresiunilor, lestare suplimentară cu materiale locale peste talpa continuă, fragmentarea contrafortului în coloane independente prin rosturile permanente paralele cu paramentul aval. (23) Analiza atentă a arborelui evenimentelor adverse pune în evidenţă şi căile de reducere a probabilităţii anuale de avarie. Urmărind probabilităţile relative rezultă clar că ramura alunecare pe talpa de fundare cauzată de creşterea subpresiunilor, indusă la rândul ei de străpungerea voalului, are contribuţia majoră în producerea avariei. Dacă prin planul de exploatare se impune ca ridicarea nivelului în lac să se facă după luna aprilie, sau condiţionat de temperatura contraforţilor, probabilitatea de apariţie a eforturilor de întindere în zona amonte poate scade cu un ordin de mărime cel puţin, conducând la P(42) =1 x 10^(-4) şi la o probabilitate de realizare a alunecării pe talpă de numai P(11) = 1,84 x 10^(-3). (24) În urma analizei riscului asociat barajului Poiana Uzului, bazat pe evaluarea probabilităţii de cedare cu arborele evenimentelor adverse prezentat, s-a decis declanşarea unui amplu program de punere în siguranţă a barajului. Până la materializarea măsurilor constructive, barajul este exploatat cu restricţii privind nivelul în acumulare, conform celor de mai sus. ANEXA III Exemple de calcul a probabilităţilor de apariţie a consecinţelor prin aplicarea arborilor consecinţelor (25) Exemplul 1. Arborele consecinţelor realizat pentru un baraj la care evenimentul declanşator îl constituie apariţia unei viituri a cărei debite maxime depăşesc semnificativ capacitatea evacuatorilor de ape mari a) În cele ce urmează se prezintă explicit modul de alcătuire a arborele consecinţelor prezentat în figura AIII.1.
P(0)P(1)(1-P(2))(1-P(32)) P(0)P(1)(1-P(2))P(32) P(0)P(1)P(2)(1-P(31)) P(0)P(1)P(2)P(31)
┌───────────────────┐ ┌───────────────────┐ ┌───────────────────┐ ┌─────────────┐
│Pierderile de vieţi│ │Pagube la terţi │ │Pagube la deţinător│ │Cheltuieli de│
│omeneşti │ │Pagube la deţinător│ │ │ │întreţinere │
│Pagube la terţi │ │ │ │ │ │ │
│Pagube la deţinător│ │ │ │ │ │ │
└───────────────────┘ └───────────────────┘ └───────────────────┘ └─────────────┘
↑ ↑ ↑ ↑
└─────────┐ ┌──────────┘ └─────────┐ ┌────────────┘
1-P(32)│ │P(32) 1-P(31) │ │ P(31)
┌──────┴───┬───┴───────┐ ┌───────┴──┬──┴────────┐
│ Da │ Nu │ │ Da │ Nu │
├──────────┴───────────┤ ├──────────┴───────────┤
│Eşuează evacuarea │ │Deteriorarea │
│populaţiei din aval. │ │paramentului şi a │
│ │ │echipamentelor. │
└──────────────────────┘ └──────────────────────┘
↑ ↑
└─────────┐ ┌──────────┘
1-P(2)│ │P(2)
┌────┴─────────────┬────────────┴─────┐
│ Da │ Nu │
├──────────────────┴──────────────────┤
│Deversarea peste coronament formează │
(S) │ breşe în baraj │
↑ └─────────────────────────────────────┘
│1-P(1) ↑
└────────┐ │ P(3)
┌──┴───────────┬──┴────────────┐
│ Da │ Nu │
├──────────────┴───────────────┤
│Nivelul în lac este coborât şi│
│viitura se atenuează în lac │
└──────────────────────────────┘
↑
(S) - Secvenţa nu se dezvoltă ┌────────────┴───────────────┐
│Debitele de viitură depăşesc│
│capacitatea evacuatorilor │
└────────────────────────────┘P(0)
Figura AIII.1. Arborele consecinţelor declanşate de o viitură care depăşeşte capacitatea de evacuare a descărcătorilor b) Dacă nivelul în lac este suficient de coborât şi viitura este înmagazinată sau atenuată în lac până la capacitatea evacuatorilor atunci secvenţa se opreşte. În caz contrar, are loc deversarea peste coronament care poate produce sau nu ruperea barajului. În condiţiile în care deversarea nu creează prin eroziune directă sau regresivă o breşe în baraj, se analizează măsura în care incidentul produce avarii la baraj şi la echipamente. În funcţie de ramura departajată de operatorul DA/NU o secvenţă se încheie cu pagube la deţinător, iar cealaltă numai cu cheltuieli întreţinere şi reparaţii curente. c) Secvenţele care urmează ruperii barajului sunt diferenţiate de operatorul DA/NU adresat eficacităţii evacuării populaţiei din zona inundată. Dacă evacuarea eşuează apar pe lângă pagubele la terţi şi la deţinător şi pierderi de vieţi omeneşti. Dacă evacuarea populaţiei se realizează, rămân la capătul secvenţei numai pagubele materiale. (26) Exemplul 2. Arborele consecinţelor realizat pentru un baraj la care evenimentul declanşator îl constituie străpungerea voalului la un baraj de beton a) Arborele consecinţelor este prezentat în figura AIII.2. Arborele pune în evidenţă condiţiile în care se dezvoltă secvenţele critice (care conduc la consecinţe severe) şi permite, atunci când este suficient de detaliat şi evidenţierea măsurilor structurale sau nonstructurale care împiedică dezvoltarea secvenţelor critice. b) În studiul de caz ales utilizarea directă a operatorului DA/NU nu este suficient de explicită pentru ca să permită cu uşurinţă cuantificarea probabilistă. Ca urmare, operatorul logic simplu a fost înlocuit cu echivalente de forma EFICIENT/INEFICIENT sau NORMAL/DEFECTOS. c) Ramificaţiile arborelui sunt create de eficienţa sau ineficienţa sistemului de drenaj, de efectul produs asupra subpresiunilor în cazul ineficienţei drenajului, de capacitatea sistemului de supraveghere (UCC) de a depista semnele premergătoare avariei, de promptitudinea factorilor de decizie în a dispune golirea lacului, de disponibilitatea şi capacitatea evacuatorilor de a realiza golirea şi de timpul în care această golire se produce. d) De această dată evenimentele finale, consecinţe ale stării critice (evenimentului nedorit) sunt ruperea barajului sau producerea unui incident cu pagube numai în sistemul propriu al deţinătorului. Evident, secvenţele pot fi continuate până la consecinţele finale, exprimate ca şi până acum în pierderi materiale sau pierderi de vieţi omeneşti.
P(r)^(4)=P(0)P(21)P(31)(1-P(41))(1-P(51))(1-P(61))P(7)
┌──────────┐ ┌────────┐
│ INCIDENT │ │ RUPERE │
└──────────┘ └────────┘
Timp ↑ Timp ↑
suficient│ insuficient│
┌───────┐ │ │
│GOLIREA│ │ │ P(71)
│LACULUI│ P(72)= 1-P(71) │ │
└───────┘.................└────────────────┘
↑
┌────────────────┐ │P(r)^(3)=P(0)P(21)P(31)(1-P(41))(1-P(51))P(61)
│Decizia de │ │ ┌────────┐
│golire a lacului│ │ │ RUPERE │
├────────────────┴─┐ Normală │ └────────┘
│FUNCŢIONAREA │ P(62)=1-P(61)│ ↑
│ECHIPAMENTULUI │ │ │Defectuoasă
│HIDROMECANIC │ │ │ P(61)
└──────────────────┘..............┴───────────┘
↑ P(r)^(2)=P(0)P(21)P(31)(1-P(41))
┌────────────────┐ Flux informaţional │ ┌────────┐
│ANUNŢAREA ŞI │ rapid │ │ RUPERE │
│REACŢIA │ P(52)=1-P(51) │ └────────┘
│FACTORILOR DE │ │ ↑ Flux informaţional
│DECIZIE │ │ │ lent P(51)
└────────────────┘......................┴───────────┘
↑
┌──────────────────┐ │P(r)^(4)=P(0)P(21)P(31)P(41)
│Deplasări anormale│ Depistarea │ ┌────────┐
│Izvorâri la aval │ incidentului │ │ RUPERE │
│Drenaje arteziene │ │ └────────┘
├──────────────────┤ P(42)=1-P(4) │ ↑ Nu se depistează
│ EFICIENŢA UCC │ │ │ incidentul P(41)
└──────────────────┘..........................┴──────┘
↑
┌──────────────┐ În limitele STOP │ Critică pentru
│VALOAREA │ normale ↑ │ stabilitate P(31)
│SUBPRESIUNILOR│ P(32)=1-P(31) │ │
└──────────────┘...........................┴──────┘
↑
┌──────────────┐ Eficient STOP │ Insuficient P(21)
│SISTEMUL DE │ P(22)=1-P(21) ↑ │
│DRENAJ │ │ │
└──────────────┘........................┴──────┘
↑ ┌─────────────────┐
┌────────────────┐ │ │Eveniment nedorit│
│CEDAREA VOALULUI│ │ │(Stare critică) │
└────────────────┘.........................┘ └─────────────────┘
Figura AIII.2 Arborele consecinţelor declanşate de străpungerea voalului de etanşare la un baraj de beton. ANEXA IV Exemple de calcul a a hidrografului ruperii (27) Prezentul studiu de caz defineşte scenariile posibile de rupere a frontului barat al barajului Dridu plecând de la caracteristicile proprii ale lucrării şi de la incidentele de comportare din perioada de exploatare. Scenariile de cedare analizate sunt prezentate în figura AIV.3. Figura AIV.1. Dispoziţie generală şi scenariile de cedare analizate----- NOTA(CTCE) Imaginea reprezentând dispoziţia generală şi scenariile de cedare analizate, se găseşte în Monitorul Oficial al României, Partea I, Nr. 659 bis din 18 septembrie 2012, la pagina 43 (a se vedea imaginea asociată). Descrierea barajului (28) Frontul barat se compune dintr-un baraj stăvilar, din beton, care constituie descărcătorul de ape mari al barajului şi baraje de pământ frontale, comtinuate cu baraje laterale, denumite impropriu diguri. În frontul barat se mai află priza canalului Ialomiţa -Mostiştea. (29) Barajul stăvilar este o construcţie de beton armat cu dimensiunile în plan de 65 x 125 m si înălţimea de 20 m, alcătuită din pile şi culei. Barajul are trei deschideri principale, cu lăţimea de 15m fiecare, echipate cu stavile segment cu clapet 15 x (6 + 2) m şi o deschidere care poate descărca debitul pentru irigaţii, cu dimensiunile 5 x 2,25 m, echipată cu vană segment. (30) Barajul de pământ mal stâng (tronsonul I) închide albia râului şi completează pe înălţime malul înalt din stânga evacuatorului de ape mari (promontoriul natural format din pământuri argiloase). Are o lungime de 1000 m şi o înălţime de la fundaţie de 18 m. Barajul de pământ mal drept (tronsonul II) închide albia râului din partea dreaptă a evacuatorului de ape mari şi apără gospodăriile din zona joasă a localităţii. Are o lungime de 1170 m şi înălţimea de la fundaţie de 13 m. Incidente de exploatare avute în vedere la definirea scenariilor de cedare (31) În exploatarea barajului Dridu au apărut o serie de incidente, dintre care se prezintă pe scurt cele care au relevanţă în definirea scenariilor de cedare. a) urmare a viiturilor din mai şi iunie 1991 când a fost necesară o funcţionare mai îndelungată a evacuatorului cu nivele ridicate în lac la drenajele din galeria de vizitare mal stâng şi la izvoarele de la digul I, au rezultat debite crescute şi antrenări de material nisipos. b) în februarie 2001 a apărut fenomenul de antrenare hidrodinamică la drenuri. S-a estimat un volum de 4-5 mc material solid colectat din rigolă şi conducta colectoare. c) taluzului aval al promontoriului a fost afectat de alunecări de profunzime medie. Pentru stabilizarea promontoriului şi a barajului de pământ mal stâng în zona izvoarelor şi a alunecării de teren, s-au executat bretele drenante. Înainte de finalizarea bretelelor, pe taluzul aval al promontoriului a avut loc o alunecare mai profundă, stabilizată prin blocare cu refuz de ciur pe geotextil. Scenariile de cedare (32) S-au identifcat două mecanisme de cedare (fig. AIV.1). Cel mai probabil scenariu, calificat ca fiind destul de posibil (probabilitate de producere 0,75) este cel produs prin declanşarea şi dezvoltarea unei alunecări a zonei aval a promontoriului de la malul stâng al descărcătorului de ape mari. Prin colmatarea drenajelor practicate în perioada de exploatare se poate produce saturarea piciorului aval, declanşarea unor alunecări progresive cu dezvoltare spre amonte şi apoi o alunecare profundă, generând deversarea cu formare de breşe evolutivă. (33) Cel de al doilea scenariu corespunde deversării peste coronamentul barajului de pământ mal stâng, care are înălţimea maximă. Este calificat ca fiind de asemenea destul de posibil (probabilitate de producere 0,75). Deversarea este cauzată de o viitură (în cadrul scenariului s-a considerat viitura cu asigurarea de 0,1%) care nu poate fi tranzitată prin acumulare datorită blocării stavilelor. Starea stavilelor şi fenomenele de umflare a betoanelor, care au produs în trecut blocarea batardourilor în nişe, precum şi tipul de baraj, din material necoeziv, justificau un asemenea scenariu. Formarea efectivă a breşei se datorează eroziunii externe. Eroziunea se iniţiază la piciorul aval şi se dezvoltă regresiv până când se formează breşa. În umpluturile necoezive (balast, pietriş şi nisip) eroziunea este destul de rapidă. (34) Pe baza acestor scenarii şi a ipotezelor privind formarea şi evoluţia breşei se evaluează apoi hidrografele de rupere. Sunt tratate distinct două situaţii: ruperea produsă ca urmare a viiturilor şi ruperea produsă în condiţii hidrologice normale (suny day). Ipotezele privind formarea bresei si hidraulica seurgerii (35) În figura AIV.2 sunt prezentate pentru scenariile de rupere 1 şi 2 evoluţia în timp a nivelului apei în lac şi a cotei inferioare a breşei, hidrograful debitului afluent (acolo unde este cazul) şi hidrograful ruperii. Figura AIV.2. Detalierea scenariilor de cedare şi hidrografele ruperii pentru cele două scenarii----- NOTA(CTCE) Imaginea reprezentând detalierea scenariilor de cedare şi hidrografele ruperii pentru cele două scenarii, se găseşte în Monitorul Oficial al României, Partea I, Nr. 659 bis din 18 septembrie 2012, la pagina 46 (a se vedea imaginea asociată). a) În cazul scenariului 1, timpul de formare a breşei este de 240 minute. Lăţimea breşei la nivelul coronamentului variază de la 20 m la 50 m. Adâncimea breşei atinge în final înălţimea barajului de pământ mal stâng şi variază de la 2.5 la 12 m. Hidraulic, curgerea prin breşe se face ca deversare pe prag lat. Unghiul taluzelor (pereţilor) breşei este de 450 şi ca urmare lăţimea pragului deversor variază de la 15 la 26 m. Toate variaţiile sunt considerate liniare. Debitul afluent este neglijabil. Nivelul iniţial în lac este la NNR. b) În cazul scenariului 2, ruperea este iniţiată de viitura de 0,1%. Stavilele fiind considerate blocate, formarea breşei începe atunci când prin acumularea în lac a viiturii nivelul atinge nivelul coronamentului + 40 cm. Timpul de formare a breşei este de 240 minute. Lăţimea breşei formate de deversarea peste coronament variază de la 15 m la 50 m la nivelul coronamentului. Adâncimea breşei variază de la 0.5 m la 11 m (până la terenul natural). Unghiul laturilor breşei este de 450, iar lăţimea pragului deversor variază de la 14 m la 28 m. La sosirea viiturii ce produce deversarea peste coronament nivelul în lac este la NNR. Hidrografului afluent are durata de cca 160 ore şi debit maxim de 1280 mc/s. (36) Debitul maxim evacuat corespunde scenariului de rupere nr. 2, cu 2230 mc/s, mai mare decât debitul cu asigurarea de 0,01%, de 2020 mc/s. Acest scenariu are şi probabilitatea de producere mai mare şi ca urmare se recomandă ca hidrograful asociat să fie utilizat pentru calculul propagării undei de rupere. ANEXA V Exemplu de apreciere a pierderilor de vieţi omeneşti produse de ruperea unui baraj (37) Se consideră cazul unei acumulări, realizată cu un baraj de pământ, care are în zona aval la circa 400 m de baraj o aşezare cu 12 case şi la 1,5 km un sat de 1200 familii. După confluenţa râului barat cu un curs de apă important, la cca 12 km, se află într-un degajament al albiei majore o aşezare urbană cu 21000 locuitori. Barajul de pământ, cu înălţimea de 29 m, are o alcătuire omogenă din balast, fiind etanşat la paramentul amonte cu un ecran de beton armat. (38) S-a admis că, indiferent de mecanismul de rupere, breşa se formează pe toată înălţimea şi are o extindere la coronament de circa 180 m. Studiul de inundabilitate a arătat că unda de rupere ajunge în sat în circa 12 minute şi la oraşul din aval în circa 1,2 h. (39) În cele ce urmează se utilizează metodologia şi tabelele de calcul din normativ, paragraful 5.5.1. Evaluarea pierderilor de vieţi omeneşti. (40) În funcţie de limitele zonei inundate s-a estimat populaţia rezidentă în zona afectată şi anume: pentru cele 12 case din aval PR(1) = 42, pentru sat, integral inundat PR(2) = 3800, iar din aşezarea urbană care ar avea circa 40% din suprafaţa construită sub apă cu adâncimi peste 2 m, PR(3) = 8600. Populaţia expusă riscului, defalcată, de asemenea, pentru cele trei aşezări este: a) în cazul în care ruperea se produce ziua: PER(1) = 19; PER(2) = 2508; PER(3) = 5676; b) în cazul în care ruperea se produce noaptea: PER(1) = 42; PER(2) = 3800; PER(3) = 8600. (41) În cazul în care ruperea se produce prin deversare peste coronament, în urma unei viituri excepţionale, sistemul de avertizare-alarmare-evacuare este deja operativ şi alarma se dă imediat ce nivelul în lac atinge nivelul coronamentului. Intervalul de timp între declanşarea alarmei şi ruperea efectivă se apreciază la circa 1,5 ore. Ca urmare, timpii disponibili pentru evacuare sunt: pentru gruparea de case aval T(e1)≈\'98 1,5 ore; pentru sat T(e2) = 1,7 ore; pentru aşezarea urbană rezultă: T(e3) = 2,7 ore. Utilizând relaţiile din tabelul 7.7 şi considerând că ruperea are loc ziua, PVO = 19^(0,6) + 0,0002 x (2508+5676) = 8. (42) În cazul în care ruperea se produce prin eroziune internă, fără depistarea fenomenelor incipiente ruperii, sistemul AAE devine operativ după deschiderea breşei şi se declanşează alarma la circa 10...15 minute după primele evacuări de apă din lac. Intervalul de timp între declanşarea alarmei şi ruperea efectivă, cu breşe totală, se apreciază la circa 20 minute. Ca urmare, timpii disponibili pentru evacuare sunt: pentru gruparea de case aval T(e1) = 20 minute; pentru sat T(e2) = 32 minute; pentru aşezarea urbană T(e3) = 1,53 h. Utilizând din nou relaţiile din tabelul 6.2 şi considerând că ruperea are loc spre amurg rezultă: PVO = (19 + 2508)^(0,6) + 0,0002 x 5678 = 112. (43) Din aceste estimări, se observă diferenţele foarte mari ale potenţialelor pierderi de vieţi omeneşti în funcţie de mecanismul de rupere şi scenariul de formare a breşei. O dată în plus, se subiliază că riscul se evaluează independent pe mecanisme de rupere, cu probabilităţi de producere şi consecinţe stabilite individual. (44) Datorită diferenţelor mari între PVO estimate în funcţie de momentul zilei în care se presupune că se produce ruperea, evaluarea PVO pentru calculul ratei riscului se face prin sumare probabilistă. Se atribuie probabilităţi relative pentru ruperea produsă ziua şi respectiv noaptea (p(z)/p(n) = 0,5/0,5 sau 0,3/0,7 etc.), iar PVO se estimează sub forma PVO = p(z) x PVO(z) + p(n) x PVO(n). ----- 
