intTypePromotion=1

THIÊT KÊ CÔNG TRÌNH THEO LÝ THUYÊT NGAU NHIÊN VÀ PHÂN TÍCH ĐỘ TIN CẬY

Chia sẻ: 326159487 326159487 | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:113

0
134
lượt xem
40
download

THIÊT KÊ CÔNG TRÌNH THEO LÝ THUYÊT NGAU NHIÊN VÀ PHÂN TÍCH ĐỘ TIN CẬY

Mô tả tài liệu
  Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Giáo trình “Thiêt kê công trình theo lý thuyêt ngau nhiên và phân tích ño tin cay” ñưc thc hien trong khuôn kho d án hp tác HWRU-CE, “Nâng cao năng l"c ñào t#o ngành ky thuat b& bien trư&ng ð#i h*c Th+y L-i”. D án ñưc thc hien dư$i s tài tr c'a ð*i S, Quán Vương quôc Hà Lan t*i Viet Nam v$i s tham gia cong tác c'a các ñôi tác phía Delft, Hà Lan bao gôm: Trư?ng ð*i h@c Công nghe Delft (TUDellft), Vien Th'y lc Delft (Delft Hydraulics), Vien ñào t*o Quôc tê các vân ñê vê nư$c (UNESCO-IHE Delft)...

Chủ đề:
Lưu

Nội dung Text: THIÊT KÊ CÔNG TRÌNH THEO LÝ THUYÊT NGAU NHIÊN VÀ PHÂN TÍCH ĐỘ TIN CẬY

  1. THI T K CÔNG TRÌNH THEO LÝ THUY T NG U NHIÊN VÀ PHÂN TÍCH ð TIN C Y Mai Văn Công Trư ng ð i h c Th y l i Delft 2004 Hà N i 2006
  2. TRƯ NG ð I H C TH Y L I B MÔN K THU T CÔNG TRÌNH BI N THI T K CÔNG TRÌNH THEO LÝ THUY T NG U NHIÊN VÀ PHÂN TÍCH ð TIN C Y Mai Văn Công Trư ng ð i h c Th y l i (in l n th nh t) Mã hi u giáo trình: HWRU/CE-D02-04
  3. L I C M ƠN Giáo trình “Thi t k công trình theo lý thuy t ng u nhiên và phân tích ñ tin c y” ñư c th c hi n trong khuôn kh d án h p tác HWRU-CE, “Nâng cao năng l c ñào t o ngành k thu t b bi n trư ng ð i h c Th y L i”. D án ñư c th c hi n dư i s tài tr c a ð i S Quán Vương qu c Hà Lan t i Vi t Nam v i s tham gia c ng tác c a các ñ i tác phía Delft, Hà Lan bao g m: Trư ng ð i h c Công ngh Delft (TUDellft), Vi n Th y l c Delft (Delft Hydraulics), Vi n ñào t o Qu c t các v n ñ v nư c (UNESCO-IHE Delft) và B Giao thông Công chính và Công trình công c ng Hà Lan (RIKZ). N i dung ph n lý thuy t c a giáo trình này là s ti p thu có ch n l c t hai ngu n tài li u tham kh o chính: (i) Probabilistic design, Bài gi ng cho sinh viên ñ i h c và cao h c trư ng ð i h c Công ngh Delft, Hà Lan do Gs. Han Vrijling và Dr. Pieter van Gelder biên so n năm 2000; (ii) CUR 190, Probabilistic design in Civil Engineering do RIKZ/CUR xu t b n năm 1997. Giáo trình này ñư c chu n b và th c hi n theo hai giai ño n: Giai ño n I, biên so n b n Ti ng Anh, t i Trư ng ð i h c Công ngh Delft (2004); Giai ño n 2, biên d ch b n Ti ng Vi t, t i Trư ng ð i h c Th y L i, Hà N i (2005). Trong quá trình th c hi n giai ño n I tác gi nh n ñư c s ng h , giúp ñ nhi t tình c a các t ch c, cá nhân phía ñ i tác Delft, Hà Lan. Tác gi xin chân thành c m ơn Ir. Wilfred Molenaar, Dr. Pieter van Gelder và Gs. Han Vrijling, khoa Xây d ng, TU-Delft v s c ng tác và góp ý nhi t tình trong các v n ñ chuyên môn. Tác gi xin c m ơn Ir. Michel Tonneijck, c v n trư ng d án HWRU-CE, cùng ban lãnh ñ o và nhân viên Phòng h p tác quan h Qu c t CICAT, TU-Delft ñã t o ñi u ki n thu n l i trong th i gian th c hi n biên so n giáo trình b n Ti ng Anh t i Hà Lan. Trong quá trình th c hi n biên d ch b n Ti ng Vi t, tác gi xin ñ c bi t c m ơn PGS.TS. Vũ Minh Cát, Gs. Nguy n Văn M o v nh ng góp ý chuyên môn và các g i ý trong s d ng ngôn t chuyên ngành. Tác gi xin chân thành c m ơn ThS. Lê H i Trung, CN. Lê Th Kim Thoa v nh ng ñóng góp c th trong quá trình biên so n, hi u ch nh và hoàn thi n giáo trình này. Giáo trình này ñư c in l n th nh t làm tài li u h c t p và tham kh o chính th c cho sinh viên trư ng ð i h c Th y l i, ch c ch n không tránh kh i nh ng sai sót. Tác gi xin chân thành ñón nh n nh ng ý ki n góp ý c a ñ c gi và ñ ng nghi p ñ giáo trình ñ ơc hoàn thi n hơn trong các l n in sau. Mai Văn Công i
  4. M CL C CHƯƠNG 1 - T NG QUAN V MÔN H C........................................................................4 1.1 Gi i thi u chung 4 1.2 Nh ng t n t i c a phương pháp thi t k truy n th ng - S c n thi t ng d ng thi t k công trình theo lý thuy t ñ tin c y 5 1.3 K t c u bài gi ng 5 CHƯƠNG 2 - PHÂN TÍCH R I RO......................................................................................8 2.1 Gi i thi u chung 8 2.2 C p ñ r i ro ch p nh n ñư c trong công tác phòng ch ng lũ 10 2.3 Các bư c phân tích r i ro 11 2.4 Ch n l c nhanh cho phương án quy ho ch t ng bư c 11 2.4.1 Mô t quy trình/quá trình hay ñ i tư ng m t cách h th ng.................................................................... 11 2.4.2 Li t kê kh năng x y ra các s c ngoài ý mu n, các nh hư ng và h u qu .......................................... 12 2.4.3 Xác su t r i ro thành ph n:...................................................................................................................... 12 2.4.4 ðánh giá và xác ñ nh r i ro...................................................................................................................... 13 2.4.5 Ra quy t ñ nh d a vào k t qu quá trình phân tích r i ro ........................................................................ 13 2.4.6 R i ro ch p nh n ñư c trong th c t ........................................................................................................ 14 2.5 Phân tích r i ro và sơ ñ s c c a h th ng công trình phòng ch ng lũ 15 2.6 Các c p ñ ti p c n trong ng d ng phương pháp 18 2.7 Phương pháp t t ñ nh 19 2.8 Phương pháp ng u nhiên 20 CHƯƠNG 3 - PHÂN TÍCH ð TIN C Y C A THÀNH PH N H TH NG..............23 3.1 T ng quan 23 3.2 Tr ng thái gi i h n công trình, ñ b n và t i tr ng 23 3.3 Các phương pháp tính toán 26 3.4 Khái ni m v ñ tin c y ph thu c th i gian 26 CHƯƠNG 4 - C S TOÁN H C C A PHƯƠNG PHÁP NG U NHIÊN ..................28 4.1 Tính toán c p ñ III 28 4.1.1 Gi i pháp cơ b n ...................................................................................................................................... 28 4.1.2 Xác ñ nh ñi m thi t k theo phương pháp c p ñ III............................................................................... 29 4.2 Tính toán c p ñ II 30 4.2.1 Gi i thi u v phương pháp tính toán c p ñ II ..................................................................................... 30 4.2.2 Các hàm tin c y phi tuy n........................................................................................................................ 33 4.2.3 Các bi n cơ s không tuân theo lu t phân ph i chu n............................................................................. 38 4.2.4 Các bi n ng u nhiên cơ s ph thu c ...................................................................................................... 41
  5. 4.3 Tính toán c p ñ I 41 4.3.1 Nguyên lý tính toán c p ñ I.................................................................................................................... 41 4.3.2 Liên k t phương th c c p ñ I trong tính toán xác su t x y ra s c ....................................................... 42 4.3.3 Chu n hóa các giá tr α ............................................................................................................................ 44 4.3.4 T h p t i tr ng trong tính toán ñ b n theo c p ñ I............................................................................. 45 CHƯƠNG 5 - PHÂN TÍCH TÍNH TIN C Y C A H TH NG......................................48 5.1 Gi i thi u v phương pháp phân tích ñ tin c y c a h th ng 48 5.2 Tính toán xác su t s c cho các h th ng ñơn gi n 49 5.2.1 Xác su t s c c a h th ng n i ti p........................................................................................................ 49 5.2.2 Xác su t s c c a h th ng song song.................................................................................................... 55 5.3 Phân tích h th ng 57 5.3.1 Gi i thi u phương pháp phân tích h th ng............................................................................................. 57 5.3.2 Phương pháp FMEA (Phân tích các ki u s c và nh ng nh hư ng) .................................................... 58 5.3.3 Phương pháp FMECA (Các ki u s c , phân tích nh hư ng và các tr ng thái gi i h n - Failure modes, Effects and Criticality Analyses) ...................................................................................................................... 60 5.3.4 Cây s ki n .............................................................................................................................................. 60 5.3.5 Cây s c ................................................................................................................................................. 62 5.3.6 Sơ ñ nguyên nhân-h u qu ..................................................................................................................... 66 5.4 Ch ñ nh xác su t x y ra s c và xem xét h th ng 67 5.4.1 Ch ñ nh xác su t x y ra s c ................................................................................................................. 67 5.4.2 Xem xét h th ng..................................................................................................................................... 69 CHƯƠNG 6 – MÔ T CƠ CH X Y RA S C ð I V I H TH NG CÔNG TRÌNH PHÒNG CH NG LŨ VÀ H TH NG CÔNG TRÌNH B O V B BI N ....70 6.1 Sóng tràn 70 6.1.1 Cơ ch sóng tràn ...................................................................................................................................... 70 6.1.2 Hàm tin c y c a cơ ch sóng tràn. ........................................................................................................... 70 6.2 Cơ ch ch y tràn 71 6.3 Cơ ch m t n ñ nh trư t mái-m t n ñ nh t ng th 72 6.4 Cơ ch xói ng m/ñ y tr i 73 6.4.1 Cơ ch xói ng m ...................................................................................................................................... 73 6.4.2 Hàm tin c y c a ñi u ki n (1) .................................................................................................................. 74 6.4.3 Hàm tin c y c a ñi u ki n (2) .................................................................................................................. 74 6.4.3.1 Tiêu chu n Blight............................................................................................................................. 74 6.4.3.2 Mô hình Sellmeijer .......................................................................................................................... 74 6.5 M t n ñ nh c u ki n b o v mái 75 CHƯƠNG 7 – PHÂN PH I C A CÁC BI N NG U NHIÊN NH HƯ NG ð N XÁC SU T X Y RA S C ..........................................................................................................82 ii HWRU/CE Project - TU Delft
  6. 7.1 S phân b theo không gian và th i gian 82 7.2 Các thông s c a biên ñ a k thu t 84 7.3 Các ñ c tính ng u nhiên c a công trình b o v b và công trình phòng ch ng lũ 85 7.3.1 Các bi n ng u nhiên cơ b n c a công trình b o v vùng b và công trình phòng ch ng lũ .................... 85 7.3.2 Các bi n liên quan ñ n xác ñ nh kích thư c hình h c m t c t ñê ........................................................... 86 7.4 T ng k t chung 86 CHƯƠNG 8 - NG D NG PPTKNN ðÁNH GIÁ AN TOÀN H TH NG CÔNG TRÌNH B O V B ..............................................................................................................87 8.1 Gi i thi u chung vùng d án 87 8.2 Các v n ñ t n t i 88 8.4 Tóm t t lý thuy t 91 8.5 ð t v n ñ - Xây d ng bài toán m u 94 8.6 Xác ñ nh xác su t x y ra s c , ñánh giá an toàn ñê kè bi n Nam ð nh 95 8.6.1 Sóng tràn và ch y tràn ñ nh ñê................................................................................................................. 95 8.6.2 M t n ñ nh k t c u b o v mái ............................................................................................................... 98 8.6.3 Hi n tư ng xói ng m n n ñê và ñ y tr i phía chân h lưu ñê (Piping).................................................. 100 8.6.4 M t n ñ nh trư t mái ñê ....................................................................................................................... 102 8.6.5 Xói trư c chân ñê và chân kè (Sumer and Fredsoe,2001) ..................................................................... 104 8.6.6 T ng h p xác su t phá h ng ñê bi n Nam ð nh.................................................................................... 105 8.7 K t lu n 106 CHƯƠNG 9 – MÔ HÌNH TR GIÚP TRONG TÍNH TOÁN THI T K ....................108 9.1 BESTFIT - Ư c lư ng h p lý t i ña hàm th ng kê cho các bi n ng u nhiên t s li u quan tr c-ño ñ c (ư c lư ng sát nh t) 108 9.2 Mô hình VaP 109 iii HWRU/CE Project - TU Delft
  7. CHƯƠNG 1 - T NG QUAN V MÔN H C 1.1 Gi i thi u chung Trong vài th p k g n ñây, công tác thi t k ñê, kè, ñ p và các công trình phòng ch ng lũ khác ñã có nh ng phát tri n ñ t bi n. Trư c ñây, như thư ng l , ñê ñã ñư c thi t k ch y u d a theo kinh nghi m. Theo ñó, cao trình ñ nh ñê ñư c xác ñ nh căn c vào m c nư c lũ l n nh t c a các s ki n lũ l ch s có th ghi chép ñư c. T i nhi u nơi trên th gi i vi c thi t k ñê kè bi n cũng như ñê sông ñư c d a trên khái ni m “m c nư c ng v i t n su t thi t k ”. ð i v i ñê bi n m c nư c này xác ñ nh d a trên các s li u th ng kê và ñư c g i là M c nư c thi t k , xác ñ nh d a trên m t t n su t thi t k hay t n su t xu t hi n. T n su t xu t hi n c a m c nư c thi t k ñư c thành l p ñ dùng áp d ng r ng rãi như là m t tiêu chu n an toàn cho vùng ñư c b o v b i ñê, nó ñư c xây d ng căn c vào xác su t x y ra ng p l t. Tuy nhiên, ñi u này ch ñúng cho nh ng trư ng h p lý thuy t khi mà s c ñê x y ra do nguyên nhân lũ vư t quá m c nư c thi t k , nó không thích h p khi s c khác x y ra ng v i trư ng h p m c nư c lũ nh hơn m c nư c thi t k . T i Hà Lan, m t ñ t nư c ñi ñ u trong công tác phòng ch ng lũ và b o v b bi n, H i ñ ng khoa h c ð ng B ng (The Delta Commision)1 ch rõ r ng không nên ñ ng nh t xác su t xu t hi n m c nư c thi t k v i xác su t x y ra s c c a h th ng ñê. Theo quan ñi m ñó, ñê c a Hà Lan ñư c thi t k v i m t ñ dư an toàn khi m c nư c thi t k xu t hi n. H qu là m c nư c có th gây th m h a ch c ch n s ph i cao hơn m c nư c thi t k . H i ð ng ðê Sông cũng nh n ra r ng do có r t nhi u y u t liên quan nh hư ng và ph thu c vì v y xác su t x y ra ng p l t không ch xác ñ nh d a trên t n su t vư t quá m c nư c thi t k . Trong th c t , v i nh ng trư ng h p c th ñê ñã có th duy trì làm vi c t t và ñ ng v ng trư c m c nư c tương ñ i l n v i m t kho ng dư an toàn, tuy nhiên trong các trư ng h p khác v i m c nư c th p hơn, chưa ch c ñi u này ñã ñúng. Trong trư ng h p t t c các nguyên nhân x y ra hư h ng ñê có th li t kê và xác su t x y ra t ng hư h ng ñó có th ch c ch n ñư c xác ñ nh thì v nguyên t c có th xác ñ nh ñư c xác su t x y ra ng p l t. Do hi n t i các tính toán này chưa th th c hi n ng d ng d dàng trong thi t k , vì v y thi t k ñê hi n t i v n xác ñ nh t n su t thi t k (t n su t vư t quá c a các thông s t i tr ng chính) d a theo t n su t ch p nh n x y ra ng p l t. Căn c vào các v n ñ nêu trên, xác su t xu t hi n các thông s t i tr ng chính ñư c xây d ng trong tiêu chu n thi t k và ñư c ch n làm tiêu chu n ñánh giá an toàn phòng ch ng lũ l t. T i Vi t Nam, t n su t m c nư c thi t k vào kho ng 1/20 ñ n 1/100, t n su t thi t k lưu lư ng (ñ i v i ñê sông) kho ng t 1/50 ñ n 1/1000, giá tr này ph thu c m c ñ quan tr ng c a khu v c ñư c b o v . ði u này ñư c ghi nh n thành tiêu chu n và áp d ng r ng rãi, tuy nhiên phương pháp ti p c n này như m t công c tính toán ñư c áp d ng cho tình hu ng b ñ ng, "...mong mu n ñi u gì ñó s t t hơn". Theo ý tư ng c a phương pháp lu n nêu trên, ngư i ta hoàn toàn có th ñưa ra m t phương pháp ti p c n m i trong thi t k công trình v i ý tư ng “C n xem xét v m c ñ có th xây d ng tiêu chu n an toàn phòng ch ng lũ căn c vào phân tich r i ro c a t t c 1 Delta Commission- H i ñ ng khoa h c Hà Lan v an toàn vùng ñ ng b ng
  8. các y u t liên quan”. ðây chính là lí do cơ b n cho s phát tri n "Thi t k công trình theo lý thuy t ng u nhiên và phân tích ñ tin c y". 1.2 Nh ng t n t i c a phương pháp thi t k truy n th ng - S c n thi t ng d ng thi t k công trình theo lý thuy t ñ tin c y Phương pháp thi t k truy n th ng thông thư ng ñư c g i là phương pháp t t ñ nh (Deterministic Design). Theo phương pháp này các giá tr thi t k c a t i tr ng và các tham s ñ b n ñư c xem là xác ñ nh, tương ng v i trư ng h p và t h p thi t k [6]. Ví d trong thi t k công trình b o v b bi n, tương ng v i m i giá tr t n su t thi t k , m c nu c và chi u cao sóng ñư c xác ñ nh và ñư c coi là t i tr ng thi t k . D a vào tiêu chu n quy ñ nh thi t k , hình d ng và các kích thư c c a công trình ñư c xác ñ nh. Các tiêu chu n quy ñ nh này ñư c xây d ng d a trên các tr ng thái gi i h n c a các cơ ch phá h ng, trong ñó có k ñ n s dư an toàn thông qua h s an toàn. [Thi t k ng v i 1 t n su t nghĩa là ñã quan tâm t i y u t ng u nhiên r i, ch không h n là t t ñ nh. Tuy nhiên, phương pháp truy n th ng chưa xem xét h t xác su t phá h ng c a t ng thành ph n cũng như toàn h th ng mà thôi] Theo phuơng pháp thi t k t t ñ nh, công trình ñư c coi là an toàn khi kho ng cách gi a t i và s c ch u t i ñ l n ñ ñ m b o tho mãn t ng tr ng thái gi i h n c a t t c các thành ph n công trình. M t s h n ch c a phương pháp thi t k t t ñ nh theo [8] như sau: - Trên th c t , chưa xác ñ nh ñư c xác su t phá h ng c a t ng thành ph n cũng như c a toàn h th ng. - Chưa xét ñ n tính t ng th c a m t h th ng hoàn ch nh. - Trong thi t k , chưa k ñ n nh hư ng quy mô h th ng (chi u dài tuy n ñê...) c a h th ng. ð i v i công trình phòng ch ng lũ và b o v b , thi t k hi n t i thư ng ch tính toán chi ti t t i m t m t c t tiêu bi u và áp d ng tương t cho toàn b chi u dài tuy n công trình (thi t k ñê sông, ñê kè bi n...). Tuy v y, v i cái nhìn tr c quan chúng ta có th nh n th y rõ r ng xác su t x y ra lũ s tăng khi chi u dài h th ng phòng ch ng lũ tăng. - Không so sánh ñư c ñ b n c a các m t c t khác nhau v hình d ng và v trí. - Không ñưa ra ñư c xác su t gây thi t h i và m c ñ thi t h i c a vùng ñư c b o v ( Xác su t x y ra s c công trình, xác su t x y ra ng p l t...) Phương pháp thi t k công trình theo lý thuy t ñ tin c y ñư c ñưa ra nh m th a mãn yêu c u c a th c ti n ñòi h i h n ch t i ña nh ng t n t i nêu trên. S khác nhau căn b n gi a thi t k truy n th ng và thi t k ng u nhiên là ch , phương pháp thi t k ng u nhiên d a trên xác su t ho c t n su t ch p nh n thi t h i c a vùng nh hư ng. K t qu ñư c ñưa ra là xác su t hư h ng c a t ng thành ph n công trình và toàn b h th ng. Vì v y có th nói thi t k ng u nhiên là phương pháp thi t k t ng h p cho toàn th h th ng. 1.3 K t c u bài gi ng Giáo trình này gi i thi u khái quát m t s khái ni m trong thi t k ng u nhiên và phân tích r i ro cũng như các ng d ng c a nó trong thi t k công trình th y l i. Tài li u ch y u d a trên 5 HWRU/CE Project - TU Delft
  9. k t qu nghiên c u c a H i ñ ng tư v n khoa h c Hà Lan trong phòng ch ng lũ (the Dutch Technical Advisory Committee on Water Defenses-TAW) [1.1] và Trung tâm nghiên c u tiêu chu n k thu t xây d ng Hà Lan, nhóm nghiên c u ng d ng các phương pháp ng u nhiên trong thi t k (the Center for Civil Engineering Research Codes-CUR-Working Group “Probabilistic Methods”). Ngoài ra, các bài gi ng "Thi t k ng u nhiên trong k thu t xây d ng" do GS. Vrijling & Dr. Pieter van Gelder, trư ng ð i h c Công ngh Delft, Hà Lan ("Probabilistic Design in civil engineering") biên so n cũng là tài li u tham kh o chính trong quá trình xây d ng giáo trình này. Giáo trình có tên ñ y ñ là: "Thi t k công trình theo phương pháp ng u nhiên và phân tích ñ tin c y". Tên g i này ñã bao g m n i dung t ng quát c a môn h c. ð ti n trong các l n ñ c p sau, có th g i t t môn h c v i tiêu ñ ng n g n hơn: " Thi t k ng u nhiên" ho c "Thi t k b t ñ nh". Giáo trình bao g m 9 chương. Chương 1 gi i thi u t ng quan v phương pháp ti p c n, l ch s phát tri n và ng d ng c a môn h c này trong k thu t xây d ng nói chung và k thu t th y l i nói riêng. Chương 2 c a bài gi ng ñ c p ñ n các khái ni n cơ b n liên quan ñ n lý thuy t phân tích r i ro bao g m: - ð nh nghĩa r i ro, các d ng r i ro. - R i ro, thi t h i và các phương th c ñánh giá r i ro - Tính toán thi t h i d a vào s c ngoài ý mu n - Các m c ñ ch p nh n r i ro. Chương 3 cung c p ki n th c cơ b n trong phân tích tin c y c a m t thành ph n h th ng, m t quá trình ñơn l hay m t h th ng con ñơn gi n. Theo ñó, hàm tin c y c a m t thành ph n công trình ñư c xây d ng trư c h t d a trên các tr ng thái gi i h n công trình. Các phương pháp ti p c n gi i quy t hàm ñ tin c y ñư c trình bày t t ng quan ñ n chi ti t. Các d ng hàm tin c y khác nhau thư ng g p trong th c t ñư c nêu ra và minh h a b ng các ví d c th . Phương pháp và cách ti p c n trong phân tích tin c y ñư c chia theo ba c p ñ tính toán khác nhau, liên ti p: phương pháp c p ñ III, II và I. Chương 4 trình bày cơ s toán h c trong tính toán thi t k ng u nhiên và phân tích tin c y c a m t thành ph n và m t h th ng theo t ng c p ñ tính toán khác nhau. Chương 5 hư ng vào phân tích ñ tin c y c a h th ng hoàn ch nh bao g m nhi u thành ph n và các h th ng con và cách xác ñ nh m c ñ tin c y c a toàn h th ng. Trong chương này, vi c phân tích hàm tin c y c a các thành ph n và toàn h th ng ch ñ c p ñ n các bài toán n ñ nh, hàm tin c y không ch a y u t th i gian. Tuy nhiên trong nhi u trư ng h p hàm tin c y có th ph thu c theo th i gian, tùy thu c vào t ng h th ng. Chương này cũng gi i thi u các quy t c phân tích ñ i v i hai h th ng cơ b n: h th ng n i ti p và h th ng song song. Chương 6 mô t các cơ ch phá h ng cơ b n liên quan ñ n h th ng công trình phòng ch ng thiên tai và công trình b o v b . Cách xây d ng hàm tin c y cho các cơ ch x y ra s c cũng ñư c trình bày trong chương này. Trư ng h p c a Hà Lan, ñư c xem là ñi m kh i ñ u và tiên phong trong xây d ng quan ñi m thi t k này ng d ng trong lĩnh v c phòng ch ng thiên tai và b o v b , ñư c ñưa ra ñ phân tích. Có th xem xét nó như m t trư ng h p nghiên c u chung và có th tri n khai áp d ng ñư c cho các trư ng h p khác trong ñi u ki n Vi t Nam. Sau khi có các hàm ñ tin c y, công vi c quan tr ng ti p theo là tìm các hàm phân ph i xác xu t phù h p v i các bi n ng u nhiên liên quan. 6 HWRU/CE Project - TU Delft
  10. Chương 7 trình bày cách xác ñ nh các bi n ng u nhiên liên quan trong các hàm tin c y. ð c ñi m c a các bi n ng u nhiên (lo i phân ph i và thông s th ng kê) trong bài toán công trình bi n ph bi n ñư c nêu ra. M i bi n ng u nhiên riêng bi t s ñư c mô t và s d ng b ng m t hàm m t ñ phân ph i xác su t g n ñúng. Chương 8 gi i thi u tóm t t ng d ng phương pháp ng u nhiên trong ñánh giá an toàn h th ng công trình phòng ch ng lũ và b o v b bi n Vi t Nam. Trư ng h p nghiên c u c th áp d ng cho v n ñ th c t t i vùng b bi n Nam ð nh ñư c ñưa ra làm ví d phân tích. M t s công c h tr và mô hình tính toán l p s n ph c v trong ng d ng phương pháp trong th c t thi t k ñư c gi i thi u trong Chương 9. 7 HWRU/CE Project - TU Delft
  11. CHƯƠNG 2 - PHÂN TÍCH R I RO 2.1 Gi i thi u chung Trư c khi ñ c p ñ n phân tích r i ro, c n xem xét khái ni m r i ro. Trong các cu c th o lu n, khái ni m r i ro r t mơ h . Theo t ñi n Oxford, r i ro là “kh năng x y ra k t qu x u, gây thi t h i...” ð nh nghĩa trên có ñ c p ñ n xác su t (kh năng x y ra) và h u qu . ð nh lư ng và so sánh các r i ro ch d a vào xác su t là không th c t , vì r i ro trong trư ng h p m t 100 nghìn ñ ng v i kh năng 50% không gi ng v i r i ro m t 1 tri u ñ ng v i kh năng 50%. Các nhà phân tích r i ro không th ng nh t v khái ni m r i ro. Thông thư ng, có 4 ñ nh nghĩa v r i ro ñư c ñưa ra phân tích: - R i ro là xác su t x y ra m t s c ngoài ý mu n trong m t quy trình/quá trình hay c a m t ñ i tư ng. - R i ro là h u qu c a m t s c ngoài ý mu n. - R i ro là tích s c a xác su t x y ra s c và h u qu do s c . - R i ro là hàm c a xác su t x y ra thi t h i và h u qu thi t h i. Nhìn chung, hai ñ nh nghĩa ñ u không phù h p l m. R i ro do các xác su t nh nhưng gây ra h u qu r t l n ho c xác su t l n nhưng có h u qu nh , vì v y ñ nh nghĩa th nh t không gi i thích th a ñáng, tương t ñ nh nghĩa th hai cũng v y. ð nh nghĩa th ba ñưa ra s so sánh t t hơn v r i ro. Th c t ta có th xác ñ nh giá tr h u qu ch p nh n ñư c c a m t quá trình. Trong nhi u trư ng h p giá tr này tương ng v i thi t h i x y ra trong th i gian dài. V i ñ nh nghĩa này, xác su t x y ra s c ngoài ý mu n và h u qu c a nó ñóng vai trò quan tr ng như nhau. Do xác su t x y ra s c là ñ i lư ng không th nguyên, nên theo ñ nh nghĩa này xác su t x y ra s c cũng ngang b ng v i h u qu c a nó. ð nh nghĩa tuy ñơn gi n nhưng h u qu c a m t s c ngoài ý mu n x y ra thư ng có th nguyên và khác nhau v tính ch t (thi t h i v v t ch t, thương vong, gây hoang mang...) nên r i ro không th di n t ch trong m t con s . ð nh nghĩa r i ro cu i cùng là t ng quát nh t trong b n ñ nh nghĩa nêu trên. Ba ñ nh nghĩa ñ u là nh ng trư ng h p ñ c bi t c a ñ nh nghĩa th tư. Qua ñó, ta có th xác ñ nh tr ng s ñ i v i h u qu c a s c ngoài ý mu n tuỳ theo tính ch t nghiêm tr ng c a nó. ði u này ñ c bi t quan tr ng ñ i v i trư ng h p xác su t x y ra s c nh nhưng h u qu l n, khi không xác ñ nh ñư c thi t h i lâu dài. Vi c ñánh giá r i ro ph i tính ñ n các r i ro không mong mu n. H u qu c a m t s c ngoài ý mu n có th là t t ñ nh ho c b t ñ nh. N u h u qu mang tính b t ñ nh thì có th ñ nh nghĩa r i ro b ng hàm m t ñ xác su t ñ xác ñ nh các ñ i lư ng quan tâm. ð nh nghĩa t ng quát nh t v r i ro là: tích s c a xác su t x y ra thi t h i v i lu th a b c n c a h u qu thi t h i: R i ro = xác su t thi t h i * (h u qu thi t h i)n. Lu th a mũ n ph thu c vào tình tr ng c a h th ng, thông thư ng v i n = 1 là trư ng h p phân tích r i ro t nhiên, trư ng h p này ta có th tính ñư c các giá tr d ki n, trong khi n > 1 ph n ánh trư ng h p r i ro không mong mu n. 8 HWRU/CE Project - TU Delft
  12. ®èi t−îng ph©n tÝch rñi ro Tiªu chuÈn M« t¶ hÖ thèng tham chiÕu LiÖt kª c¸c sù cè v X¸c ®inh x¸c suÊt th¶m häa x¶y ra sù cè cã thÓ x¶y ra KÕt hîp XS v thiÖt h¹i TÇn suÊt v ®Þnh l−îng hËu qu¶ møc ®é thiÖt h¹i Rñi ro ®¸nh gi¸ Tiªu chuÈn, tiªu chÝ Ra quyÕt ®Þnh ®iÒu chØnh CÊp ®é rñi ro chÊp nhËn Hình 2.1 Sơ ñ quá trình phân tích r i ro. Hình 1 mô t các thành ph n trong phân tích r i ro c a m t h th ng theo phương pháp ng u nhiên. ð u tiên là mô t các thành ph n trong h th ng công trình phòng ch ng lũ như các ño n ñê, c ng và các công trình thành ph n khác. Ti p theo là danh m c li t kê các ki u nguy cơ và s c hư h ng có th x y ra. ðây là m t bư c quan tr ng trong phân tích r i ro b i n u thi u m t ki u s c (m t cơ ch phá ho i) cũng có th gây nh hư ng nghiêm tr ng ñ n ñ an toàn trong thi t k . Bư c k ti p là ñ nh lư ng h u qu cho t t c s c có kh năng x y ra. Ví d 2.1 M t b ch a ng m ñư c dùng ñ ch a ch t th i ñ c h i. S c môi trư ng c a h th ng b ch a này là x y ra rò r , ch y tràn ch t th i ñ c vào môi trư ng ñ t. D a vào s lan r ng c a lư ng ch t th i ta có th xác ñ nh ñư c thi t h i môi trư ng. Trong trư ng h p này, m t s v n ñ c n xem xét ñó là các thi t h i quan tr ng làm nh hư ng ñ n c u trúc ñ t, m c nư c ng m và dòng ch y, s th m th u ñ t. Lư ng ch t th i ñ c rò r (X) là h u qu c a s c ngoài ý mu n “Rò r b ch a” và thi t h i v môi trư ng là m t hàm s g(X). Xem lư ng ch t th i ñ c b rò r là s c ngoài ý mu n, có giá tr trung bình µ và ñ l ch chu n σ. Xác su t c a s c ngoài ý mu n là Pf. M t ñ xác su t thi t h i môi trư ng ñư c mô t như sau: ∞ X=0    X−µ (g(X )) =  f g( X )  Pf ϕ  σ  X ≠ 0    N u r i ro ñư c bi u di n thông qua giá tr kỳ v ng E(Pfg(X)), ta có: ∞  X −µ  ∫ g( X )ϕ  d X risk = Pf σ   -∞ Vi c gi i toán hàm tích phân trên có th tham kh o t i m c 2.4 9 HWRU/CE Project - TU Delft
  13. Phân tích r i ro ñư c dùng cho nhi u m c ñích ch ng h n ki m tra ñ an toàn c a m t quy trình hay ñ i tư ng có phù h p v i tiêu chu n hay ñ t t i ưu v kinh t hay không. M c ñích chung c a phân tích r i ro là cung c p cơ s ñ ñưa ra quy t ñ nh cu i cùng d a trên cơ s k t qu phân tích r i ro. Các ví d cho m c ñích này ñư c áp d ng trong thi t k công trình, t i ưu hoá thi t k h th ng phòng ch ng lũ và các h th ng tương t , t i ưu hoá v quy ho ch, duy tu b o dư ng... Căn c vào các m c tiêu mà k t qu phân tích c n ñ t ñ n chu n ñã thi t l p. Liên quan ñ n các v n ñ v an toàn thì chính sách an toàn qu c gia là quan tr ng nh t. Chính sách này là các tiêu chu n trong ngh ñ nh do chính ph ban hành. Trong trư ng h p c n thi t, quy trình và thông s k thu t c a ñ i tư ng ph i ñi u ch nh ñ tuân theo các chu n ñó. V i m c ñích t i ưu hoá kinh t thì r i ro g n v i giá thành c a ñ i tư ng cũng ñóng vai trò quan tr ng. Có th xem xét r i ro theo hư ng tài chính. Ch ng h n ngư i ta t p trung phân tích ñ làm gi m t i thi u r i ro và t ng giá thành khi tri n khai và b o dư ng ñ i tư ng. Trong nh ng trư ng h p như v y, không th xác ñ nh trư c giá tr gi i h n r i ro. Ví d 2.2 Khái ni m r i ro liên quan ñ n h th ng công trình ñ u m i h ch a và vùng h lưu. Ch c năng chính c a m t ñ p dâng là tr nư c. N u ñ p b v , nư c ch y tràn b t ng gây ra lũ l t d n ñ n h u qu n ng n v tài s n và sinh m ng vùng h du. Vì v y, c n tránh v ñ p vì nó là nguyên nhân gây ra thi t h i to l n v kinh t , xã h i và con ngư i. ð p tràn là gi i pháp h u hi u ñ gi i quy t v n ñ ñi u ti t lũ. Tuy nhiên, vi c ñ m b o an toàn cho ñ p dâng là m t v n ñ luôn ñư c quan tâm trong thi t k . N u lư ng nư c ch y vào h ch a quá l n t o ra m c nư c l n hơn m c cho phép thì tràn x lũ b t ñ u ho t ñ ng. K t qu là m c nư c và lưu t c dòng ch y h lưu tăng lên gây xói l n n sông, b sông ngay h lưu công trình. N u so v i h u qu do v ñ p thì thi t h i ki u này không l n và có th s a ch a v i chi phí th p hơn. Do m c ñ lũ l t khác nhau nên các c p ñ r i ro ch p nh n do v ñ p cũng như nh ng thi t h i c a công trình do m c nư c, dòng ch y dâng cao cũng hoàn toàn khác nhau. V ñ p ch ñư c ch p nh n v i xác su t r t nh (nh hơn m t l n m i năm), trong khi thi t h i do phá ho i n n/b sông l i ñư c ch p nh n v i t n su t cao hơn nhi u. Ví d hư h ng không nghiêm tr ng c a chân kè hàng năm có th ñư c s a ch a hoàn ch nh và k p th i (ñòi h i ph i chu n b k ho ch b o dư ng hoàn ch nh). Trong trư ng h p này, m c ñ thi t h i ch p nh n ñư c xác ñ nh b ng giá thành t i ưu gi a v n ñ u tư xây d ng ban ñ u và chi phí b o dư ng, kh c ph c h u qu . 2.2 C p ñ r i ro ch p nh n ñư c trong công tác phòng ch ng lũ M t trong nh ng v n ñ quan tr ng trong thi t k ñ p dâng là xác ñ nh t n su t x y ra s c c a công trình. Quy t ñ nh c n ph i ñư c ñưa ra trong giai ño n thi t k là v i kho ng t n su t x y ra lũ l t là bao nhiêu thì có th ch p nh n ñư c cho m t vùng c th . ðây không ph i là v n ñ thu c lĩnh v c k thu t thi t k công trình ñơn thu n, mà nó còn bao hàm c ph m trù kinh t và chính tr . Ta có th th y ñư c m i liên h gi a chi phí xây d ng h ch a và giá tr hàng hoá, c a c i vùng h lưu (các ñ p nư c l n hơn có chi phí xây d ng cao hơn, nhưng khi ñ p nư c ñư c xây d ng thì cơ s h t ng vùng h lưu ñư c ñ m b o hơn). Tuy nhiên, không th gi i quy t v n ñ ñơn thu n d a vào phân tích kinh t mà không tính ñ n các giá tr v xã h i, t nhiên, văn hoá, l ch s ngh thu t... Các giá tr kinh t v môi trư ng quan h 10 HWRU/CE Project - TU Delft
  14. gi a con ngư i v i nhau hay giá tr c a m t khu b o t n t nhiên, m t ñ a danh l ch s hay b o tàng ngh thu t là không th tính ñư c. M c ñ an toàn c a các công trình kinh t văn hóa xã h i ph thu c vào m c ñ tin c y an toàn c a công trình và ngoài ra còn ph thu c vào v n ñ u tư hi u qu c a công trình. 2.3 Các bư c phân tích r i ro R i ro là hàm s xác su t c a s c và h u qu c a nó. Vì v y, phân tích r i ro bao g m phân tích xác su t và h u qu . Hơn n a, tùy thu c vào m c tiêu, nhi m v và ñ i tư ng phân tích ta có th xác ñ nh các tiêu chu n và tiêu chí mà r i ro ph i ñáp ng. Hình 2.1 trình bày sơ ñ khái quát v các thành ph n trong phân tích r i ro. Trong phân tích r i ro, các khái ni m sau c n ñư c phân bi t: 1- M t phân tích ñ nh tính bao g m phân tích các ch c năng và các thành ph n c a h th ng, li t kê các hi m ho , các d ng s c , h u qu và xác ñ nh các m i quan h n i t i. 2- M t phân tích ñ nh lư ng bao g m tính toán xác su t x y ra s c , ñ nh lư ng h u qu x y ra, tính toán r i ro và ñánh giá k t qu b ng cách th nghi m trên các h th ng chu n. 3- Ra quy t ñ nh và ki m ñ nh r i ro. Phân tích ñ nh lư ng không ph i luôn luôn có kh năng th c hi n ñư c hay có th ư c lư ng ñư c. Vì v y ch có th c hi n phân tích ñ nh tính m i có th ñánh giá r i ro m t cách t ng th và qua ñó nâng c p, c i ti n ñư c quy trình, h th ng ho c ñ i tư ng nghiên c u. Các bư c trong phân tích r i ro thư ng dùng các thành ph n ñưa ra trong hình 2.2. Mũi tên ch theo th t th c hi n. Th t c này ñưa ra nh m h tr th c hi n m t phân tích r i ro ñ i bi u và không mang tính ch t b t bu c. Có khi các thành ph n ñư c thêm vào các bư c phân tích b i vì chúng liên quan ñ n vi c ñưa ra quy t ñ nh. N u không có nh hư ng l n, chúng b b qua do không (chưa) h p lý v m t k thu t hay do giá thành quá l n. Tuy nhiên ch ñưa thêm vào khi chúng có nh ng nh hư ng thích h p . 2.4 K ho ch t ng bư c c a phân tích r i ro 2.4.1 Mô t quy trình/quá trình hay ñ i tư ng m t cách h th ng Phân tích r i ro s d ng n n t ng là lý thuy t h th ng. Ti n trình hay ñ i tư ng ñư c xem xét qua mô t thành ph n ñ u vào - ñ u ra (xem hình 2.2). Thông thư ng h th ng ñư c chia 2thành các thành ph n và các h th ng con. M i thành ph n như v y ñư c khái quát hoá như m t thành ph n ñ u vào - ñ u ra. Thông qua các m i tương quan n i t i, chúng hình thành nên h th ng t ng th . S chia nh các thành ph n và h th ng con d n ñ n c p ñ xác ñ nh xác su t x y ra s c 11 HWRU/CE Project - TU Delft
  15. Hình 2.2 H th ng ñ u vào - ñ u ra. 2.4.2 Li t kê kh năng x y ra các s c ngoài ý mu n, các nh hư ng và h u qu Giai ño n này nh m li t kê và ñưa ra t t c các s c ngoài ý mu n có th x y ra có th x y ra và h u qu c a chúng. M t h th ng hay m t b ph n ñư c coi là g p s c n u nó không còn th c hi n các ch c năng mong mu n. S c x y ra theo nhi u cách khác nhau. M i cách ñó ñư c g i là cơ ch d n ñ n s c . Ranh gi i gi a vùng s c và vùng an toàn ñư c g i g i là tr ng thái gi i h n. Trong th c t có 2 d ng biên gi i h n, m t d ng gây ra s c t m th i hay s c m t ph n và m t d ng gây ra s c lâu dài hay hoàn toàn. Trong các tài li u tham kh o, các d ng này ñư c hi u: Tr ng thái gi i h n v kh năng ph c v (S.L.S); là các tr ng thái gi i h n mà ch c năng ho t ñ ng có th ñư c th c hi n, ñư c g i là biên h u ích. Ví d cho tr ng thái này là tình tr ng c ng t m th i không th làm vi c do song quá cao. Tr ng thái gi i h n cu i cùng (U.L.S), là tr ng thái gi i h n t i ña. Thông qua s c và hư h ng thư ng xuyên c a m t ñ i tư ng d n ñ n s d ng ho t ñ ng. Ví d như ñ p ch n sóng t i c a vào c ng b v , h u qu s là xu t hi n các con sóng trong c ng có chi u cao l n hơn chi u cao cho phép, ñi u này d n ñ n vi c ng ng ho t ñ ng c a c ng. ði u quan tr ng nh t v i t t c các cơ ch này là chúng ph i ñư c ñ c p càng k càng t t trư c khi ti n hành phân tích ñ nh lư ng. Trong th c t , các hư h ng x y ra do không xác ñ nh ñư c ki u s c (không ñ c p ñ n) nhi u hơn so v i l i do phân tích m t ki u s c . Formatted: Space Before: 6 pt Vi c tìm ra các m i ñe do và các ki u s c là công vi c không ñơn gi n. Các phương pháp Formatted: Bullets and Numbering h tr là thu th p d li u v vùng b , vùng lân c n, nghiên c u tài li u, ph ng v n, kinh nghi m k t h p v i so sánh các h th ng, t ch c h p ñ l y ý ki n... Các nguyên nhân chính gây ra s c ñ i v i các h th ng ph bi n thư ng ñư c bi t ñ n và có th tìm th y trong sách hư ng d n và s tay k thu t. 2.4.3 Xác su t r i ro thành ph n: Xác su t r i ro thành ph n bao g m: - Xác su t x y ra s c ngoài ý mu n 12 HWRU/CE Project - TU Delft
  16. - Xác su t s c ngoài ý mu n d n ñ n/ gây nên tác ñ ng nào ñó - Xác su t mà tác ñ ng này gây nên h u qu ñáng k . Các thành ph n này có th minh ho b ng: - Xác su t x y ra s c trư t mái ñê - Xác su t nư c tràn vào vùng lân c n khi m c nư c dâng cao. - Xác su t x y ra thi t h i và thương vong. Có th tính xác su t x y ra s c ngoài ý mu n theo 2 cách khác nhau: Cách th nh t là phương pháp quy n p (phương pháp d a trên kinh nghi m). Theo phương pháp này ngư i ta xác ñ nh xác su t c a m t s c ch c ch n x y ra b ng s li u (cơ s d li u). Thu n l i c a phương pháp này là không có ki u hư h ng quan tr ng nào b b qua khi phân tích m t quá trình hay m t h th ng. Tuy nhiên, b t l i c a nó là không ñưa ra ñánh giá chi ti t ñ i v i các ki u s c . K t qu là vi c ngăn ng a các s c kém hi u qu . N u dùng phương pháp quy n p ñ xác ñ nh xác su t x y ra s c thì m t ñi u quan tr ng là h th ng và các ñi u ki n biên không thay ñ i theo th i gian. Cách th hai theo phương pháp n i suy. Phương pháp này xem xét t t c các ki u s c có th x y ra. Thu n l i c a phương pháp này là nh n xét th u ñáo các ki u s c t ñó ñưa ra các bi n pháp ñ c thù nh m gi m thi u xác su t x y ra s c ngoài ý mu n. Vi c xác ñ nh xác su t cho các tác ñ ng có kh năng x y ra và xác su t x y ra h u qu mà các tác ñ ng ñó mang l i cũng tương t như cách xác ñ nh xác su t x y ra s c ngoài ý mu n. Nó có liên quan ñ n các xác su t ñi u ki n. T ng xác su t thành ph n c a r i ro là: P(E1 ) P(E 2 | E1 ) P(G | E1 ∩ E 2 ) (3.1) Trong ñó: - E1 là s c ngoài ý mu n (ch ng h n như s c v ñê) - E2 là tác ñ ng c a nó (ch ng h n như ng p l t vùng lân c n) - G là h u qu (ch ng h n như s ngư i ch t ñu i) Hàm xác su t P(E1)P(E2|E1) chính là xác su t x y ra s c Pf. Xác su t P(G|E1∩E2) có th ñư c xác ñ nh n u h u qu là tuân theo lu t phân ph i t t ñ nh ho c bi n r i r c ng u nhiên v i hàm m t ñ xác su t cho trư c (Xem 2.2). 2.4.4 Xác ñ nh và ñánh giá r i ro Sau bư c xác ñ nh h u qu và xác su t tương ng là bư c xác ñ nh và ñánh giá r i ro. Thông thư ng bư c th nghi m r i ro d a trên các tiêu chu n cho trư c. N u dùng phân tích r i ro ñ thi t k ti n trình hay ñ i tư ng thì các bư c ñư c l p l i nhi u l n ñ ñi u ch nh các chi ti t k thu t c a h th ng ñ hư ng t i m t thi t k t i ưu. Bư c t i ưu tài chính tính toán giá thành c a quy trình, h th ng hay ñ i tư ng cùng v i r i ro v i m i bư c l p. Thi t k t i ưu n u giá thành t i thi u. 2.4.5 Ra quy t ñ nh d a trên k t qu phân tích r i ro Phân tích r i ro thư ng h tr cho vi c ñưa ra quy t ñ nh. V lý thuy t, m t phân tích r i ro xem là hoàn ch nh sau khi ñánh giá và ñưa ra quy t ñ nh d a trên phân tích r i ro. 13 HWRU/CE Project - TU Delft
  17. Vi c ghi chép nh ng bi n th khác nhau, v i nh ng r i ro ñi kèm, chi phí và l i ích trong m t ma tr n hay cây quy t ñ nh ñư c coi như công c tr giúp cho vi c ra quy t ñ nh. Qua ñó, l a ch n t i ưu có th ñư c th c hi n t m t s các kh năng khác nhau. 2.4.6 R i ro ch p nh n ñư c trong th c t a. R i ro theo quan ñi m cá nhân Cách th nh t ñ thi t l p xác su t x y ra s c ch p nh n là coi nó tương ñương v i xác su t thương vong ñư c tính b ng bình quân ñ u ngư i. Các phân tích r i ro d a trên d li u th ng kê mang tính xã h i thư ng ñưa ra m t ch s trung bình r i ro ch p nh n ñư c v s ngư i ch t. Theo phương pháp phân tích d a trên lý trí và nh n th c, các cá nhân c a m t ho t ñ ng luôn ý th c v tính cân b ng gi a r i ro và l i nhu n ch p nh n ñư c. Ph thu c vào l i ích c a quá trình này mà ho t ñ ng tình nguy n có ñư c b o ñ m hay không. Vì v y mà t o ra s khác bi t gi a các ho t ñ ng tình nguy n ñư c ñ m b o và các ho t ñ ng không ñư c b o ñ m. Theo như cách th c này, m c ñ tình nguy n có liên quan ñ n xác su t x y ra tai n n ñư c d báo trư c. S li u th ng kê v nguyên nhân t vong th hi n qua xác su t x p x 10-4 ñ i v i các ho t ñ ng t do có ý th c m c trung bình. S li u này s d ng 1 ch s dành cho r i ro cá nhân ch p nh n ñư c. ð i v i các qu c gia không thu c phương Tây, l i t c cho 1 ho t ñ ng như v y có th khác bi t rõ so v i minh ho trên, ví d như ph thu c vào ñ a lý, văn hoá và các nguyên do v kinh t . R i ro cá nhân ch p nh n ñư c (Pdi) dành cho m t ho t ñ ng c th ñư c tính b ng: N di N pi Pfi Pd / Fi Pdi = = N pi Npi Trong ñó: Npi là s thành viên c a ho t ñ ng th i Ndi là s ngư i ch t trong ho t ñ ng th i Pfi là xác su t tai n n c a ho t ñ ng th i. Pd/Fi là xác su t t l ngư i ch t x y ra trong m t tai n n. b. R i ro theo quan ñi m xã h i (mang tính c ng ñ ng) Phương pháp ti p c n này nh m xác ñ nh r i ro ch p nh n ñư c c a m t d án c th v i quan ñi m là khó có kh năng x y ra. Câu h i dành cho kh năng ch p nh n c a t p th th c ch t là m t v n ñ v phương pháp th ñúng d n, t ñó có 2 hư ng x y ra: 1) Xác ñ nh d a vào kinh nghi m s lư ng thương vong ch p nh n ñư c thông qua ñánh giá tai ho do s c công trình. 2) Gi m thi u v n ñ v m t t i ưu hoá kinh t thông qua di n gi i t t c h u qu theo ñơn v thương vong/ thi t h i. Trong n i dung th nh t, công th c sau ñư c hình thành (TAW/CUR, 1990) dành cho xác su t x y ra s c t i ưu I Pfop = B (r − g ) Pd / f N PCP + C f 14 HWRU/CE Project - TU Delft
  18. Trong ñó: Formatted: Font: Italic I là chi phí ñ u tư cho m t ñơn v gia tăng v thông s ñ b n (chi u cao ñ nh, ñư ng kính viên ñá) Formatted: Font: Italic - C f l à t ng chi phí liên quan ñ n s c (r i ro) Formatted: Font: Italic - P d/f l à xác su t thương vong c a m t s c Formatted: Font: Italic - NP là s ngư i dân mà sinh m ng c a h ph thu c vào công trình; Formatted: Font: Italic - Cp là chi phí cho m i sinh m ng (ñi u này có th bàn cãi) Formatted: Font: Italic - B là tham s kinh nghi m d ng “mũ” c a phân ph i t i tr ng, k ñ n nh hư ng c a vi c gia tăng ñ b n. Formatted: Font: Italic - r là lãi su t th c t . Formatted: Font: Italic - g là t c ñ tăng trư ng kinh t Trong n i dung th hai, ch tiêu (Pfn) bi n ñ i t xác su t gây ch t m t ngư i (s Nd), do s hi n di n vô tình trong các nhà máy, tàu thu hay máy bay v i s l n xu t hi n Nc c a cá th ñó, và h là thành viên trong t ng s N ngư i: Formatted: Font: Italic Pfn=Nd/NNc Formatted: Font: Italic N u xác ñ nh trư c m t c p ñ r i ro ch p nh n ñư c thì b t kỳ công trình ñư c xem xét nào Formatted: Font: Italic c a d án cũng có th gi i h n ñư c r i ro theo giá tr ñ nh trư c này. N u không có c p ñ r i ro nào ñư c xác ñ nh trư c thì ñánh giá r i do có th căn c vào các phân tích giá tr l i nhu n kinh t (BCN) v chi phí do thi t h i hay thi t h i v m ng s ng con ngư i; hay chi phí b o dư ng và s a ch a cũng tương t như nh ng chi phí này.Theo phương pháp này, giá tr v con ngư i có th ñư c xác ñ nh b ng t ng s n ph m qu c n i chia cho t ng dân s . Tuy nhiên v i ph m trù v ñ o ñ c và tinh th n thì vi c gán giá tr v t ch t cho sinh m ng con ngư i là m t ñi u nh c nh i và chưa d ñư c ch p nh n vì sinh m ng con ngư i là quan tr ng nh t và là vô giá. M t s giá tr phi v t th , không th ñánh giá chính xác ñươc, như giá tr thi t h i v môi trư ng xây d ng d án công trình ñư c di n gi i là chi phí “bóng” c a d án ñ ph n nào gi m nh nh hư ng c a các tác ñ ng ngư c. ð i v i trư ng h p m r ng, r i ro ch p nh n ñư c có th ñư c xem xét l i d a vào quan h gi a các kh năng giám sát, ñi u tra và s a ch a. Vì v y thi t k có th ñ c p ñ n nh ng kh năng này ñ d phòng các th t c ñi u tra và duy tu b o dư ng. Ngư c l i thi u các kh năng k trên ñòi h i ph i có ñư c ch p nh n r i ro t i thi u. 2.5 Phân tích r i ro và sơ ñ s c c a h th ng công trình phòng ch ng lũ Nghiên c u v ñ an toàn công trình t p trung vào các khái ni m s c và hư h ng công trình. Cho dù hai khái ni m này thư ng ñư c dùng như có chung m t ý nghĩa, tuy v y, cũng c n có s phân bi t rõ ràng v s khác bi t gi a chúng. M t k t c u hay m t thành ph n k t c u hư h ng n u nó không còn th c hi n ñư c ch c năng chính, cơ b n c a nó. Ch c năng c a m t công trình phòng ch ng lũ ñư c xác ñ nh là ngăn ch n lũ l t, nghĩa là b o v vùng có kh năng ng p l t không b nư c lũ tràn vào, không b x y ra các thi t h i v sinh m ng và/ho c thi t h i v tài s n. M t công trình hay m t thành ph n công trình hư h ng ñ v n u dư i tác d ng c a t i tr ng gây nên s xu t hi n bi n d ng v i giá tr l n nghiêm tr ng làm m t ñi hình d ng ban ñ u c a 15 HWRU/CE Project - TU Delft
  19. công trình. Nhìn chung s ñ v công trình thư ng tương ng v i xác su t x y ra hư h ng v i giá tr l n. ð v và hư h ng không ph i lúc nào cũng gây nên thi t h i mang tính th m h a. Ch ng h n, ñ p b m t n ñ nh do trư t x y ra t i th i ñi m m c nư c c a h ch a ñang duy trì m c th p, trong th i gian dài s không gây ra th m ho cho khu v c h lưu. Trư ng h p ngư c lai, khi m c nư c trong sông, h cao, có th x y ra sóng tràn, có th làm hư h ng công trình phòng ch ng lũ (hư h ng ñ nh, mái phía trong c a ñê, ñ p) nhưng k t c u c a nó v n có th ñư c gi nguyên. M t công trình phòng ch ng lũ ph i ñư c thi t k sao cho trong su t giai ño n xây d ng công trình và th i gian ph c v còn l i c a nó, xác su t x y ra s c hay ñ v ñ m b o th p. ð xác ñ nh ñư c t i ưu gi a quy mô công trình và m c ñ an toàn, c n thi t ph i th c hi n phân tích r i ro. Các thành ph n phân tích r i ro ñư c trình bày tóm t t trên Hình 2.3. Deleted: ¶ Formatted: Centered Li t kê các ki u th m h a Formatted: Centered Formatted: Centered Mô ph ng các cơ ch hư h ng Formatted: Centered Xác ñ nh XS x y ra s c Formatted: Centered ðánh giá thi t h i Formatted: Centered R i ro = XS * Thi t h i Hình 2.3 Các thành ph n trong phân tích r i ro. Trong phân tích r i ro, có ba c m t khoá: nguy cơ x y ra s c -cơ ch x y ra s c - h u qu c a s c . M t phân tích r i ro thư ng ñư c b t ñ u b ng vi c li t kê các nguy cơ s c và cơ ch x y ra s c . M t cơ ch x y ra s c ñư c mô t là các ph n ng l i c a công trình ñ i v i t ng nguy cơ s c . Nguy cơ s c di n bi n theo cơ ch x y ra s c , theo m t xác su t xu t hi n riêng, gây ra hư h ng ho c phá h ng công trình ho c thành ph n công trình. Biên gi a các tr ng thái hư h ng và không hư h ng, hay gi a phá h ng và không phá h ng thư ng ñư c g i là tr ng thái gi i h n. Có hai khái ni m v tr ng thái gi i h n ñư c ñưa ra: Tr ng thái gi i h n cu i cùng (ULS) và Tr ng thái gi i h n ph c v (SLS). K t qu c a m t quá trình phân tích r i ro là xác ñ nh h u qu mà s c hư h ng/phá h ng gây ra. Trong trư ng h p x y ra s c c a m t h th ng phòng ch ng lũ, c n ph i ñánh giá các ñ c trưng liên quan ñ n ng p l t (ví d như ñ sâu ng p l t, t c ñ ng p l t) và ư c lư ng thi t h i v v t ch t và phi v t ch t. Theo ñ nh nghĩa, r i ro ñư c xác ñ nh b ng tích s gi a xác su t x y ra s c và thi t h i (= h u qu ) do s c gây nên. ð có m t thi t k t i ưu t ng th cho m t h th ng phòng ch ng lũ, c n ph i tìm ra s cân b ng gi a m c ñ r i ro và chi phí ñ u tư xây d ng h th ng. Khi ñánh giá ñ an toàn c a h th ng công trình phòng ch ng lũ, c n xem xét m t cách t ng th toàn h th ng ch ng lũ. H th ng thư ng bao g m nhi u thành ph n, m i thành ph n có th b hư h ng/s c theo nhi u nguy cơ và nhi u d ng cơ ch . S ñ v c a thành ph n A có th 16 HWRU/CE Project - TU Delft
ADSENSE
ADSENSE

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

 

Đồng bộ tài khoản