Tính độ tin cậy an toàn hệ thống công trình đầu mối ở hồ chứa

Hiện tại ở Việt Nam, các công trình thủy lợi, thủy điện đang được thiết kế theo phương pháp tất định và trong quá trình tính toán có nhiều hạn chế, trong nhiều trường hợp không có cơ sở để tìm ra nguyên nhân gây đổ vỡ công trình. Trong nghiên cứu này, tác giả giới thiệu cách tính độ tin cậy an toàn của từng công trình trong hệ thống và của cả hệ thống theo hướng tiếp cận với thiết kế ngẫu nhiên cấp độ II kết hợp với phương pháp phân tích hệ thống.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Tính độ tin cậy an toàn hệ thống công trình đầu mối ở hồ chứaTÍNH ĐỘ TIN CẬY AN TOÀN HỆ THỐNG CÔNG TRÌNH ĐẦU MỐI Ở HỒ CHỨA Nguyễn Lan Hương1 Tóm tắt: Tiếp cận với thiết kế ngẫu nhiên và phương pháp phân tích hệ thống để đánh giá độ tincậy an toàn của công trình và hệ thống công trình là một cách tiếp cận mới hiện đại của các nướctrên thế giới. Hiện tại ở Việt Nam, các công trình thủy lợi, thủy điện đang được thiết kế theophương pháp tất định và trong quá trình tính toán có nhiều hạn chế, trong nhiều trường hợp khôngcó cơ sở để tìm ra nguyên nhân gây đổ vỡ công trình. Trong nghiên cứu này, tác giả giới thiệu cáchtính độ tin cậy an toàn của từng công trình trong hệ thống và của cả hệ thống theo hướng tiếp cậnvới thiết kế ngẫu nhiên cấp độ II kết hợp với phương pháp phân tích hệ thống. Từ khóa: thiết kế ngẫu nhiên, độ tin cậy của hệ thống, phân tích hệ thống, độ tin cậy an toàn,cây sự cố của hệ thống. 1. Đặt vấn đề. 1 tin cậy an toàn của từng phần tử công trình Mỗi công trình thủy lợi, thủy điện là một hệ trong hệ thống và của cả hệ thống theo hướngkết cấu trên nền làm việc trong điều kiện tương tiếp cận với thiết kế ngẫu nhiên và phương pháptác giữa ba môi trường: nước - nền - công trình. phân tích hệ thống.Trong một cụm đầu mối gồm nhiều công trình: 2. Tính độ tin cậy an toàn hệ thống côngcông trình đập dâng, công trình tháo lũ và cống trìnhlấy nước, chúng lại liên kết với nhau thành một Để tính được độ tin cậy an toàn của hệhệ kết cấu lớn hơn để tạo thành hồ chứa. Hệ kết thống, người thiết kế phải đặt được bài toán vàcấu này có thể được xem như là một hệ thống giải được bài toán đó. Các công việc để tiến tớicông trình đầu mối của hồ chứa. Trong quá trình đặt bài toán và giải được bài toán bao gồm: thuvận hành hồ, sự cố lớn nhất xảy ra đối với hệ thập các số liệu về công trình, phân tích thốngthống hồ chứa là sự cố vỡ đập, với sự cố này hệ kê, tạo các biến ngẫu nhiên, lập hàm tin cậy,thống sẽ ngừng hoạt động và gây ra các thiệt hại phân tích mối liên kết giữa các công trình tronglớn cho bản thân công trình và vùng hạ du. Hiện hệ thống, tính độ tin cậy của các công trình vàtại, ở Việt Nam trong lĩnh vực thủy lợi khi đánh độ tin cậy của hệ thống công trình. Tùy thuộcgiá an toàn đập thường sử dụng phương pháp vào mức độ phức tạp, các yêu cầu tính toán,thiết kế tất định và tính hệ số an toàn, khi tính mức độ quan trọng, khả năng cung cấp các dữtoán theo phương pháp này có rất nhiều hạn chế liệu quan sát và dữ liệu thiết kế về công trình đểvà trong nhiều trường hợp không có cơ sở để có thể giải bài toán tính độ tin cậy của côngtìm ra nguyên nhân gây đổ vỡ công trình [3]. trình và hệ thống công trình theo các cấp độPhương pháp thiết kế ngẫu nhiên và tính độ tin khác nhau: cấp độ I, cấp độ II hoặc cấp độ III.cậy là phương pháp thiết kế theo xu hướng hiện Các tính toán có thể thực hiện theo lưu đồ hìnhđại, phương pháp này tiến bộ hơn phương pháp 1, tùy thuộc vào mức độ phức tạp và yêu cầuthiết kế tất định và tính hệ số an toàn. Các trạng của kết quả đánh giá độ tin cậy cho hệ thống cóthái giới hạn cũng như các cơ chế phá hoại được thể tính toán bằng bằng tay hoặc sử dụng liênmô phỏng bằng các mô hình toán hoặc các mô tiếp các phần mềm chuyên dụng trên máy tínhhình tương ứng. Xác suất phá hoại của một bộ điện tử.phận công trình hay công trình được tính từ hàm 2.1. Sơ đồ tính độ tin cậy an toàn hệ thốngtin cậy có nhiều biến ngẫu nhiên được phân tích Tính độ tin cậy an toàn của từng công trìnhtrên cơ sở các dữ liệu quan sát về công trình. trong hệ thống và cả hệ thống được thực hiệnTrong bài báo này tác giả giới thiệu cách tính độ theo sơ đồ hình 1, độ tin cậy của hệ thống được tính toán theo ba bước.1 Đại Học Thuỷ lợi.KHOA HỌC KỸ THUẬT THỦY LỢI VÀ MÔI TRƯỜNG - SỐ 44 (3/2014) 81 Bước 1: Mô phỏng hệ thống. Nếu hàm tin cậy Z là phi tuyến: Khai triển Căn cứ vào các quy chuẩn, tiêu chuẩn thiết chuỗi Taylor và tính các tham số thống kê củakế, thi công, nghiệm thu, các đánh giá hiện hàm Z. Các tham số thống kê tương ứng với giátrạng đối với từng công trình để xây dựng sơ đồ trị ban đầu, trong nghiên cứu này gọi là điểmcây sự cố cho từng loại công trình và cả hệ thiết kế (ĐTK) ban đầu.thống công trình. Có thể quy định các công trình Lấy hai số hạng đầu trong khai triển Taylortrong một hệ thống là các phần tử trong h ...