Patomurtuman 2D-mallintaminen HEC-RAS 6.1.0 -ohjelmistolla

Abstract

Patoviranomainen vaatii padon omistajalta vahingonvaaraselvityksen patomurtuman seurauksista. Tässä opinnäytetyössä luotiin mallinnus patomurtumasta sellaisessa tulvatilanteessa, jonka patoviranomainen on edellyttänyt selvitettäväksi. Mallinnuksen tuloksia voidaan käyttää padon luokituksen määrittelemiseksi ja vahingonvaaraselvityksen tausta-aineistona. Malli luotiin HEC-RAS 6.1.0 -ohjelmistolla.

Työssä luotiin lähtöaineistoista tutkimusalueen geometrinen malli säännöstelyrakenteineen ja suoritettiin virtauslaskennan ajoja, joilla selvitettiin patomurtuman seurauksena syntyvän tulva-aallon laajuus. Mallinnuksen luotettavuutta arvioitiin lähtöaineistojen laadun arvioinnin, mallin kalibroinnin, verifioinnin ja validoinnin sekä patomurtuman murtumamekanismin herkkyysanalyysiin menetelmillä. Menetelmät valittiin patoviranomaisen ohjeistusten mukaisesti.

Mallinnuksen tuloksena esitetään tulva-aallon leviämisalue, maksimikorkeus, maksimivirtaama ja virtausnopeus patoviranomaisen edellyttämällä tavalla. Johtopäätöksissä esitellään sanallinen mallinnuksen luotettavuusarvio.

The dam safety authority requires a dam owner to prepare a dam break hazard analysis for a dam breach scenario. The aim of this thesis was to study a dam breach scenario by modelling the event with applicable methods according to the hydrological dimensioning and design flood event of the dam.

Specified topographic and bathymetric terrain data and technical dimensions of the waterway structures were used to create the model. The dam breach simulation was performed and used to acquire the magnitude of the flood wave. The reliability of the results was evaluated with methods assessing the quality of terrain data, model calibration, verification and validation of a chosen parameter. A sensitivity analysis was performed to the dam breach mechanism. The model was created with HEC-RAS 6.1.0.

The results include maps of maximum flood wave inundation, maximum water surface elevation, maximum flow and maximum velocity of the flood wave in the form instructed by the dam safety authority. As a conclusion the credibility of the modelling was evaluated and considered as required by the dam safety authority. The results can be used to update the classification of the dam.