2016-10-12

Sannolikhetsbaserad dammsäkerhet

Marie Westberg Wilde har genom sin forskning visat hur sannolikhetsbaserad analys kan användas för att utvärdera betongdammars stabilitet. Hon har också kunnat påvisa att metoden passar väl in i den systematiska riskhanteringsprocessen.

Styrkan med sannolikhetsbaserad metodik är att den tar hänsyn till osäkerheter, detta genom att beräkna sannolikheten för att ett dammbrott skall inträffa. Metoden erbjuder därmed en möjlighet att få ett kvantitativt mått på risken, det vill säga svar på hur säker eller osäker en damm är. Detta till skillnad från de deterministiska beräkningar som finns beskrivna i RIDAS (Kraftföretagens riktlinjer för dammsäkerhet).

Med sannolikhetsbaserad metodik kan både brottsannolikhet och känslighetsvärden uppskattas. Känslighetsvärden anger hur stor inverkan respektive parameter har på brottsannolikheten. En generell slutsats är att en övergång från deterministisk- till sannolikhetsbaserad metod skulle ge en jämnare dammsäkerhetsnivå.

Kommer den sannolikhetsbaserade metodiken ersätta dagens deterministiska metod?

– Jag tror att man kommer att använda båda metoderna. Men en fördjupad och bred implementering av den metod som jag arbetar med sker förmodligen först när vi har metodbeskrivning för praktisk tillämpning framtagen, och när konsultföretag får specifika uppdrag på området, säger Marie Westberg Wilde.

I ett vidare utvecklingsskede tror hon att vi kan få se en övergång till den så kallade partialkoefficientmetoden. Det är en metod som är kalibrerad mot en sannolikhetsbaserad modell, men som innehåller partiella säkerhetsfaktorer. I nuläget är det dock inte säkert att fullt ut tillämpa partialkoefficientmetoden för dammar. Dammar har större påverkan från berggrunden och annan ”natur” än de flesta andra konstruktioner och implementering av partialkoefficienter beror mycket på hur stora känslighetsvärden olika parametrar har, något som inte är helt klarlagt ännu.

Förvärvade kunskaper

Marie Westberg Wilde var anställd som industridoktorand hos Vattenfall Vattenkraft när hon efter licentiatexamen blev doktorand inom ramen för Svenskt Vattenkraft Centrum (SVC). Under sin tid hos Vattenfall byggde hon upp ett nätverk av värdefulla kontakter inom vattenkraftsbranschen som även SVC kunnat dra nytta av.
Idag arbetar Marie som konsult på ÅF och som forskare vid KTH. Hennes forskningsresultat har fått spridning genom såväl interna utbildningsinsatser som externa föredrag.

Marie Westberg Wilde upplever sig ha stor nytta av sin doktorandutbildning i det dagliga arbetet.

– Den har gett mig goda och värdefulla kunskaper om betongdammar, dammsäkerhet och riskanalys. Jag tycker också att jag genom utbildningen fått ett mera systematiskt angreppssätt när det gäller att lösa problem. Utöver detta så värdesätter jag verkligen det kontaktnät jag fått med på köpet.

Marie Westberg Wildes doktorandprojekt

Marie Westberg Wilde utgick från en sannolikhetsbaserad metod för utvärdering och dimensionering av konstruktioner som användes i andra konstruktionsbranscher med målet att göra den tillämpbar på vattenkraftdammar. Ett tidigare doktorandprojekt hade delvis en liknande inriktning, men tillämpningen mot dammar var begränsad. Marie Westberg Wilde införlivade även riskanalys och dammsäkerhet i sitt doktorandarbete. Nyhetsvärdet låg framförallt i att definiera variabler och parametrar som är specifika för vattenkraftdammar. Resultatet blev att alla relevanta parametrar togs omhand, dock med varierad noggrannhet. I några fall kunde Marie Westberg Wilde presentera mer eller mindre exakta värden. I andra fall ringade hon in parametrar som ska ingå, men fick göra grövre antaganden kring dessa. Liknande tillämpningar finns redovisade i ett fåtal internationellt publicerade artiklar, men Marie Westberg Wilde upplevde att det i dessa ofta var svårt att härleda var siffror för parametrar kom ifrån och att fokus mer var på beräkningsmetodiken. Hennes forskningsresultat har tacksamt anammats av vattenkraftsindustrin och den akademiska världen.

Forskningsnytta

Ett exempel på nyttogörande av forskningen är det projekt som Marie Westberg Wilde för närvarande bedriver tillsammans med Fredrik Johansson på KTH. Projektet går ut på att beskriva hur man ska göra en sannolikhetsbaserad dimensionering med målet att den ska användas av branschen vid utvärdering av befintliga konstruktioner och dimensionering av nya.
Maries Westberg Wildes resultat kommer även till nytta i två pågående doktorandprojekt som delvis bygger vidare på hennes forskning. Projekten, som finansieras via SVC, genomförs av doktoranderna Alexandra Krounis och Johan Spross på avdelningen för jord- och bergmekanik vid KTH.

Sannolikhetsbaserad dimensionering diskuteras också i grundutbildningen på KTH, dock inte med fokus på betongdammar. Två examensarbetare anlitades i början av 2014 för att delta i Marie Westberg Wildes och Fredrik Johanssons gemensamma projekt. Det ska tilläggas att Fredrik Johansson är seniorforskare inom SVC med inriktningen grundläggning av fyllnings- och betongdammar. Han arbetar även som konsult på SWECO. De har båda en referensgrupp knuten till sitt projekt, med deltagande från flera konsultföretag och ägarföretag.

Nyheter