15 MountainRisks IntensiveCourse Barcelona 08 Corominas Tutorial QRA Andorra

Embed Size (px)

Citation preview

  • 8/17/2019 15 MountainRisks IntensiveCourse Barcelona 08 Corominas Tutorial QRA Andorra

    1/20

       I  n   t  e  n

      s   i  v  e   C  o  u  r  s  e

      o  n   Q   R   A

      –   B

      a  r  c  e   l  o  n  a

       2   0   0   8

    Tutorial on QRA

    Rockfall hazard risk assessment.

     Andorra la Vella, E. Pyrenees

    Jordi Corominas

    Department of Geotechnical Engineering and

    GeosciencesCivil Engineering School. Barcelona

    UPC

  • 8/17/2019 15 MountainRisks IntensiveCourse Barcelona 08 Corominas Tutorial QRA Andorra

    2/20

       I  n   t  e  n

      s   i  v  e   C  o  u  r  s  e

      o  n   Q   R   A

      –   B

      a  r  c  e   l  o  n  a

       2   0

       0   8

    What is the problem?

    Locationof Andorra la Vella (AV) –Santa Coloma

  • 8/17/2019 15 MountainRisks IntensiveCourse Barcelona 08 Corominas Tutorial QRA Andorra

    3/20

  • 8/17/2019 15 MountainRisks IntensiveCourse Barcelona 08 Corominas Tutorial QRA Andorra

    4/20

       I  n   t  e  n

      s   i  v  e   C  o  u  r  s  e

      o  n   Q   R   A

      –   B

      a  r  c  e   l  o  n  a

       2   0

       0   8

    For QRA we need answers to the following questions

    Where the rockfall will take

    place?

    How often?

    How far will it travel?

    What magnitude (intensity)

    will it have?

    What are the potential

    damages?

  • 8/17/2019 15 MountainRisks IntensiveCourse Barcelona 08 Corominas Tutorial QRA Andorra

    5/20

       I  n   t  e  n

      s   i  v  e   C  o  u  r  s  e

      o  n   Q   R   A

      –   B

      a  r  c  e   l  o  n  a

       2   0

       0   8

    Risk for properties (i.e. buildings)

    R(P) = P(L) x P(T:L) x P(S:T) x V(D) X C

    R(P): expected annual loss due to landsliding (€/yr)

    P(L): probability of occurrence of a landslide of a given

    magnitude

    P(T:L): probability of a landslide reaching the building levelP(S:T): probability of the building being on the landslide path

    V(D): vulnerability of the building

    C: cost of the building

    the analysis must consider all landslide magnitudes and all the

    potentially affected buildings

  • 8/17/2019 15 MountainRisks IntensiveCourse Barcelona 08 Corominas Tutorial QRA Andorra

    6/20

       I  n   t  e  n

      s   i  v  e   C  o  u  r  s  e

      o  n   Q   R   A

      –   B

      a  r  c  e   l  o  n  a

       2   0

       0   8

    Risk for persons (i.e. inside a house)

    Individual risk

    R(ILOL) = P(R) x P(T:R) x P(S:T) x P(T:P) x P(S:P) x V(D)

    R(ILOL): annual probability of loss of life

    P(R): probability of occurrence of a rockfall of a given

    magnitudeP(T:R): probability of a rockfall reaching the house level

    P(S:T): probability of the house being on the rockfall path

    P(T:P): probability of the person being in the house

    P(S:P): probability of the person being in the rockfall path

    V(D): vulnerability of the person

  • 8/17/2019 15 MountainRisks IntensiveCourse Barcelona 08 Corominas Tutorial QRA Andorra

    7/20

       I  n   t  e  n

      s   i  v  e   C  o  u  r  s  e

      o  n   Q   R   A

      –   B

      a  r  c  e   l  o  n  a

       2   0

       0   8

    Identification of rockfall sources

  • 8/17/2019 15 MountainRisks IntensiveCourse Barcelona 08 Corominas Tutorial QRA Andorra

    8/20

       I  n   t  e  n

      s   i  v  e   C  o  u  r  s  e

      o  n   Q   R   A

      –   B

      a  r  c  e   l  o  n  a

       2   0

       0   8

    Definition of basin and associated talus slopes

    Spatial unit: basin

  • 8/17/2019 15 MountainRisks IntensiveCourse Barcelona 08 Corominas Tutorial QRA Andorra

    9/20

       I  n   t  e  n

      s   i  v  e   C  o  u  r  s  e

      o  n   Q   R   A

      –   B

      a  r  c  e   l  o  n  a

       2   0

       0   8

    How often? P(R)

     C o u l    o i    r 

    o     f       

     L   u i     x e n t    

    P      a     s     s     a     d       e     r     

    C     o    u    l     o    

    i     r    

     o     f       

     C i     r   e r   a

    C     o   u    l     o   i     r    o    f     R     o     q    

    u    e    s    

    B      l      a     n     

      q     u     e     s     

    C   o  u  l   o  i   r  

    o  f    

    P    i     c   a   

    C   o  u  l   o  i   r   

    o  f    

    C   o   l    l    

    d    '    E    r   e   s   

    C o u l o i r   o f  

    C   o  u  l   o  i   r   

    o  f    

    B   o  n  e  t   a  

    F     o   r    a    t      N     

    e    g    r    e   

    A l  z  i  n  a  

    o   f     

    C   o  u  l   o  i   r   

    B   a  s  e  r   a  

    w   e  d     g   e  

    Basora Mateu

    rock wall

    Jan-1996

    1974

    Dec-1983

    End of1960-69

    decade

    May-2001

    Jan-1997

    Several events

    before 1974

    Jan-19941968, 1984, other

    events betweenthese years

    Apr-2000

    1962

    About ten events

    between 1956 and1985

    250 m

    Rockfall ofknown age

    Rockfall with only

    an approximate age

    Plot of tree-ringsampling

    R    a    m    e   n   a    d     a    

    Apr-1999

    Between

    Jul-1998 and

    Jan-1999

    Roc de

    rock wall

    Sant Vicens

  • 8/17/2019 15 MountainRisks IntensiveCourse Barcelona 08 Corominas Tutorial QRA Andorra

    10/20

       I  n   t  e  n

      s   i  v  e   C  o  u  r  s  e

      o  n   Q   R   A

      –   B

      a  r  c  e   l  o  n  a

       2   0

       0   8

    Frequency (PR

    )

    Estimated returnperiod from:Site

    Historicalrecord

    Forat Negre 5

     Alzina couloir 15

    Boneta and Cirera

    couloirs10

    Bassera Mateu > 25

    Ramenada couloir 50

    Coll d'Eres couloir 25

    Pica couloir 25

    PR = 1/TR

    Frequency obtained at the base of thetalus slopes

  • 8/17/2019 15 MountainRisks IntensiveCourse Barcelona 08 Corominas Tutorial QRA Andorra

    11/20

       I  n   t  e  n

      s   i  v  e   C  o  u  r  s  e

      o  n   Q   R   A

      –   B

      a  r  c  e   l  o  n  a

       2   0

       0   8

    Preparing magnitude-frequency relation

    Location Percentage of blocks of

    different volumes≤1 1-5 >5 m3 

    Forat Negre 83,5 15,97 0,51

     Alzina couloir 83,5  15,97  0,51 Boneta couloir 83,5  15,97  0,51 Basera Mateu 83,5  15,97  0,51 

    Ramenada c. 83,5  15,97  0,51 Coll d’Eres c. 83,5  15,97  0,51 

    Location Percentage of block of different volumes0,5 1 2,5 5 10 m3 

    Forat Negre 49,6 33,9 14,5 1,47 0,51

     Alzina couloir 49,6  33,9  14,5  1,47  0,51 

    Boneta couloir 49,6  33,9  14,5  1,47  0,51 Cirera couloir 49,6  33,9  14,5  1,47  0,51 Basera Mateu 49,6  33,9  14,5  1,47  0,51 Ramenada c. 49,6  33,9  14,5  1,47  0,51 Coll d’Eres c. 49,6  33,9  14,5  1,47  0,51 Pica couloir 49,6  33,9  14,5  1,47  0,51 Pica talus 49,6 33,9  14,5  1,47  0,51 

  • 8/17/2019 15 MountainRisks IntensiveCourse Barcelona 08 Corominas Tutorial QRA Andorra

    12/20

       I  n   t  e  n

      s   i  v  e   C  o  u  r  s  e

      o  n   Q   R   A

      –   B

      a  r  c  e   l  o  n  a

       2   0

       0   8

     Assessment of travel distance (P(T:R)

    )

    Frequency obtained at thetalus slope.

    Not necessary

  • 8/17/2019 15 MountainRisks IntensiveCourse Barcelona 08 Corominas Tutorial QRA Andorra

    13/20

       I  n   t  e  n

      s   i  v  e   C  o  u  r  s  e

      o  n   Q   R   A

      –   B

      a  r  c  e   l  o  n  a

       2   0

       0   8

    Impact probabillity (P(S:T)) and (P(S:P))

    P(S:T)1 = LE/LD

    P(S:T)2

    = LB

    /LE

  • 8/17/2019 15 MountainRisks IntensiveCourse Barcelona 08 Corominas Tutorial QRA Andorra

    14/20

       I  n   t  e  n

      s   i  v  e   C  o  u  r  s  e

      o  n   Q   R   A

      –   B

      a  r  c  e   l  o  n  a

       2   0

       0   8

    Impact probability on buildings

    Location Impact probabilityLength

    talus (m)

    LD 

    Length

    buildings

    (m) LE 

    Width of

    exposed

    flat (m) LB 

    Forat Negre 180 180 10 Alzina couloir 150  70  10 Boneta couloir 190  140  10 Basera Mateu 310  28  10 Ramenada c. 130  20  10 Coll d’Eres c. 120  120  10 

    LE

    LD

    LB

    Block size (m3)LR 

    Cubic root (m)

    0,5 0.794

    1 1

    2.5 1.357

    5 1.710

    10 2.154

  • 8/17/2019 15 MountainRisks IntensiveCourse Barcelona 08 Corominas Tutorial QRA Andorra

    15/20

       I  n   t  e  n

      s   i  v  e   C  o  u  r  s  e

      o  n   Q   R   A

      –   B

      a  r  c  e   l  o  n  a

       2   0

       0   8

    Vulnerability (V)

  • 8/17/2019 15 MountainRisks IntensiveCourse Barcelona 08 Corominas Tutorial QRA Andorra

    16/20

       I  n   t  e  n

      s   i  v  e   C  o  u  r  s  e

      o  n   Q   R   A

      –   B

      a  r  c  e   l  o  n  a

       2   0

       0   8

    Case 2: one line of rockfall fences

    Rockfall fences:

    6 m height

    2000 KJ absorbed kinetic

    energy

  • 8/17/2019 15 MountainRisks IntensiveCourse Barcelona 08 Corominas Tutorial QRA Andorra

    17/20

       I  n   t  e  n

      s   i  v  e   C  o  u  r  s  e

      o  n   Q   R   A

      –   B

      a  r  c  e   l  o  n  a

       2   0

       0   8

    Preparing magnitude-frequency relation

    Location Percentage of block of different volumes0,5 1 2,5 5 10 m3 

    Forat Negre 49,6 33,9 14,5 1,47 0,51

     Alzina couloir 49,6  33,9  14,5  1,47  0,51 

    Boneta couloir 49,6  33,9  14,5  1,47  0,51 Cirera couloir 49,6  33,9  14,5  1,47  0,51 Basera Mateu 49,6  33,9  14,5  1,47  0,51 Ramenada c. 49,6  33,9  14,5  1,47  0,51 Coll d’Eres c. 49,6  33,9  14,5  1,47  0,51 

    Pica couloir 49,6  33,9  14,5  1,47  0,51 Pica talus 49,6 33,9  14,5  1,47  0,51 

    Case of Forat Negre basin

  • 8/17/2019 15 MountainRisks IntensiveCourse Barcelona 08 Corominas Tutorial QRA Andorra

    18/20

       I  n   t  e  n

      s   i  v  e   C  o  u  r  s  e

      o  n   Q   R   A

      –   B

      a  r  c  e   l  o  n  a

       2   0

       0   8

    Individual risk of lost of life

    (   )k

    (ILOL) (R) (T:R) (S:T) (T:P) (S:P) (D:T)

    i = 1i i

    P = P × P × P × P × P × V∑

    Different block sizes will give different values of P(S:P)

    K is the number of block-size classesP(R), P(T:R) and P(S:P) depend on block size

    For P(T:P), two scenarios have been considered:

    The most exposed person: 20h/24h = 0.83

     Average person: 14h/24h = 0.58

  • 8/17/2019 15 MountainRisks IntensiveCourse Barcelona 08 Corominas Tutorial QRA Andorra

    19/20

       I  n   t  e  n

      s   i  v  e   C  o  u  r  s  e

      o  n   Q   R   A

      –   B

      a  r  c  e   l  o  n  a

       2   0

       0   8

     Assessment of travel distance (P(T:R))

    Numerical modelling

  • 8/17/2019 15 MountainRisks IntensiveCourse Barcelona 08 Corominas Tutorial QRA Andorra

    20/20

       I  n   t  e  n

      s   i  v  e   C  o  u  r  s  e

      o  n   Q   R   A

      –   B

      a  r  c  e   l  o  n  a

       2   0

       0   8

    Rockfall fence efficiency: new (P(T:R))