Probabilistic Method for Seismic Vulnerability Ranking of Canadian Hydropower Dams

A probabilistic method was developed for ranking Canadian hydropower dams according to their seismic vulnerability. The method is based on the probabilistic seismic hazard at the dam location, the seismic fragility of the dam, and the construction date of the dam. The seismic hazard is represented by the peak ground acceleration of seismic motions at the dam location for a specified probability of exceedance. The seismic fragility of the dams is included through fragility curves, which describe the experience-based probability of the dam reaching or exceeding different damage states as a function of the peak ground acceleration. Different fragility curves are used for different types of dams. The construction periods of the dams are incorporated through approximate factors reflecting the improvements in seismic hazard estimation and dam design. The method was applied to rank a sample of hydropower dams in Canada. These included a range of different types of dams, construction periods, and seismic hazard conditions. The ranking of seismic vulnerabilities is intended to ensure that any possible safety or reliability issues posed by the top-ranked (apparently most vulnerable) dams are raised earlier rather than later. RÉSUMÉ: Une méthode probabiliste a été élaborée pour le classement des barrages hydro-électriques canadiens en fonction de leur vulnérabilité aux séismes. Cette méthode est basée sur l’aléa sismique probabiliste à l’emplacement du barrage, sur la fragilité sismique du barrage et sur la date de construction du barrage. L’aléa sismique est représenté par l’accélération maximale du sol attribuable aux secousses sismiques à l’emplacement du barrage pour une probabilité de dépassement donnée. Il est tenu compte de la fragilité sismique du barrage au moyen de courbes de fragilité décrivant la probabilité fondée sur l’expérience que surviennent ou soient dépassés différents états d’endommagement du barrage en fonction de l’accélération maximale du sol. Des courbes de fragilité différentes sont utilisées pour différents types de barrages. Les périodes de construction des barrages sont intégrées d’après des facteurs approximatifs reflétant les améliorations de l’estimation de l’aléa sismique et de la conception des barrages. Cette méthode a été appliquée au classement d’un échantillon des barrages hydroélectriques au Canada. L’échantillon couvrait toute une gamme de types de barrages construits à différentes époques et exposés à différentes conditions d’aléa sismique. Le classement des vulnérabilités aux séismes est effectué pour s’assurer que tous les aspects possibles de la sécurité et de la fiabilité des barrages au plus haut niveau de ce système de classement (apparemment les plus vulnérables) sont abordés avec une tendance d’être plus tôt au lieu d'être plus tard.