بخشی از مقاله
خلاصه
اهمیت بحرانی و آسیبپذیری در برابر زلزلهی شریانهای حیاتی اولین بار در زلزلهی 1906 سانفرانسیسکو مورد تاکید قرار گرفت. در این زلزله شکستن خطوط لولهی توزیع گاز موجب بروز آتش سوزی بزرگی شد و همچنین شکستن بسیاری از خطوط لولهی توزیع آب امکان خاموش کردن آتش را کم کرد. به منظور تحلیل خطرپذیری های شریان حیاتی نیاز به داده ها و اطلاعات بسیاری میباشد که در هر مرحله از تحلیل وارد میشوند.
به عنوان مثال انتخاب زلزله ی سناریوی مناسب و یا روابط کاهندگی متناسب با شرایط منطقه مورد مطالعه در مرحله ی تحلیل خطر و یا مدل های آسیب پذیری اعضا و یا نحوه ی احتساب برهم کنش سیستمها بر یکدیگر از دیگر پارامترهایی میباشند که انتخاب نامناسب هر یک از آنها میتوانند تاثیر بسیار زیادی در پاسخ برآورد شده و در نتیجه در تصمیمات مدیران داشته باشد، فلذا شناسایی پارامترهای فنی دخیل در تحلیل خطرپذیری این سیستمها از اهمیت ویژه ای برخوردار است. در این مقاله با مرور تحلیل های صورت گرفته و نیز مطالعه ی آزمایشات مختلف صورت گرفته بر روی این سیستمها، پارامترهای فنی دخیل در هر مرحله از روند تحلیل خطرپذیری شناسایی شده و به بیان نقاط ضعف و قوت آنها پرداخته شده است.
1. مقدمه
این راهنما به عملکرد سیستمهای شریان حیاتی در حین و پس از یک زلزلهی مخرب اهمیت حیاتی برای جامعه دارد. از جمله ویژگیهای این سیستمها که آنها را از تاسیسات ساختمانی متمایز میسازد میتوان به گستردگی مکانی، پیچیدگی و تنوع مولفهها و برهمکنش عملکردی آسیبی این سیستمها اشاره کرد.
در ادبیات فنی تقسیم بندیهای مختلفی برای سیستمهای شریان حیاتی ارائه شده است که از آن جمله تقسیم بندی این سیستم ها به دو گروه عمدهی: -1 سیستمهای حملونقل شامل راهها، فرودگاهها، خطوط ریلی و بنادر -2 تاسیسات شهری شامل سیستم تامین آب آشامیدنی، فاضلاب، گاز، برق و مخابرات می باشد. [Pitilakis 2006] با توجه به این تقسیمبندی، تمرکز مطالعه در این مقاله بر روی سیستمهای تاسیسات شهری می باشد.
اهمیت بحرانی و آسیبپذیری در برابر زلزلهی شریانهای حیاتی اولین بار در زلزلهی 1906 سانفرانسیسکو مورد تاکید قرار گرفت. در این زلزله شکستن خطوط لولهی توزیع گاز موجب بروز آتش سوزی بزرگی شد و همچنین شکستن بسیاری از خطوط لولهی توزیع آب امکان خاموش کردن آتش را کم کرد.
2. مروری بر ارزیابی خطرپذیری شریانهای حیاتی
کلیه مقالات حوزهی خطرپذیری لرزهای سیستمی پس از مطالعات اولیه بر روی عملکرد ساختمانهای بلند - - Whitman 1974 بطور چشمگیری گسترش یافت. پس از زلزلهی San Fernando 1971و عملکرد نسبتاً ضعیف شریانهای حیاتی در آن زلزله، مفاهیم خطرپذیری لرزهای به انواع مختلف سیستمهای ترابری و بهرهوری توسعه داده شد پس از آن افرادی چون Panoussis 1974 و Taleb agha 1975 روشها و متدهایی برای تحلیل خطرپذیری شریانهای حیاتی ارائه کردند.
پس از آنها ATC-13 و ATC-25 و در نهایت HAZUS و ALA در آمریکا به عنوان الگوهایی برای بیشتر کارهای تحلیل خطرپذیری شبکهها و شریانهای حیاتی مطرح شدند در اروپا نیز متدولوژی با عنوان RISK-UE با همان اهداف ارزیابی خطرپذیری شریانهای حیاتی معرفی شده است.
تقریبا در تمامی متدولوژی های ارائه شده به منظور ارزیابی خطرپذیری لرزه ای شریان های حیاتی، گام های مشترکی وجود دارند که عبارتند از:
-1 جمع آوری داده
-2 شناسایی و ارزیابی خطر لرزه ای
-3 ارزیابی آسیب پذیری و
-4 ارزیابی خطرپذیری
که در ادامه به بررسی هر یک از این مراحل پرداخته می شود.
3. جمع آوری داده
جمعآوری داده گامی ضروری برای شناسایی، مشخص کردن و طبقهبندی همهی انواع المانهای شریان حیاتی مطابق با توپولوژی مخصوص و هندسه و ویژگیهای سازهای و عملکردی متمایز آنها میباشد. پرسشنامههای فراوانی برای جمعآوری دادههای سیستمهای شریان حیاتی وجود دارد اما برخلاف پرسشنامهای ساختمانی که تقریباً استاندارد گشتهاند، برای تحلیل خطرپذیری لرزهای شریانهای حیاتی در سطوح منطقهای، ملی یا بینالمللی استانداردی وجود ندارد.
در کنار عدم قطعیت های ذاتی بزرگ، فرض کلیدی در ارزیابی آسیب پذیری سیستمهای شریان حیاتی اینست که انتظار میرود سازههای با خصوصیات سازهای و نیز شرایط ژئوتکنیکی مشابه، برای بارگذاری لرزهای داده شده رفتار مشابهی از خود نشان دهند. مطابق این مفهوم، آسیب مستقیماً به خصوصیات سازهای المانهای شریان حیاتی مرتبط میشود. بنابراین توپولوژی که از جمعآوری داده برای هر المان در خطر به دست آمده است توصیف کنندهی اصلی یک سیستم میباشد.
هندسه، ویژگیهای مواد، خصوصیات ریخت شناختی، سن، سطح طراحی لرزهای، مهاربندی تجهیزات، شرایط خاک، جزئیات پی از جملهی پارامترهای بیان کنندهی توپولوژی میباشند. مطمئناً دسترسی به دادهها میتواند انتخاب توصیف کنندهها در طبقهبندی و بنابراین توپولوژی را تحت تاثیر قرار دهد. در جدول 1 مقایسهای میان توپولوژی در نظر گرفته شده برای سیستم توزیع آب در سه روش HAZUS ، ALA و RISK-UE صورت گرفته است [ .Pitilakis 2006] همانطور که دیده میشود روش اروپایی سعی کرده است که تا با استفاده از نقاط قوت دو روش دیگر امریکایی توپولوژی جامع تری را برای سیستم توزیع آب فراهم کند.
جدول -1 مقایسهی توپولوژی سیستم آب در سه روش مختلف
4. شناسایی و ارزیابی خطر لرزه ای
به منظور بیان روابط و منحنیهای شکست و آسیب پذیری برای تحلیل آسیب پذیری و برآورد خطرپذیری اعضا، شبکهها و نیز مدلهای شریانهای حیاتی خاص با دقت مورد نیاز باید خطر لرزهای مشخص شود.
