Σεισμική Τρωτότητα Δικτύων ύδρευσης και αποχέτευσης

Abstract

Η σεισμική τρωτότητα αποτελεί καίριας σημασίας τμήμα της αποτίμησης της σεισμικής διακινδύνευσης καθώς και της χάραξης στρατηγικής πολιτικής μείωσης των επιπτώσεων αστοχιών των Γραμμών Ζωής μετά από ισχυρό σεισμό. Η σεισμική τρωτότητα συχνά εκφράζεται μέσω καμπυλών τρωτότητας, οι οποίες εκφράζουν την πιθανότητα υπέρβασης ενός επιπέδου βλάβης σε συνάρτηση με τον σεισμικό κίνδυνο. Στην παρούσα διπλωματική εργασία επιχειρήθηκε η ανάδειξη της δημιουργίας των καμπυλών τρωτότητας συνιστωσών που απαρτίζουν δύο από τις σημαντικότερες Γραμμές Ζωής σε αστικό περιβάλλον : το δίκτυο ύδρευσης και το δίκτυο αποχέτευσης. Αρχικά, γίνεται διάκριση των συνιστωσών που απαρτίζουν τα παραπάνω δίκτυα αλλά και αναφορά στις διαφορετικές τυπολογίες που μπορεί να βρεθούν. Αναγκαίο βήμα καθώς οι Γραμμές Ζωής γενικώς αποτελούνται από στοιχεία με εντελώς διαφορετικές αποκρίσεις στον ίδιο σεισμό. Στη συνέχεια, αναλύονται οι σεισμικοί κίνδυνοι που απειλούν τα δίκτυα κοινής ωφέλειας και αποτελούν τον “οριζόντιο άξονα” στο διάγραμμα των καμπυλών τρωτότητας. Παραθέτονται οι μεθοδολογίες υπολογισμού της έντασης του σεισμού (σεισμικά σενάρια & πιθανολογική) καθώς επίσης και οι δείκτες που εισάγονται στις καμπύλες τρωτότητας κάθε συνιστώσας των δικτύων. Οι δείκτες αυτοί προκύπτουν από την μικροζωνική μελέτη στην τοποθεσία μελέτης. Αυτό γίνεται διότι η εκάστοτε συνιστώσα περιγράφεται καλύτερα μέσω κατάλληλου δείκτη έντασης του σεισμού. Επίσης, γίνεται εκτενής αναφορά στης διαθέσιμες μεθόδους κατασκευής των καμπυλών τρωτότητας. Αναφέρονται οι τρόποι με τους οποίους υπολογίζεται η πιθανότητα αστοχίας αλλά και τα διάφορα επίπεδα βλάβης τα οποία ενδεχομένως να εμφανιστούν σε κατασκευές μετά από ένα σεισμό. Τα διάφορα επίπεδα βλάβης εισέρχονται επίσης στις καμπύλες τρωτότητας. Τέλος, παραθέτονται διαθέσιμες καμπύλες τρωτότητας κάθε συνιστώσας, οι οποίες έχουν προκύψει με την μέχρι τώρα γνώση, έρευνα και εμπειρία. Ακόμη, γίνεται διερεύνηση ποιες από αυτές “περιγράφουν” καλύτερα τις σεισμικές απώλειες στον ελλαδικό χώρο. Στο τελευταίο κεφάλαιο της εργασίας γίνεται αναφορά στα συμπεράσματα της εργασίας. Η παρούσα εργασία λοιπόν παρουσιάζει όλο το απαραίτητο υπόβαθρο γύρω από τα θέματα τρωτότητας των δικτύων ύδρευσης και αποχέτευσης, ώστε να συμβάλλει στην εξέλιξη των μεθόδων που περιγράφονται και να γίνει κατάλληλη προσαρμογή τους για να ανταποκρίνονται στα ελληνικά δεδομένα.

Seismic vulnerability is a key part of seismic risk assessment and mitigation strategy. It is often expressed through vulnerability curves or fragility curves, which express the probability of exceeding a level of damage according to the seismic risk. In this paper was attempted to highlight the creation of fragility curves of components that make up two of the most important lifeline in an urban environment : water supply system and waste – water system. First, becomes a distinguish among the components that make up these networks and a reference of different typologies that can be found is given. Necessary step as the lifeline generally consisting of elements with very different responses to the same earthquake. Then, seismic risks that threatens lifelines are thoroughly analyzed. Those risks are being introduced in the diagram of vulnerability curves. Methodologies for calculating the intensity of the earthquake (seismic scenarios and probabilistic scenarios) are presented as well as the seismic indicators of vulnerability curves of each component of the networks. These indicators are derived from the microzonation study. This is because each component is best described through an appropriate indicator of intensity of the earthquake. Also, a comprehensive reference is given of the available construction methods of fragility curves. Description of the ways in which probability of failure can be calculated but also the different damage states that may occur in structures after an earthquake. The various damage states also enter into the fragility curves. Finally, fragility curves available are listed for each component, which have arisen so far using existing knowledge, research and experience. Also, it is investigated which of these "describe" best earthquake losses in Greece. This paper therefore presents all the necessary background around the themes of vulnerability of water supply system and waste – water system in order to contribute to the development of the methods described and made the appropriate adjustment to meet the Greek data.