چکیده:

از میان شریان های حیاتی مختلف، شبکه گاز از اهمیت بسیار بالایی در ساختار مدیریت شهری برخوردار است. به طوریکه بررسی پیامد های زلزله های گذشته نشان داده است که بزرگترین خطر پس از زلزله، آتش سوزی و انفجار ناشی از نشت شبکه گاز می باشد. این خطر بزرگی است که در نتیجه آسیب پذیری لرزه ای شبکه مذکور به وجود آمده و ایمنی کل شهر را تهدید می کند. لذا نیاز به برنامه های کاهش خطرات لرزه ای در شبکه گازرسانی به منظور پیشگیری و مقابله با وضعیت های اضطراری احساس می گردد. بنابراین در این مقاله پس از بررسی آسیب پذیری شبکه گازرسانی در زلزله های گذشته، به ارائه روشهای مناسب جهت مقاوم سازی شبکه مذکور پرداخته می شود.

کلمات کلیدی: زلزله، شبکه گاز رسانی، روشهای مقاوم سازی، کاهش خطرات لرزه ای، تجربیات زلزله های گذشته

×

-۱ مقدمه

زمین لرزه های رخ داده در سالهای گذشته، بی شک آسیب های زیادی را به شبکه های گاز وارد نموده است که برخی از این آسیب ها در زمین لرزه های سال های اخیر نیز دیده می شود. یکی از ویژگی های خاص شبکه گازرسانی نسبت به سایر شریانهای حیاتی قابلیت آتش گیری و انفجار آن می باشد. چنانچه سیستم گاز رسانی تحت تاثیر خسارت ناگهانی و شدید یک زلزله قرار گیرد، نشت گاز باعث انفجار و آتش سوزی می شود. بنابراین در این مقاله ابتدا به طور مختصر به توصیف اجزاء شبکه گاز رسانی پرداخته، سپس آسیب پذیری شبکه مذکور در زلزله های گذشته از جمله: زلزله لوما پریتا (۱۹۸۹)، زلزله نورث ریج (۱۹۹۱)، زلزله کوبه ژاپن((۱۹۹۱ و زلزله شیلی (۰۲۱۲) به منظور شناسایی اجزاء آسیب پذیر آن در برابر زلزله، مورد بررسی قرار می گیرد. در پایان، راهکارهایی جهت مقاوم سازی لرزه ای شبکه گاز رسانی ارائه می گردد.

-۲ شبکه گاز رسانی

گاز طبیعی از طریق خط لوله انتقال از منبع به نقاط توزیع منتقل می شود. سیستم خط لوله گاز شامل تمام امکانات و اجزاء برای انتقال، توزیع و ذخیره سازی گاز طبیعی می باشد. اجزای این مجموعه شامل خطوط لوله، ایستگاه های کمپرسور ( ایستگاه های تقلیل و تقویت فشار)، تجهیزات ذخیره سازی گاز، از جمله منابع ذخیره سازی زیرزمینی، تجهیزات ذخیره سازی گاز طبیعی مایع (LNG)، ترمینال LNG، تجهیزات تولید و پردازش، تجهیزات اندازه گیری و کنترل و سیستم های توزیع می باشد. تجهیزات شبکه گاز شامل اجزاء دیگر از قبیل سوپاپ ها، رگولاتور، سیستم های کنترل و ارتباطات و تجهیزات تعمیر و نگهداری نیز می باشد .[۸ ]

سیستم های کنترل و ارتباطات برای انتقال امن و مستمر گاز، و همچنین برای واکنش در شرایط اضطراری حیاتی هستند که از جمله آسیب پذیرترین تجهیزات شبکه گاز به شمار می روند. نمونه هایی از اجزای بحرانی شامل مانیتورینگ ابزار دقیق، تجهیزات ارتباطی، سخت افزار کامپیوتر، دریچه کنترل از راه دور، تجهیزات کمکی، سیستم های برق اضطراری، منبع تغذیه اضطراری است .[۷]

۱

در شکل (۱) طرح شماتیکی از سیستم خطوط لوله گاز طبیعی نشان داده شده است.

شکل (۱) طرح شماتیکی از سیستم خطوط لوله گاز طبیعی [۶]

-۳ اثرات زلزله های تاریخی بر شبکه گاز

تجربه زلزله های گذشته نشان داده است که چنانچه پس از رویداد زمین لرزه در یک شهر آسیب دیدگی شریان های حیاتی منجر به توقف خدمات عمومی شود، صدمات و آسیب های وارده چندین برابر می شود.
در این قسمت مواردی از مشاهدات پس از وقوع زلزله به عنوان نمونه ذکر می گردد:

۰

-۱-۳ زلزله لوما پریتا
در صبح روز ۱۷ اکتبر سال ۱۹۸۹ زلزله ای با بزرگای ۶/۹ Mw به وقوع پیوست. در حالی که سیستم انتقال گاز منطقه ای تقریبا سالم بود، فقط ۰ نشت گزارش شده بود که بدون ایجاد وقفه در خدمات رسانی به مشترکین، تعمیر صورت گرفته بود. سیستم های توزیع در مناطق مختلف، به شدت تحت تاثیر قرار گرفته بودند. در کل سیستم، بیش از ۱۲۲۲ نشت درخطوط لوله گزارش شده بود و سه سیستم با فشار ضعیف به شدت آسیب دیده بودند که نیاز به نعویض داشتند. تعویض عمدتاً با قرار دادن لوله های پلاستیکی در شبکه موجود صورت گرفت و سیستم توزیع در منطقه مارینا از سان فرانسیسکو، در عرض یک ماه با خرج هزینه ۱۷ میلیون دلار تعویض شد. تعداد ۱۱۲۲ مشترک تحت تأثیر قرار گرفته بودند که بازسازی سیستم کم فشارe lliv nosaaW (تعداد ۱۶۶ مشترک) در عرض سه هفته کامل شد. در Los Gatos تعداد ۱۱۲ مشترک دچار مشکل بودند که بازگردانی اصلی آن در مدت ۱۲ روز انجام شد و ظرف مدت یک ماه بازگردانی خدمات کامل شد. خسارت کلی به سیستم گاز ۳۰ میلیون دلار برآورد شده است . [۹ ] در شکل (۰) آتش سوزی پس از زلزله لوما پریتا نشان داده شده است.

شکل (۰) آتش سوزی پس از زلزله لوما پریتا (سان فرانسیسکو) در اثر نشت گاز [۱]

-۲-۳ زلزله نورث ریج

در ۱۷ ژانویه سال ۱۹۹۱ زمین لرزه ای به بزرگای ۶/۸ ریشتر در ناحیه شمالی شهر لس آنجلس آمریکا رخ داد که معروف به زمین لرزه نورث ریج می باشد. پس از زلزله نورث ریج، بر طبق گزارش شرکت گاز کالیفرنیا جنوبی، خدمات گاز رسانی به حدود ۱۱۱۲۲۲ مشترک، قطع شده بود که حدود ۱۰۲۲۲۲ سرویس در ظرف مدت ۳ هفته ترمیم شد و مشترکین باقی مانده به دلیل آسیب زلزله به ساختارها و یا به دلایل دیگر به خدمات گاز رسانی دسترسی نداشتند. بر اساس گزارش های شرکت گاز lv Cla شکست یا نشت در لوله ها به این شرح بوده است: تعداد ۳۱ تعمیر در خطوط لوله های انتقال فولادی، تعداد ۱۱۱ تعمیر در خطوط لوله های توزیع، تعداد ۰۷ تعمیر در خطوط لوله های پلاستیکی، تعداد ۶۱۶۱ نشتWlWmدر iWlr ها و تعداد ۱۱۲۰۱ نشت در تأسیسات مشترکین. بسیاری از مشکلات مربوط به لوله های انتقال فولادی با جوش اکسی استیلن بوده است که قبل از سال ۱۹۳۰ مورد استفاده قرار گرفته اند .[۹] در شکل (۳) آتش سوزی در زلزله نورث ریچ نشان داده شده است