Depremlere Su Dağıtım Sistemi Nasıl Geliştirilir

Giriş: Seismically Resilient Su Sistemleri için Büyüye İhtiyacı

Depremler, şehir su dağıtım sistemlerine en yıkıcı tehditlerden biri oluşturur, 1400'den fazla boru hattını rahatsız edebilir, güçlü zemin titrer, gömülü boru hatları kırılabilir ve 1995 Kobe depremi, 1400'den fazla su olmadan tüm toplulukları terk edebilir.Bu olaylar, Kaliforniya'daki 1994 Kuzeyridge depreminin 1'den fazla bir kısmını bozar.

Su dağıtım sistemlerinin dayanıklılığını geliştirmek çok katmanlı bir yaklaşım gerektirir: mühendislik daha güçlü bileşenler, akıllı izleme ve topluluk hazır hale getirmek. Bu makale, su yardımcıları, mühendisler, planlayıcılar ve politika yapıcılar için kapsamlı bir kılavuz sunar ve deprem sırasında su hizmetlerinin sürekliliğini azaltır.

Su Dağıtım Sistemi Vulner Yükümlülükleri Anlamak

Makul önlemleri uygulamadan önce, su sistemlerinin deprem hasarlarına en hassas olduğunu anlamak önemlidir. Orta-kırıklar, yukarıda bulunan boru hatları ve kontrol sistemlerini desteklemek.

Boru Vulner yükümlülükleri: Malzemeler ve Ortaklar

Yaşlı dökme demir ve asbest-cement boruları özellikle sert ve bir depremde egzersiz yapmaya eğilimlidir.Çelik ve kanal demir boruları daha iyi performans gösterir, ancak kırılganlıkları büyük ölçüde kullanılan eklemlere bağlıdır (örneğin, taş-and-spigot ile baş başa çıkmak) hiçbir esnekliği sunar, ancak it-on kauçuk gazket eklemleri bazı hareket kapasitesi sağlar.

Korozyonun aşırılıkları açıklığa kavuşturuyor. Modern kanal bile korunmamışsa kırılgan olabilir. Soil liquefaction – doy kumlu topraklar güç kaybeder ve sıvı gibi davranır - boruların yüz veya batmasına neden olabilir, eğimlere yayılıyor.

Yukarıdan Ground Altyapı Vulner yükümlülükleri

Pompa istasyonları, tedavi tesisleri, depolama tankları ve rezervuarlar da risk altındadır. Binaya bağlı borulardan farklı olarak yayılmaya devam edebilir. yüksek platformlarda monte edilen tanklar devre dışı kalabilir veya ağırlama bağlantılarına (suksiyon/discharge hatları) genellikle esnekliğin eksikliğinden yoksundur, bina eklenmiş borulardan farklı şekilde titrer.

Eleştirel elektrik ve kontrol ekipmanları (motorlar, switchgear, SCADA kabinleri) titreyecek; aksi takdirde, güç kaybı veya telemetri pompalar bile boruların bozulmamış olsa bile pompaları devre dışı bırakabilir.

Sistematik Vulner yükümlülükleri: Reddans ve Isolation eksikliği

Birçok su sistemleri radial ağlar olarak yapılandırılır - tek bir boru bir şube besler, bu yüzden bir mola tüm mahalleleri izole edebilir. Ek olarak, birkaç sistem geri kalan baskıyı tutarken hasar görmüş bölümlerin otomatik bölümlülüğünün var.

Seismic-Resistant Altyapısı: Retrofitting and New Construction

Doğru Pipe Materials ve Ortakları Seçin

Yeni yüklemeler için, genişletilmiş eklemler veya yüksek çözünürlükte bulunan demir borular tercih edilir. TANRI (HDPE) borular tercih edilir.API esnektir ve mevcut sistemler için, esnek eklemler kullanarak sert segmentleri yerine getirebilir.

Yapılarda Esnek Bağlantılar

Boru hatları binalara, pompa istasyonlarına veya tanklara, esnek darbelere veya genişlemeye ortaklara giriş. Bunlar yapı ile gömülü boru arasındaki diferansiyel hareketi absorbe eder. Seismic bracing for ekipman (motor kontrol merkezleri, jeneratörler, kimyasal yem sistemleri) tersine çevirerek ve kırık konduitsleri önler.

Tanklar ve Reservoirs için Seismic Base Isolation for Tanks and Reservoirs

Büyük yüksek su tankları, betonarmeleri için tankları bölmek için beton dökmek veya betonarme tankları kullanarak temel olarak donatılabilir.Yer seviyesindeki çelik veya beton rezervuarlar için, borular sismik kuvvetler için tasarlanmalıdır, ya da tank esnek bir temele yerleştirilmelidir. Çift duvarlı veya bölmeli tanklar ekstra kırmızıdans sağlarsa - bir duvar çatlakları mevcut su tutar.

Otomatik Seismic Shut-Off Valves

Her rezervuar ve tank çıkışında sismik kapalı valfler monte edilir.Bu kapaklar zemin hızlanması bir eşiği aşıyor, depolanmış borular aracılığıyla depolama suyu hızlı kaybını engelleyebilirler. Mekanik (bir pendulum tarafından abartılır) veya elektronik (bir deprem erken uyarı sistemi ile bağlantılıdır).

Reddans ve Network Design

Güçlü bireysel bileşenlerinin ne kadar güçlü olursa olsun, başarısızlıklar hala olabilir. Dayanıklı bir sistem müşterilere ulaşmak için su için birden fazla yol sağlamalıdır.

Diğer Adı: Radial Network Topology

Radial (ölü-son) ağlar son derece savunmasızdır: tek bir mola her yere tedarik edilebilir. radial şubeleri döngülere dönüştürür - iki yönden başka bir yerde su akışı olabilir - bir taraf zarar görürse, döngü koruma akır.

Dağıtılmış Depolama ve Basınç Bölgeleri

Çok sayıda stratejik olarak yeraltı rezervuarları veya yüksek tanklar bağımsız baskı bölgeleri yaratır. Bir pompa istasyonu bir bölgede başarısız olursa, su acil müdahaleler yoluyla bir tanktan ağırlanabilir. Dağıtılmış depolama ayrıca onarım ve içme için acil su tedariki sağlar.

Utilities şehrin çekirdeğinin etrafında büyük hacimli halka analar yüklemeli, tüm büyük su kaynaklarına (tedavi bitkileri, iyiler, rezervuarları) bağlanmak için, böylece su hasar alanları etrafında yeniden yollanabilir.

Acil Müdahaleler ve Cross-Connections

Birden fazla su hizmetinin ek olarak yer alan alanlar (kahkadarlar, saylar), büyük metre ve arka akış koruyucuları ile acil bağlantı kurmak.Bir fayda sistemi crippled ise, diğer acil tedarik sağlayabilir.Bu stajyerler her yıl test edilmelidir.

Endüstriyel veya hastane kampüsleri için, iki farklı ana veya depolama tanklarından çift besleme, tek bir boru başarısızlığının kritik kullanıcılar için neden olmadığı konusunda emin olur.

Basınç Yönetimi ve Akış Kontrol

Bir deprem sırasında, büyük molalardan aniden baskı damlaları, geri dönüş molaları gerçekleştiğinde depolama tanklarının tükenmesini engelleyebilir.Sürekli bölgelerde minimum baskıyı korumak için baskıyı devam ettirin. Ek olarak, otomatik kontrol valfleri (basınma, yüksek çözünürlük, hacim) alt kırıldığında depolama tanklarının çıkarılmasını engelleyebilir.

İzleme ve Erken Uyarı Sistemleri

Gerçek zamanlı izleme, su kaybı felaket olur önce zarar ve izole bölümler tespit etmek için hizmetlerin sağlar.

SCADA Seismic Response için gelişmiştir

Modern Denetim ve Veri Edinme (SCADA) sistemleri, temel düğümlerdeki hız ölçümlerini (pump istasyonları, tanklar, baskı bölgesi sınırları) içerecek şekilde, SCADA otomatik olarak segmentleri ve doğrudan suları alternatif rotalar ile ayırmalıdır. Operatörler basınç anomalilerine dayanan şüpheli molalar hakkında alarmlar alırlar.

Akustik Leak Tespit ve Akıllı Su Ağı

Akustik sensörleri (kullanıcı cihazlar) ve mevcut boru hatlarındaki korelatörler gerçek zamanlı olarak sızıntıları tespit edebilir - özellikle bir kuke. Smart su ağ analizi normal talep ve sismik hasar arasındaki farkı tespit edebilir.

Deprem Erken Uyarı (EEW) Bütünleşme

Erken uyarı sistemleri (örneğin, batı ABD'de ShakeAlert, Japonya'da JMA), su hizmetleri güçlü sarsıntı gelmeden önce uyarıları almaya abone olabilir. Bu pencere otomatik olarak yakın sismik valfler, yavaş pompalar, yedek jeneratörler ve hassas ekipmana başlamak için yeterlidir.

[FONT=0)Dön bağlantı: [Dönetici:2)ShakeAlert Deprem Erken Uyarı Sistemi) Başlıca entegrasyon için teknik rehberlik sağlar.

Portre ve Kalıcı Baskı /Flow Giriş

Düşük maliyetli veriler yangın hippileri üzerine yerleştirilen görüntüler (veya metre kutularda) geçici olarak ön-rayak baskı profillerini kaydetmek için önceden belirlenmiş olabilir.Bu yardım pinpoint network izolasyon noktalarına zarar vermeden yardımcı olabilir.

Topluluk ve Politika Önlemleri

Tek başına teknik yükseltmeler yetersizdir; kurumsal ve topluluk katılımı, planların finanse edildiği, test edildiği ve yürütülmesini sağlar.

Acil Yanıt Planı ve Karşılıklı Yardım Anlaşmaları

Her su yararı ayrıntılı bir Seismic Emergency Response Plan kapağına sahip olmalıdır: roller, komut hiyerarşisi, onarım malzemelerinin ön hazırlığı (bors, couplings, valfler, sırt atları), ve bölgeleri kapatarak geri yükleme işlemleri (örneğin,WaterT:0)WARN -/Wastewater Agency Response Network) Yerel kaynaklar boğulduğunda komşu ajanslardan ve ekipman ödünç almalarına izin verir.

Egzersizler ve Drills

Tablet egzersizleri (büyük bir depremin açılması) her yıl yönetim ve operasyonlar için yapılmalıdır. Mürettebatları dağıtan fiziksel matkaplar, yakın kapaklar ve plandaki boşlukları test etmek.

Halk Eğitimi ve Müşteri Hazırlanma

Utilities, 3–7 gün boyunca günde bir kişi başına acil su depolamak için müşterileri eğitmelidir.Ölneksiz bir şekilde kirlenmeyi önlemek için ev metrede su kapatıp, sosyal medya, faydalı fatura eklemeleri ve topluluk atölyeleri aracılığıyla yapılabilir.

Fonlama ve Politika Advocacy

Su sistemi dayanıklılığı pahalı. Utilities devlet ve federal hibeler için savunucudur (örneğin FEMA'nın Tehlikeleri Mession Assistance, EPA'nın SRF kredileri, HUD'nin CDBG-DR). Birçok şehir tahvil önlemleri geçti: San Francisco'nun $4.6 milyar Deprem Güvenliği ve Acil Yardımı Bond (2010) büyük su sistemi retrospektif.

Bina kodları, yeni halk su altyapısı için sismik tasarıma izin vermeli. Arazi kullanımı planlama, özel temeller kullanılmadığı sürece yüksek çözünürlük bölgelerinde su tesislerini binadan kaçınabilir.

Vaka Çalışmaları: Eylemde Dayanıklılık

San Francisco, California

1989 Loma Prieta depreminden sonra San Francisco Halk Utilities Komisyonu (SFPUC) Su Sistemi İyileştirme Programı (WSIP), a4.6 milyar dolarlık temel yükseltmeler: 100 mil boyunca hassas döküm demir borusunu en iyi demir ve {\; San Francisco'nun tüm büyük rezervuarlarında sisli kapaklar ekledi; Ahelp Su Supply System (WSS) özel sismik-teşeküre dayanıklı borular ile yeni bir acil durum su tedarik sistemi kurdu.

Los Angeles, California

LADWP'nin Seismic Advancedment Programı, yıllık 200 mil eski boru hattını kurdu ve ShineAlert'ı eleştirel rezervelerde entegre etmek için USGS ile yeniden kuruldu.

Christchurch, Yeni Zelanda

Yıkıcı 2011 depremi (M6.3), Christchurch, su ağlarını sağlam malzemelere (HDPE boru, esnek eklemlere) ve kontraseptif suların kirlenme riskini azaltmak için ayrıştırılabilir suların ayrılmasıyla yeniden inşa etti.

Tokyo, Japonya

Tokyo'nun su sistemi dünyadaki en sismik olarak sağlam bir sistemden biridir. Derin yeraltı rezervuarları, sismik olarak izole edilmiş borular ve gerçek zamanlı sismik veriler tarafından kontrol edilen kapakları otomatikleştirmek.Suworks Tokyo Bürosu deprem- eklemlerle ağır bir şekilde yüklenmiştir ve SCADA'ya entegre edilmiş kapsamlı bir deprem erken uyarı sistemi vardır.

En İyi Uygulamaların Özeti ve Öncekilik Eylemleri

Depremlere su dağıtım sistemi dayanıklılığını geliştirmek uzun vadeli, sermaye yoğun bir süreçtir. Ancak, bir aşamalı yaklaşım acil faydalar sağlayabilir.

[FONT:0] Bir sismik kırılganlık değerlendirmesini ([Dönetici:0) Sisteminizin Amerikan Yaşamları İttifakı veya FEMA P-811 gibi organizasyonlardan kılavuzları kullanarak kılavuzları kullanması.
[FONT:0]En yüksek sismiklik ve toprak liquefaksiyon potansiyeli alanlarında en iyi demir (düşük) demir borunun değiştirilmesi.
[FONT:0)Install sismik kapalı kapaklar tüm rezervuarlarda ve büyük tanklarda.
[FONT:0]Convert radial ölüleri, insanları çevrelenen ağlara son verir).
[FONT:0)Integrate deprem erken uyarı ile SCADA otomatik yanıt için.
[FONT:0)Gelişmiş ve acil bir yanıt planı [Dönetici: 1) Karşılıklı yardım ağları ile koordinasyon halinde.
[FONT:0) Güvenli fonlar[Dönetici hibeler, tahviller veya oran yükseltmeleri hızlandırmaları için artış gösterir.
[FONT=0]Toplumu [Döntme:0)Engage the community[[DÜT:1] müşterilerin hazır olmasını ve faydanın dayanıklılık programını anlamasını sağlamak için.

İnfaksiyon maliyeti, yatırımın ihtiyaç duyduğundan çok daha yüksektir. Tek bir büyük deprem haftalar boyunca bir su sistemini kapatabilir, milyonlarca kişiyi ekonomik aktivitede maliyetle ve potansiyel olarak kamu sağlığı krizlerine neden olabilir.Süresel olarak altyapıyı geliştirmek, kırmızıyı izlemek, ve topluluk hazırlığı, su hizmetlerinin çoğu gerektiğinde su akmasını sağlayabilir.