خط لوله گاز شهری در رویایی با زلزله

در عرصه ای که شهرهای مدرن با چالش های بی سابقه مواجه هستند، مدیریت ریسک و بحران های طبیعی، از جمله زلزله، نقش اساسی در حفظ امنیت و سلامت شهروندان ایفا می‌کند. از میان تمامی سیستم های حیاتی شهری، شبکه های توزیع گاز به دلیل ویژگی‌های خاص خود، نیازمند توجه ویژه‌ای هستند. این شبکه‌ها، که حیات روزمره را به پیش می‌برند، در مواجهه با فاجعه‌ای همچون زلزله، می‌توانند به عاملی برای بروز خطرات بیشتر تبدیل شوند. خطرات ناشی از زلزله، نه تنها به ساختمان‌ها و زیرساخت‌ها آسیب می‌رساند، بلکه می‌تواند باعث نشت گاز، آتش‌سوزی‌های گسترده و حتی انفجارهای ویران‌کننده شود. در نتیجه، درک چگونگی تاثیر زلزله‌ها بر این شبکه‌ها و اتخاذ راهکارهای مناسب برای کاهش خطرات، یک امر حیاتی است.

این مقاله از سداب پلیمر با هدف افزایش آگاهی و آمادگی در برابر چنین شرایطی، به تحلیل و بررسی تاثیرات زلزله‌های گذشته بر شبکه‌های توزیع گاز می‌پردازد. از طریق مطالعه دقیق و کارشناسی شده این حوادث، می‌توان درک عمیق‌تری از نقاط ضعف و آسیب‌پذیری‌های موجود در این شبکه‌ها به دست آورد. در ادامه، با استناد به داده‌ها و تجربیات به دست آمده، روش‌های مؤثری برای تقویت و مقاوم‌سازی این شبکه‌ها در برابر لرزه‌های زمین، معرفی می‌شود. این روش‌ها شامل ارتقا استانداردهای مهندسی، بهبود سیستم‌های هشدار دهنده، توسعه طرح‌های مدیریت بحران و تمرینات آمادگی در برابر اضطراری هستند.

در نهایت، با پیاده‌سازی استراتژی‌های مدیریتی و تکنیک‌های پیشرفته، نه تنها می‌توان ایمنی و کارکرد شبکه‌های گازرسانی را در شرایط بحرانی حفظ کرد، بلکه می‌توان از بروز خسارات جانی و مالی گسترده ناشی از حوادث طبیعی مانند زلزله نیز به طور قابل توجهی پیشگیری کرد. این امر مستلزم همکاری نهادهای مختلف، از جمله مهندسان، مدیران شهری، نیروهای امدادی و شهروندان است. تمرکز بر آموزش و آگاه‌سازی جامعه نیز یکی از اجزای کلیدی در این فرآیند به شمار می‌رود.

در پایان مقاله، با ارائه یک برنامه جامع و چند بعدی که شامل ارزیابی خطر، طراحی فنی بهینه، اجرای استانداردهای سختگیرانه‌تر و آموزش‌های مداوم است، به این نتیجه می‌رسد که امکان کاهش به مراتب بیشتری از خطرات ناشی از زلزله در شبکه‌های توزیع گاز وجود دارد. این رویکرد نه تنها به حفظ جان انسان‌ها کمک می‌کند، بلکه باعث کاهش هزینه‌های اقتصادی ناشی از خرابی‌ها و بازسازی در پی حوادث طبیعی می‌شود، و در نهایت، زمینه‌ساز ایجاد یک جامعه شهری مقاوم‌تر و ایمن‌تر می‌گردد.

نقش زلزله‌های تاریخی در تحول شبکه‌های گازرسانی:

زمین‌لرزه لوما پریتا آمریکا:

در ساعات اولیه صبح 17 اکتبر سال 1989، زمین‌لرزه‌ای به قدرت 6.9 ریشتر، طبق مقیاس وارنر مایرز، منطقه را لرزاند. این رویداد طبیعی، با وجود حفظ کارکرد سیستم انتقال گاز منطقه‌ای، تنها به دو نقطه نشتی منجر شد که به سرعت و بدون قطعی خدمات رفع شدند. اما، تاثیرات ویران‌کننده‌تری بر سیستم‌های توزیع گاز در نقاط متفاوتی به چشم می‌خورد.

در این فاجعه، بیش از 1000 نقطه نشت گاز گزارش شد. سه سیستم توزیع با فشار ضعیف، آسیب‌های جدی دیده و نیازمند جایگزینی فوری بودند. عملیات جایگزینی این سیستم‌ها بیشتر با استفاده از لوله‌های پلاستیکی درون شبکه موجود انجام گرفت. در منطقه مارینا سان فرانسیسکو، بازسازی سیستم توزیع گاز در کمتر از یک ماه و با هزینه‌ای بالغ بر 17 میلیون دلار به اتمام رسید.

تعداد 5100 خانوار تحت تاثیر این زمین‌لرزه قرار گرفتند. بازسازی سیستم کم‌فشار در Watsonville، که 166 مشترک را در بر می‌گرفت، در مدت زمان سه هفته انجام شد. همچنین، بازگرداندن خدمات در Los Gatos، برای 140 مشترک، بین 10 روز تا یک ماه طول کشید. کل خسارت وارد شده به سیستم گاز در این حادثه، تخمین زده شد که 32 میلیون دلار است.

این زمین‌لرزه، به عنوان یکی از چالش‌برانگیزترین حوادث طبیعی در تاریخ مدرن، نه تنها قدرت و استحکام ساختارهای زیربنایی را محک زد، بلکه توانایی بشر در مواجهه با بحران‌های ناگهانی را نیز به نمایش گذاشت. اقدامات فوری و موثر برای بازسازی و تعمیر سیستم‌های توزیع گاز، نشان از هماهنگی و تخصص بالای متخصصین و مهندسین داشت. این تجربه، درس‌های ارزشمندی در زمینه مدیریت بحران و بهبود سیستم‌های زیربنایی برای مقابله با حوادث طبیعی در آینده به ما آموخت.

بیشتر بخوانید: تاریخچه گازرسانی در ایران

این بازسازی نه تنها به عنوان یک نمونه برجسته از واکنش سریع و موثر در برابر بحران‌ها شناخته می‌شود، بلکه به عنوان نمادی از انعطاف‌پذیری و توانایی جامعه در بازگشت قوی‌تر از قبل پس از یک فاجعه نیز مطرح است. این اقدامات بازسازی، نه تنها توانست خدمات حیاتی را به سرعت به ساکنین بازگرداند، بلکه پایه و اساسی برای ارتقا و بهبود سیستم‌های زیربنایی در برابر حوادث آتی فراهم کرد، که این خود شاهدی بر اهمیت آمادگی و پیش‌بینی در مواجهه با چنین چالش‌هایی است.

زمین‌لرزه کوبه ژاپن:

در یک صبح سرد زمستانی، در 17 ژانویه سال 1995، زلزله‌ای به قدرت 7.2 در مقیاس ریشتر غرب کشور ژاپن را به لرزه درآورد، حادثه‌ای که تبدیل به یکی از فجایع ملی این کشور شد. این زلزله فاجعه‌آمیز، جان 6432 نفر را گرفت و باعث مصدومیت 40,092 نفر دیگر شد. ویرانی‌های ناشی از این زلزله، 104,004 ساختمان را به طور کامل نابود کرد و به 136,952 ساختمان دیگر آسیب‌های جزئی وارد آورد. بیش از 300,000 نفر از مردم محلی مجبور به ترک خانه‌ها و پناه گرفتن در مکان‌های امن شدند.

تاثیرات این زلزله بر زیرساخت‌های حیاتی منطقه به شدت مخرب بود. سیستم‌های حمل‌ونقل عمومی، تامین آب و شبکه توزیع گاز طبیعی با آسیب‌های جدی مواجه شدند. در پی این زلزله، به دلیل خرابی‌های وسیع وارد شده به خطوط لوله گاز با فشار متوسط و پایین، خدمات گاز طبیعی به حدود 900,000 خانه قطع گردید. اصلاح و ترمیم این خرابی‌ها به تعداد قابل توجهی تعمیر در خطوط لوله فشار متوسط و بیش از 5000 تعمیر در سیستم‌های فرعی نیاز داشت. حدود 11,000 واحد خدماتی به ساختمان‌ها نیز آسیب دیده بودند.

بازسازی سیستم توزیع گاز طبیعی و بازگرداندن خدمات به ساختمان‌های آسیب‌دیده، چالشی بزرگ برای مسئولین محلی به شمار می‌رفت. این فرآیند حدود سه ماه به طول انجامید و هزینه کلی آن به 2.3 میلیارد دلار برآورد شد. علاوه بر ترمیم زیرساخت‌های شهری، توجه ویژه‌ای به روان‌شناسی و حمایت اجتماعی از قربانیان و بازماندگان این فاجعه صورت گرفت.

زلزله کوبه نه تنها به عنوان یکی از مخرب‌ترین زلزله‌ها در تاریخ ژاپن شناخته می‌شود، بلکه نمونه‌ای از تاب‌آوری و پیشرفت فناوری در مقابله با چالش‌های طبیعی است. این حادثه، درس‌های ارزشمندی را در زمینه مدیریت بحران، طراحی ساختمان‌های مقاوم در برابر زلزله و ارتقاء سیستم‌های امدادرسانی به جهانیان ارائه داد. در نهایت، فاجعه زلزله کوبه یک مثال شاخص از قدرت انسان در مواجهه با بلایای طبیعی و بازسازی پس از آن به شمار می‌رود، میراثی که همچنان به عنوان الهام‌بخش در حوزه مدیریت بحران و بازسازی شهری در سراسر جهان شناخته می‌شود.

زمین‌لرزه نورث‌ریج لس‌آنجلس:

یکی از یادآوری‌های غیرقابل انکار در مسیر تاریخ طبیعی، زلزله مهیب نورث‌ریج است که در 17 ژانویه سال 1994، شهر لس‌آنجلس را در چنگال قدرت خود گرفت. این زمین‌لرزه، که شدت آن به 6.8 ریشتر رسید، علاوه بر ایجاد هراس و نگرانی میان ساکنان، به شدت بر ساختارها و امکانات شهری تاثیر گذاشت.

در پی این فاجعه طبیعی، بیش از 151,000 مشترک گاز، با مشکل قطعی خدمات روبرو شدند. تلاش‌ها برای بازگرداندن این خدمات حیاتی آغاز شد که تقریبا 120,000 از این مشترکین در مدت زمانی کمتر از سه هفته، به شبکه گاز بازگشتند. با این حال، آسیب‌های وارده به زیرساخت‌ها و دیگر موانع فنی، برای برخی دیگر از مشترکین، ادامه دسترسی به خدمات گاز را دشوار ساخت.

بررسی‌های دقیق شرکت گاز SoCal، ابعاد وسیع خسارات را نمایان ساخت. گزارش‌ها حکایت از 35 تعمیر در خطوط لوله انتقال فولادی، 154 تعمیر در خطوط توزیع، 27 تعمیر در خطوط لوله پلاستیکی، به علاوه 6461 مورد نشت در ست مترها و 15021 مورد نشت در تاسیسات مشترکین داشت. این آمار، تنها بخشی از داستان ویرانی و نیاز به بازسازی را روایت می‌کند.

نکته قابل توجه، مشکلات مرتبط با خطوط لوله فولادی بود که با جوش اکسی‌استیلن متصل شده بودند. این خطوط، که برخی از آن‌ها قبل از سال 1932 نصب شده بودند، در برابر قدرت زلزله آسیب‌پذیری بیشتری نشان دادند. در مقابل، لوله مانیسمان و لوله پلی اتیلن گاز که در سال‌های اخیر به عنوان بهترین گزینه‌ها برای سیستم‌های گازرسانی شناخته شده‌اند، نشان دادند که چگونه پیشرفت‌های فناوری و مواد جدید می‌توانند در مواقع بحران به کاهش خسارات و افزایش ایمنی کمک کنند.

این زلزله نه تنها به عنوان یک رویداد طبیعی تاریخی مطرح است، بلکه به عنوان نقطه عطفی در درک ما از اهمیت آمادگی در برابر فجایع طبیعی و اهمیت استفاده از تکنولوژی‌ها و مواد جدید در ساخت و سازها نیز محسوب می‌شود. این رویداد درس‌های ارزشمندی در زمینه مدیریت بحران، بازسازی زیرساخت‌ها و اهمیت پیش‌بینی و اقدامات پیشگیرانه برای کاهش آسیب‌های احتمالی فراهم آورد.

همچنین، زلزله نورث‌ریج به عنوان یک مثال بارز برای نشان دادن نیاز به بازنگری و به‌روزرسانی مستمر سیستم‌های زیربنایی شهری در نظر گرفته می‌شود. این زلزله، نه تنها برای مردم لس‌آنجلس بلکه برای جوامع جهانی به یادآوری مهمی در مورد نیاز به انعطاف‌پذیری و آمادگی در برابر شوک‌های طبیعی تبدیل شده است.

در نهایت، تجربه زلزله نورث‌ریج بر اهمیت همکاری و هماهنگی بین آژانس‌های دولتی، بخش خصوصی و جوامع محلی در مواقع بحران تاکید دارد. این همکاری‌ها نه تنها برای بازسازی سریع و موثر پس از فاجعه حیاتی است، بلکه در پیشگیری و کاهش خطرات آتی نیز نقش کلیدی دارد. زلزله نورث‌ریج، به عنوان یک رخداد تاریخی، همچنان یادآور این حقیقت است که پیشرفت و ایمنی در جامعه ما نیازمند به پویایی، نوآوری و همکاری‌های مستمر است. این واقعه تلخ، در عین حال، یادآوری به ما است که چگونه می‌توان با بهره‌گیری از دانش، فناوری و تعاملات اجتماعی، در برابر چالش‌های طبیعی ایستادگی کرد و از آن‌ها به عنوان فرصت‌هایی برای یادگیری، رشد و بهبود استفاده کرد.

زمین‌لرزه  شیلی:

در تاریخ 27 فوریه 2010، هنگامی که ساعت‌ها به آرامی در حرکت بودند، یک رویداد طبیعی عظیم در کشور شیلی رخ داد. زلزله‌ای با شدت 8.8 ریشتر که بر اساس مقیاس وارنر مایرز سنجیده شد، با مرکزیت در نزدیکی روستای کوبکورا، واقع در سواحل شیلی، به قلب اقیانوس نفوذ کرد. عمق این زلزله در حدود 4.7 کیلومتری زیر بستر دریا بود که بیش از 2 دقیقه و 45 ثانیه به طول انجامید.

این زمین‌لرزه، چنان گسترده بود که اثرات آن در فاصله‌های دوردست، از پرو گرفته تا آرژانتین، به وضوح احساس شد. نه تنها یک بار، بلکه پیامدهای آن به صورت سونامی و بیش از 200 پس‌لرزه در مناطق گسترده‌ای از آمریکای جنوبی به ارمغان آورد. این فاجعه طبیعی، تنها دو هفته بعد در 11 مارچ 2010، با یک زلزله دیگر در شهر ساحلی پیچیلمو به بزرگی 7.2 ریشتر، دنبال شد.

این وقایع نه تنها به عنوان یک پدیده طبیعی شناخته شدند، بلکه تاثیرات قابل توجهی بر زیرساخت‌های کشور به جای گذاشتند. به طور خاص، سیستم‌های جدید خطوط لوله گاز و انتقال گاز، که به تازگی تاسیس شده بودند، در برابر این زلزله‌ها مقاومت نشان دادند و خسارت جدی یا آسیب مالی ناشی از شکست لوله‌ها را تجربه نکردند. با این حال، برخی از تامین‌کنندگان جانبی که تحت تاثیر این فاجعه قرار گرفته بودند، نیاز به بازسازی و ترمیم داشتند که در طی 2 تا 3 هفته به اتمام رسید.

بیشتر بخوانید: لوله کشی و تاسیسات پالایشگاه

یکی از نکات حائز اهمیت در این فاجعه، شبکه گاز شهر کنسپسیون بود که از لوله‌های چدنی قدیمی استفاده می‌کرد. این شبکه به دلیل سیل‌های ناشی از زلزله دچار فروپاشی شد. فرآیند بازگرداندن خدمات و بازسازی این شبکه، که شامل تعویض لوله‌های چدنی با مواد مقاوم‌تر بود، بین 7 تا 11 هفته به طول انجامید.

این فاجعه یک درس مهم در خصوص آسیب‌پذیری زیرساخت‌های حیاتی در برابر بلایای طبیعی را به ما آموخت. نشان داد که چگونه زلزله‌های بزرگ می‌توانند بر این سازه‌ها تاثیر گذارند و اهمیت آمادگی و تقویت زیرساخت‌های اصلی را برجسته می‌کند. در این راستا، شرکت‌های گاز و دولت‌ها باید از این رویدادها درس گرفته و برای بهبود مقاومت سیستم‌های خود در برابر فجایع طبیعی تلاش کنند. این امر به ویژه برای اطمینان از اینکه در شرایط اضطراری، خدمات حیاتی به سرعت و به طور موثر بازیابی شوند، از اهمیت بالایی برخوردار است.

راهکارهای ممکن برای دستیابی به این هدف، شامل به‌روزرسانی مواد و تکنیک‌های ساخت و ساز، توسعه سیستم‌های هشدار سریع، و ایجاد برنامه‌های واکنش اضطراری است که در زمان نیاز قابل اجرا و کارآمد باشند. این تلاش‌ها باید به گونه‌ای باشد که زیرساخت‌های کلیدی نه تنها در برابر زلزله‌ها، بلکه در برابر انواع مختلف فجایع طبیعی از جمله سیل، طوفان و دیگر بلایای طبیعی مقاوم باشند.

استراتژی‌های مقابله با بحران زلزله در سیستم‌های گازرسانی شهری

در دنیای مدرن، شهرها با چالش‌های پیچیده‌ای روبرو هستند که یکی از آن‌ها بحران‌های ناشی از زلزله است. این معضل به‌خصوص در شبکه‌های گازرسانی شهری بیشتر خود را نمایان می‌کند. برای مقابله با این چالش‌ها، دو رویکرد اساسی باید مدنظر قرار گیرد:

1. افزایش دوام و استحکام تجهیزات: در این راستا، باید به ارتقای مقاومت لرزه‌ای تجهیزات توجه شود. در مواقعی که لازم باشد، تعویض تجهیزات قدیمی و کم‌دوام با نمونه‌های جدیدتر و پیشرفته‌تر امری ضروری است.
2. طراحی سیستم‌های پیشگیری و مدیریت بحران: لازم است سیستم‌هایی طراحی شوند که قادر به قطع سریع جریان گاز در مناطق آسیب‌دیده باشند تا از خطرات احتمالی پیشگیری کنند.

برای تقویت شبکه گازرسانی در برابر بلایای طبیعی مانند زلزله، استفاده از تکنولوژی‌ها و مواد نوین بسیار حائز اهمیت است. برخی از راهکارهای کاربردی در این زمینه شامل:

• استفاده از لوله‌های مقاوم مانند پلی اتیلن و فولادی جوشی که با روش‌های نوین جوشکاری تهیه می‌شوند.
• تغییر اتصالات فلنجی به اتصالات جوشی در خطوط انتقال گاز.
• جایگزینی یا تقویت شیرهای موجود در مسیرهای پیاده‌رو با استفاده از لوله پلی اتیلن یا پوشش‌های فولادی.
• پوشاندن لوله‌ها با موادی که در برابر خوردگی مقاوم هستند، مانند قیر معدنی یا پوشش‌های پلی اتیلنی.
• انجام بازرسی‌های دوره‌ای و دقیق و اجرای برنامه‌های تعمیر و نگهداری به‌منظور کاهش خطرات ناشی از زلزله.
• دقت در مسیریابی خطوط لوله و پرهیز از عبور آن‌ها از مناطق با خطر بالای روانگرایی زمین.

سیستم مدیریت بحران زلزله در شبکه‌های گازرسانی شهری نیز باید شامل بخش‌هایی باشد که بتواند به‌طور کارآمد به مقابله با این بحران‌ها بپردازد:

• نصب دستگاه‌های لرزه‌نگار برای ارزیابی دقیق میزان تخریب وارد شده به ساختمان‌ها و زیرساخت‌های گازرسانی.
• تعیین مناطق جداگانه در شبکه گازرسانی و نصب سیستم‌های خودکار برای قطع فوری جریان گاز در صورت بروز زلزله.
• توسعه یک سیستم کنترل مرکزی برای جمع‌آوری اطلاعات دقیق مربوط به خسارات و اجرای دستورات قطع جریان گاز از راه دور.
• استفاده از فناوری‌های بی‌سیم برای ارتباط مستمر بین مناطق آسیب‌دیده و مرکز کنترل، به‌منظور اجرای سریع و دقیق فرمان‌های قطع گاز.

این استراتژی‌ها و اقدامات، در کنار هم، می‌توانند تضمین‌کننده ایمنی بیشتر و آسیب‌پذیری کمتر شبکه‌های گازرسانی در برابر زلزله‌ها باشند.

با مروری دقیق بر رخدادهای مهمی نظیر زلزله‌های لوما پریتا در سال 1989، نورث ریج در سال 1994، کوبه ژاپن در سال 1995، و شیلی در سال 2010، صورت گرفته است. هدف اصلی، شناسایی نقاط ضعف و آسیب‌پذیری در شبکه‌های گاز بوده است.

این تحلیل به وضوح نشان داد که عواملی چون لوله‌های چدنی، اتصالات نامناسب و خوردگی در لوله‌ها، می‌توانند به شدت در برابر لرزش‌های ناشی از زلزله آسیب‌پذیر باشند. این آسیب‌پذیری نه تنها به اختلال در توزیع گاز منجر می‌شود، بلکه خطرات بزرگتری نظیر نشت گاز و احتمال بروز آتش‌سوزی و انفجار را به همراه دارد.

با توجه به این خطرات، دو راهکار کلیدی برای بهبود وضعیت موجود پیشنهاد می‌شود: نخست، تقویت و ارتقا مقاومت لرزه‌ای تجهیزات فعلی یا جایگزینی آن‌ها با مدل‌های مقاوم‌تر. دوم، طراحی و اجرای سیستم‌هایی که بتوانند در زمان وقوع زلزله به سرعت عملیات گازرسانی را در مناطق آسیب‌دیده قطع کنند. اجرای این استراتژی‌ها نه تنها به کاهش خسارات ناشی از زلزله‌های بالقوه کمک می‌کنند، بلکه به طور قابل توجهی ایمنی و حفاظت شهروندان در برابر این حوادث طبیعی را افزایش می‌دهند.

استفاده از این راهکارها، می‌تواند به عنوان یک الگوی پیشگام در مدیریت بحران و پیشگیری از خطرات ثانویه محسوب شود، که به شدت بر ایمنی و پایداری سیستم‌های گازرسانی در مناطق زلزله‌خیز تاثیر می‌گذارد. به این ترتیب، با یک برنامه‌ریزی دقیق و استفاده از تکنولوژی‌های پیشرفته، می‌توان از بروز فجایع انسانی و مالی ناشی از زلزله‌ها تا حد زیادی جلوگیری کرد. این مقاله نه تنها به عنوان یک منبع معتبر برای محققین و مهندسین در این حوزه عمل می‌کند، بلکه می‌تواند راهنمایی ارزشمند برای سیاست‌گذاران و مدیران شهری در زمینه بهبود استانداردهای ایمنی و پایداری سیستم‌های گازرسانی ارائه دهد.