وبلاگ تخصصی مدیریت بحران و مدیریت ریسک

مديريت بحران شريانهاي حياتي آب و فاضلاب

حسين ميسمي , مدير دفتر تحقيقات شرکت آبفار اصفهان

سيد هاشم نوربخش, کارشناس ارشد مهندسي عمران  آب، دانشگاه صنعتي اصفهان

09132300085- h_mesam@yahoo.com

چکيده:

بلاياي طبيعي از جمله زمين لرزه ممکن است سبب خسارات شديدي به تاسيسات آب و فاضلاب و ساير زير ساختهاي آب و فاضلاب يک شهر يا روستا و يا مجتمع صنعتي  وارد مي نمايد. آمار و گزارشات متعددي از سراسر دنيا در خصوص حصول خسارات شديد ناشي از بروز حوادث روي خطوط حياتي (Lifelines) تاسيسات مختلف منجمله تاسيسات آب، فاضلاب و گاز و برق و مخابرات بعد از وقوع يک زمين لرزه با شدت بالا وجود دارد. که از آنجمله بروز خرابي هاي شديد و تهديد سلامتي و بهداشت مردم در زلزله‌هاي کوبه ژاپن، سوماترا و اندونزي و موارد مشابه بوده است . در اين مقاله سعي شده است با بررسي موارد آسيب شريانهاي حياتي راهکارهاي کاهش آسيب وارده به آنها ارائه گردد.

کلمات کليدي: شريانهاي حياتي آب و فاضلاب و مديريت بحران

1-              مقدمه:

بلاهاي طبيعي زمين لرزه باعث بروز خسارات شديدي به تاسيسات زير بنايي از جمله ابنيه و سازندهاي آب و فاضلاب وارد مي‌نمايد. خسارات شديد ناشي از بروز آسيب روي خطوط حياتي (Lifelines) تاسيسات مختلف منجمله تاسيسات آب و فاضلاب بعد از وقوع يک رخداد مانند زمين لرزه با شدت بالا وجود دارد.

از زمان وقوع زمين لرزه سال 1906 در سانفرانسيسکوي امريکا تاکنون اهميت آسيب ديدن شريانهاي حياتي در زلزله نمودار گشته است. در اين زمين لرزه خسارات شديدي از شکستگي تعداد زيادي از خطوط لوله و عدم تامين آب شرب شد و اتش سوزي هاي متعدد ايجاد شده بعد از وقوع زمين لرزه، گزارش شده است. در حقيقت در اثر قرار گرفتن شهر سانفرانسيسکو در يک منطقه با شدت زمين لرزه بالا، آتش سوزي عامل اصلي تخريب شده بوده است.

   در گزارش ديگري موضوع زمين لرزه بزرگ شهر مکزيکوسيتي در سپتامبر سال 1985 مطرح شده است در اين زمين لرزه که منجر به جا به جايي وسيعي از اراضي شده است خطوط اصلي لوله آب شرب دچار شکستگي شد و در نتيجه اين شکستگي ها بيش از 4 ميليون نفر بمدت سه هفته فاقد آب آشاميدني بوده اند. در سال 1994 در زمين لرزه Northridge کاليفرنيا چندين خطوط لوله اصلي انتقال وتوزيع آب بدليل تخريب دائمي زمين دچار شکستگي شدند و در سال 1995 در زمين لرزه شهر کوبه ژاپن در شبکه توزيع آب شهر به دليل تخريب زمين و تکان زيرزمين و نيز بالا رفتن رطوبت در چاله هايي که در نزديک خليج به طور مصنوعي پر شده بود بيش از 2000 مورد تعمير و بازسازي لوله ها و تاسيسات آب شرب شهر گزارش شده است.

   شهر تهران در دشتي با وسعت حدود بيش از 1000 کيلومتر مربع و جمعيتي بالاي 10 ميليون نفر در جوار رشته کوههاي البرز قرار دارد. بدليل قرار گرفتن اين شهر روي گسل هاي متعدد و با توجه به سوابق تاريخي موجود در خصوص لرزه خيزي تهران و حوادث مختلفي که ناشي از بروز زمين لرزه بوقوع پيوسته است، اين شهر هميشه در معرض بروز زمين لرزه قرار دارد. در اين مقاله که ضمن تشريح تاسيسات آب شرب شهر تهران و مناطقي که در اثر بروز زمين لرزه با شدت بالا قابليت آسيب پذيري بيشتري را دارند و نيز بعضي از اقداماتي که لازمست قبل از بروز حادثه در خصوص کاهش و يا جلوگيري از آسيب ديدگي تاسيسات در اثر زمين لرزه انجام گيرد و نيز توصيه هايي که در طراحي تاسيسات آبي بايد مدنظر قرار گيرد تا خسارات حاصله در اثر زمين لرزه به حداقل ممکن برسد اشاره مي شود و نهايتا توصيه هاي لازم و اجرايي براي پيشگيري قبل از بروز زمين لرزه و اقداماتي که پس از وقوع و در شرايط بحران لازمست صورت گيرد، تشريح و ارائه شده است.

2- مديريت بحران شبکه هاي آبرساني

براي آنكه با بحران شبكه آبرساني كه يكي از مهمترين شريانهاي حياتي در هر كشوري ميباشد آشنا شويد، ميبايست ابتدا به شرح آنچه در مسير رسيدن آب آشاميدني به يك واحد مسكوني در شهر وجود دارد بپردازيم.

آبهاي آشاميدني در سطح شهر تهران ميتواند از سه منبع تامين گردد :

·     آب ذخيره شده در پشت سدها (  كرج - لتيان -  لار )

·     رودخانه ها حاشيه

·     چاه هاي عميق و نيمه عميق در سطح شهر

 براي آنكه بتوانيم مسيري كامل را شرح دهيم از طولاني ترين مسير كه مسير سد به شهر ميباشد، استفاده مي‌كنيم.

1. سد

2. دريچه ها و كانالهي تاسيسات سد

3. ايستگاه هاي فشار

4. تونلهاي انتقال آب تا پائين دست

5. خطوط انتقال آب ( كانال هاي رو باز و خطوط لوله )

6. ايستگاه هاي پمپاژ

7. تصفيه خانه هاي آب آشاميدني

8. واحد هاي كلر زني

9. خطوط انتقال اصلي شهري ( شاه لو له ها )

10. منبع هاي مدفون و نيمه مدفون و هوايي در سطح شهر

11. خطوط انتقال آب به واحد هاي مصرف كننده

اين تازه در صورتي است كه خط تغذيه از سد آغاز گردد ، در صورتي كه منبع تامين كننده چاه آب باشد شما با شرايط ديگري روبرو خواهيد شد ، و براي رساندن آب به سطح ، نيازمند به پمپهاي آب مي باشيم و اين پمپها نياز دارند به برق و يا سوخت فسيلي و تامين همين موضوع خود بحران ديگري را تعريف ميكند ، پس از رسيدن آب به سطح مشكل كلرزني و توزيع آن همچون توزيع آب در حالت سد ها ميباشد.

نا گفته پيداست كه در تمامي اين مسير ها با از كار افتادن يك واحد ارائه كننده خدمات به مسير توزيع ، شريان آبرساني مختل خواهد شد . و اين بدان معني است كه براي ما همان اندازه كه سالم ماندن يك سد حائز اهميت است ،شاه لوله هاي مدفون در سطح شهر هم ميتواند پر ارزش باشد لذا براي باز نگاه داشتن اين شريان حياتي يعني شبكه توزيع آب آشاميدني ، كه در اولويت بندي شريانها رتبه اول را داراست شما نياز داريد به بانكي از داده ها، كه شامل آنچه شبكه شما را تشكيل ميدهد و يا به نحوي به آن سرويس ميدهد، باشد  و در ضمن نحوه پراكندگي آن  مراكز ، در سطح شهر را جهت باز گشايي و راه اندازي شبكه در اختيار شما قرار دهد.

 لايه هاي اطلاعاتي مورد نيازشبکه آبرساني:

الف- اطلاعات انساني:

سمت مديريتي

تخصص هاي ويژه (پزشك – پرستار- امدادگر –آتش نشان- ....)

مهارتهاي اجرايي (تعميير كاران خطوط برق ، گاز ، تلفن ،آب ،....)

ب- خطوط انتقال اصلي:

کانالهاي روباز( ابعاد ،دبي،جنس ،موقعيت )

تونلهاي روباز( ابعاد ،دبي،جنس ،موقعيت )

لوله هاي تحت فشار( ابعاد ،دبي،جنس ،موقعيت )

ج- تصفيه خانه هاي آب:

شبکه توزيع لوله ها شامل لوله هاي ( فولادي ،چدني،گالوانيزه،بتني،آزبست،ايرانيت،پلي اتيلن فپلي وينيل کلرايد و...)

د- متعلقات لوله ها ي انتقال و توزيع شامل:

تبديلها

زانويي ها

شيرالات شامل :

شيرهاي کنترل                                                                            (CV)CHECK VALVE

شيرهاي فشار شکن روي خط                                      PRESSURE RELIFE VALVE

شيرهاي فشار شکن                                           PRV)PRESSURE REDUCING VALVE

شيرهاي تثبيت کننده فشار                 (PSV)PRESSURE SUSTAINING VALVE

شيرهاي کنترل جريان                                       (FCV)FLOW  CONTROL VALVE

ه- اطلاعات مربوط به مخازن نگهدارنده آب و ايستگاه‌هاي پمپاژ:

شامل مخازن زميني و  هوايي(نوع ،فلزي،بتني،حجم،مقاومت در برابر زلزله)

اطلاعات مشترکين

تانکهاي ذخيره

ايستگاههاي پمپاز

و- مکانهاي حساسي :

مکانهاي حساسي که بايد در هنگام زلزله  در اولويت آبرساني قرار بگيرند.

مکانهاي داراي ريسک آسيب پذيري بالا.

مکانهاي تداخل شريانهاي آب و فاضلاب با ساير تاسيسات شهري

ز- اطلاعات مربوط به مديران شريانهاي حياتي آب و فاضلاب :

اطلاعات مربوط به مديران بحران شبکه آب شامل:(نشاني محل سکونت، تلفنهاي تماس ،وضعيت مسکن از لحاظ ايمني در برابر زلزله)

ح- نصب دستگاههاي تله متري

همچنين جهت آگاهي از وضعيت شبکه  نصب دستگاههاي تله متري از قبيل موارد زير پيشنهاد ميشود که بايد اطلاعات دقيق آنها نيز مشخص شود :

ارتفاع سنج مخازن

فشار سنج لوله ها

کنتور و فلومتر لوله ها

سرعت سنج مجاري باز و بسته

سيستم هاي اعلام خبر نمايش آژير بروز اشکالات

در ساير موارد تاسيسات جديد و فناوري هاي نويني که به سيستم هاي هوشمند متصل شده اند بايد به صورت جداگانه مورد ارزيابي و بررسي  و تهيه پايگاه داده ها قرار گيرند. ضمنا بسياري از موارد بالا در شريان هاي آب و فاضلاب و پسآب صنعتي مشترک مي باشد و مي توان از داده هاي تهيه شده در همه موارد استفاده نمود.

3- مديريت بحران شبکه جمع آوري و انتقال پسآب و فاضلاب:

پس از وقوع زلزله و با گذشت تنها يك روز، مديران ، با بحران توزيع پسآب صنعتي و فاضلابهاي انساني روبرو خواهند بود ، اين بحران خود زير مجموعه بحرانهاي بهداشتي و بيماريهاي واگير دار و بحرانهاي رواني ناشي از بوي تعفن و آشفتگي در سايتهاي اسكان موقت خواهد بود ، بحراني كه قادر است تا موجب برافروختن آتش بحرانهاي اجتماعي نيزگردد ، كافيست توجه كنيد كه حد اقل در روز ، هر انسان به دو بار استفاده از سرويسهاي بهداشتي و استفاده از حد اقل ده ليتر آب جهت نظافت شخصي دارد . به شرطي كه حمام را در نظر نگرفته باشيم در يك شهر پنج ميليوني اين ميزان آب يعني پنجاه ميليون ليتر كه برابر است با دو هزار و پانصد تريلي با حجم بيست هزار ليتر فاضلاب كه ميبايست از سطح شهر جمع اوري و دفع گردند .

حال اگر بخواهيم بصورت تخصصي با اين مشكل رو برو شويم ميبايست در ابتدا به شريان جمع اوري و دفع فاضلاب در شهر ها نظري اجمالي انداخته و سپس تغييرات حاصله از زلزله بر اين شريان هاي مذكور توجه كرده و برنامه اي متناسب براي آن طراحي كنيم !

 شريان جمع آوري و انتقال فاضلاب مسيري معكو س توزيع آب را طي ميكند ، بنا براين در ابتدا از واحدهاي مسكوني شروع ميكنيم ، پس از زلزله بجز واحدهايي كه در برابر زلزله مقاومت كامل ميكنند و صدمات جدي سازه اي نميخورند ، مابقي ساختمانها بعلت نوع سيستم سنتي لو لهاي جمع اوري فاضلاب كه از لوله هاي چدني استفاده ميشود ، براثر شكست لوله ها قابليت استفاده از سرويسهاي بهداشتي را از دست خواهند داد ، در صورتي كه براي هر فرد در تهران مصرف سرانه ده ليتر در نظر بگيريم ما با پنجاه ميليون فاضلاب در روز روبرو هستيم كه ميبايست براي جمع آوري و دفع موقت آن توسط سرويسهاي بهداشتي عمومي به مردم سرويس بدهيم و اين يعني حداقل ده هزار چشمه سرويس بهداشتي كه به هر پانصد نفر در روز هر چشمه سرويس بدهد و اگر هر بيست چشمه را يك سرويس عمومي در نظر بگيريم ميشود پانصد سرويس بهداشتي طراحي شده براي زلزله ، كه داراي سيستم تصفيه فاضلاب مدفون و ضد زلزله بوده و در صورت ريزش چاههاي جاذب قادر به ارائه سرويس پيوسته مي باشد.

4- موارد کليدي شريان فاضلاب:

با توجه به موارد بالا  و يافته هاي مختلف از بحران هاي گذشته موارد زير در مورد شريان هاي جمع آوري و انتقال فاضلاب از اهميت ويژه اي برخوردار است:

·           صرف وجود يك سرويس بهداشتي براي ارائه خدمات كافي نميباشد ، تامين آب بهداشتي يك سرويس هم مشكلي اساسي در ارائه خدمت آن است

·      نيروهاي امدادگر پس از حضور در منطقه خود به مشكل فاضلاب انساني دامن ميزنند ،چرا كه با سرويسهاي بهداشتي عمومي در شهر نيز آشنا نيستند

·      شبكه هاي فاظلاب كافيست تنها در يك نقطه دچار فرو ريزش و انسداد شده باشد ، تا مكان يابي و رفع اشكال آن شايد چند هفته از زلزله گذشته باشد

·           چاه هاي جذبي در سرويسهاي عمومي و شخصي در صورت فروريزش امكان باز سازي و راه اندازي را ندارند

·      تصفيه خانه ها در صورتي كه از شبكه هاي انتقال هم سالم مانده باشند ميبايست داراي توان بهره برداري پس از زلزله را دارا باشند

·      فاضلابهاي صنعتي و شيميايي و نيز فاضلابهاي سطحي كه ناشي از باران هستند ميتواند بر مشكلات ما بيفزايد توجه بدان الزامي است

·      وجود نيروهاي انساني متخصص در کنار نيروي انساني آشنا به منطقه كه ميتوانند پس از بروز بحراني نظير زلزله در جهت بهسازي، مقاوم سازي و باز نمودن شبكه فاضلاب بيايند و ضمنا اين نيروهاي مي‌توانند از امکاناتي که قبلا پيش‌بيني شده استفاده کنند. که شامل مواردي مانند: تجهيزات و نقشه ها و اطلاعات حياتي پيرامون آنچه در شهرکار شده است .

5- نتايج و پيشنهادات:

با توجه به مطالب ارائه شده و تجربيات حوادث رخداده در زلزله‌هاي گذشته مواردي چند حائز اهميت است:

1- لزوم مديريت منسجم و پايدار در تصميم گيري هاي حين بحران.

2- لزوم توجه به زيرساخت‌ها و شريانهاي حياتي .

3- به کارگيري روشها و فناوريهاي نوين در مديريت بحران و بهسازي شريانهاي حياتي.

6- مراجع:

- عشقي، ساسان (1382)، گزارش نهايي پروژه تحقيقي بررسي خرابي ساختمانها و مديريت آواربرداري در زلزله هاي بزرگ، تهران، موسسه علمي کاربردي هلال، آذرماه 1382

- گزارش مقدماتي شناسايي زلزله 5 دي  ماه 1382 بم، پژوهشگاه بين المللي زلزله شناسي و مهندسي زلزله

Earthquake Damaged Buildings: An Overview of heavy debris and Victim Extrication, FEMA 158/ September 1988

Post-earthquake solid waste management strategy (for the City of Vancouver and the surrounding area) Wojtarowicz, Margaret, Atwater, James WGiorgio Croci-The conservation and structural restoration of Architectural Heritage

Earthquake Engineering Research, ‘Loma PRIETA Collection, University of California”, Berkeley- Earthquake Engineering Research institute (2004), ‘Northridge Earthquake of January 17,2003 reconnaissance report’, Earthquake Spectra, Supplement C to Volume 11

EQE International (1995). The January, 2003 Kobe earthquake; An EQE Summary Report, April

Richardson.G.N & Feger.A & Lee. K.L, “Seismic testing of reinforced earth walls”, journal of geotechnical engineering, Div. ASCE 103 (1), 1977, pp. 1-17.

Wilkins.M.L., “Fundamental methods Hydrodynamics”, Journal of Methods in computational phsics, Vol.3, 1964, pp. 211-263.

Biggs.j.M., “Introduction to structural Dynamics”, 2006.

Model test study on double lining of tunnels : Lui Piede Tunnlg Undgr Space Tech V1, N1, 1986, International Journal of Rock Mechanics and Mining Science & Geomechanics Abstracts, Volume 24, Issue 4, August 1987, Page 152

Modeltest study on double lining of tunnels  , Liu Piede , Tunnelling and Underground Space Technology, Volume 1, Issue 1, 1986, Pages 53-58  Liu Piede

Single-shell In-situ concrete tunnel lining: Experience in the Federal Republic of Germany Tunnelling and Underground Space Technology, Volume 3, Issue 1, 1988, Pages55-66Alfred Haack.