تأسیسات آب آشامیدنی در شرایط زلزله
آب از جمله حساس‌ترین و فراگیرترین نیازهائی است که به‌طور مستقیم و غیرمستقیم اجتماعات بشری را به خود وابسته کرده است. توسعه اجتماعات و پدیدار شدن روستاها، شهرها و کلان شهرها همواره نحوه بهره‌گیری از منابع ذیقیمت آب را با تغییر و تحول روبه‌رو کرده است.
به گزارش تاسیسات نیوز، امروزه احداث شبکه‌های گسترده و متنوع تأمین و توزیع آب در شهرها و روستاها، امری رایج و عادی شده است. اهمیت این‌گونه تأسیسات زمانی محسوس می‌گردد که امکان ارائه خدمات مناسب فراهم نشود و یا خدمات در مقاطعی قطع گردد. اگر در عالم تصور شبکه لوله‌کشی شهری مانند کلان شهر تهران را به دور از وجود ساختمان‌ها و بناهای گسترده و رفیع شهر تجسم کنیم مشاهده می‌گردد که شبکه‌ای به هم تنیده، متنوع و پیچیده از لوله‌های مختلف به‌صورت افقی و عمودی در عرصه‌ای به وسعت حدود ۷۰۰۰۰ هکتار گسترش یافته است.
بسیاری از نقاط و زوایای این شبکه خصوصاً تنوع در قطر و جنس لوله‌ها، اتصالات گوناگون، تجهیزات و متعلقات مختلف، انواع شیرها، قدمت و طول عمر متفاوت آنها هر کدام از نظر اهمیت و نگهداری دارای ویژگی خاصی است به‌ویژه این‌که مملو از آب با فشار هیدرولیکی متفاوت می‌باشد. این جلوه پیچیده و خاص، کل تهران را در برگرفته و با تار و پود زندگی ساکنین در هم آمیخته است. اگر در اثر یک حادثه مهم مانند زلزله چنین پیکره عظیمی دچار اختلال گردد، در آن صورت اثرات غیرقابل انکار آن نمایان می‌گردد. با توجه به این‌که کشور ما بر روی کمربند زلزله واقع شده است و سابقه وقوع زلزله در کشورمان نشان می‌ٔهد که تقریباً هر ۵ سال یک‌بار زلزله‌ای به بزرگی ۶ ریشتر یا بیشتر در کشور روی داده است. (۱) در چنین شرایطی امکان وقوع زلزله از حالت احتمال گذشته و به یک واقعیت تبدیل شده است. مطالعات انجام شده در تهران نشان می‌دهد که بروز خسارت‌های سنگین در ساختمان‌های عمومی و مسکونی در اثر زلزله حدود یک میلیون واحد مسکونی، عمومی و خدماتی و هم‌چنین نیمی از مراکز آموزشی را با آسیب مواجه خواهد کرد. (۲) وقتی زلزله بزرگی در منطقه‌ای شهری یا روستائی روی می‌دهد به‌طور طبیعی تأسیسات آب و فاضلاب نیز در معرض آسیب قرار می‌گیرند.
اگرچه آسیب‌پذیری تأسیسات آب و فاضلاب نسبت به دیگر تأسیسات خدماتی کمتر است. اما علاوه بر صدمات مستقیم، در ترکیب با دیگر تأسیسات، پتانسیل خطرزائی و ایجاد خسارات ثانویه را دارد. احتمال در تغییر کیفیت آب، آثار و عواقب ناشی از قطع آب آتش‌نشانی، مشکلات تأمین آب مراکز حساس و اضطراری و مواردی از این دست از جمله نگرانی‌های پس از وقوع زلزله است. سابقه مطالعات مقاوم‌سازی تأسیسات آب و فاضلاب در کلان شهر تهران که در سال ۱۳۸۰ تحت عنوان مطالعه مقاوم‌سازی در واحدهای کوچک آبرسانی، در سال ۱۳۸۱ مطالعه آمادگی در مقابل زلزله، در سال ۱۳۸۳ مدیریت حفاظت و مقاوم‌سازی تأسیسات در مقابل زلزله و در سال ۱۳۸۴ مطالعات سنجش مقاومت تأسیسات تأمین آب در برابر زلزله انجام گرفته است، گویای توجه دست‌اندرکاران به امر ظرفیت‌سازی برای مقابله با پیامدهای زلزله می‌باشد.
خصوصاً این‌که آخرین مطالعات انجام شده توسط شرکت آب و فاضلاب استان تهران با همکاری مؤسسه جایکا در سال‌های ۸۳ و ۸۴ حدود ۵۴۰۰۰ هکتار از سطح کلان شهر (۳) تهران نشان می‌دهد که شبکه گسترده حدود ۹۴۰۰ کیلومتری شهر تهران رفتارهای متفاوتی را در مقابل زلزله از خود نشان خواهد داد. هنگام زمین لرزه ارتعاشات زمین در جهات مختلفی لوله‌ها را در بر می‌گیرد و بیشترین اثر را بر روی اتصالات و محل‌هائی که یک سر لوله به سازه محکمی متصل شده است، وارد خواهد کرد. بر اساس مطالعات مذکور تشخیص نقاط ضعف تأسیسات آبرسانی و صدمات وارده بر آنها به دو طریق بررسی پیمایشی (اکتشاف چشمی) و تشخیص تفصیلی (مطالعه پارامترهای متعدد) امکان‌پذیر است. در بررسی‌های پیمایشی دقت نسبی است ولی سرعت عمل بیشتر است. مطالعات پیمایشی نشان می‌دهد که برخی از تأسیسات از نظر آسیب‌پذیری می‌باید در اولویت اصلاح و مقاوم‌سازی قرار گیرند از جمله:
▪ سازه‌هائی که بر روی پی‌های مختلف بنا شده‌اند مانند خط لوله‌ای که بر روی بستری ماسه‌ای نصب گردیده است و به مخزن بتونی وصل می‌باشد.
▪ لوله‌های نصب شده در زمینی که دارای خاصیت روانگرائی می‌باشد.
▪ سازه‌هائی که دو نوع سازه متفاوت را شامل شده باشند مانند مخزن بتونی یا ساختمان ایستگاه پمپاژ که کانال‌های هوا و لوله‌های ورودی و خروجی آب را در بر می‌گیرد.
▪ تجهیزاتی که وضعیت تکیه‌گاه‌های آنها تغییر می‌کند مانند لوله‌ها و کابل‌هائی که بخشی از آنها متصل به سازه‌های محکم است یا پیچ‌های محکم کننده تأسیسات به سازه‌ها، هم‌چنین دیواره‌های تیغه‌ای و افزون بر این موارد توجه به میزان فرسودگی سازه‌ها نیز می‌باید مورد نظر قرار گیرد.
بنابراین روش پیمایش تأسیسات، روشی سریع‌الحصول و کم هزینه برای شناخت اولویت‌های مقاوم‌سازی در تأسیسات می‌باشد و این روش برای مطالعه مقاوم‌سازی بسیاری از تأسیسات آب و فاضلاب در دیگر مناطق شهری و روستائی کشور توصیه می‌گردد. در روش مطالعاتی تفصیلی، به اجزاء و پارامترهای مختلف تأسیسات پرداخته می‌شود که از نظر دقت بالاتر اما هزینه‌های آن گزاف و هم‌چنین نیاز به صرف زمان زیادی دارد. با توجه به این‌که شبکه توزیع آب در شهر تهران دارای رقوم متفاوتی از نظر توپوگرافی می‌باشد (۱۱۰۰ تا ۱۸۰۰ متر از سطح دریا) و حجم آب در گردش در شبکه توزیع نیز بر اساس پیش‌بینی تا سال ۱۴۰۰ به حدود ۴/۳ میلیون متر مکعب در روز خواهد رسید. توزیع جریان آب در چنین شبکه‌ای مستلزم بررسی و آنالیز هیدرولیکی و انجام مدل‌سازی‌های مورد نیاز می‌باشد. مدل‌هائی که شبکه انتقال و توزیع، مخازن، تلمبه‌خانه‌ها و شیرها را هماهنگ با هم در مدار بهره‌برداری قرار دهد. برای برخی از این تأسیسات انجام مطالعات تفضیلی نیز ضرورت می‌یابد.
● مطالعات مقاوم‌سازی
مطالعات طرح مقاوم‌سازی در برابر زلزله علاوه بر مقاوم‌سازی تأسیسات آبرسانی، تأمین آب اضطراری برای شهروندان و بازسازی سریع تأسیسات آسیب دیده را می‌باید در بر گیرد. مقاوم‌سازی کامل تأسیسات در برابر زلزله مستلزم صرف هزینه‌های سنگین و زمان طولانی است. اگر در این راستا اقدام مؤثری انجام نشود باز هم هزینه‌های امر به نوع دیگری (در اثر تخریب ناشی از زلزله) تحمیل خواهد شد. زیرا که در زمان وقوع زلزله تدارک وسیع نیروی انسانی و هزینه‌های نیروی کار بسیار دشوار و پر هزینه است. ضمن این‌که هزینه‌های ناشی از تأخیر در کار و بروز اعتراضات مردمی هم به آن اضافه می‌گردد. بنابراین یافتن راهکارهای کم هزینه و اجرائی بر پایه مطالعات مهندسی و قبل از وقوع حادثه ضروری می‌باشد. مقاوم‌سازی در تأسیسات کلان شهر تهران به علت: وجود ابنیه انبوه و مرتفع، تراکم ساختمان‌ها، محدودیت عرض معابر، وجود ترافیک در معابر، وجود دو گسل معروف شمالی و جنوبی تهران، نحوه و اولویت اهداف مقاوم‌سازی اولویت اساسی با خطوط انتقال آب، تصفیه‌خانه‌ها و مخازن ذخیره می‌باشد. هم‌چنین تهیه تجهیزات اضطراری برای دریافت آب از مخازن ذخیره در مواقع اضطراری می‌باید در اولویت قرار گیرد. مطالعات انجام شده نشان می‌دهد که مقاومت لوله‌ها و اتصالات آنها در مقابل زلزله متفاوت است. لوله‌های فولادی به علت شکل‌پذیری دارای استحکام کافی و به علت برخورداری از اتصالات جوشی بالاتر از دیگر لوله‌ها است، لوله‌هائی چون چدن داکتیل لوله‌های بسیار مناسبی می‌باشند اما اتصالات آنها در اثر اعمال نیروهای خارجی قابل جدا شدن است. لوله‌های بتن مسلح که عمدتاً در خطوط انتقال به کار گرفته می‌شوند، وقتی در مقابل نیروهای بیرونی قرار می‌گیرند، هم به لحاظ بدنه و هم از نظر اتصالات آسیب‌پذیر می‌باشند. لوله‌های پلی‌اتیلن با اتصالات جوشی به علت انعطاف مناسب در مقابل نیروهای خارجی دارای مقاومت مناسب می‌باشند. بدین جهت در سیستم‌های تأمین و توزیع بهتر است از لوله‌های قطر بالا و متوسط از جنس فولادی با اتصال جوشی و هم‌چنین از لوله‌های چدنی داکتیل با اتصالات غیرقابل جدا شدن استفاده شود. و برای شبکه‌های توزیع از لوله‌های قطر پائین از جنس پلی‌اتیلن با جوش الکتریکی استفاده گردد. بنابر مطالعات جایکا حدود ۷۷۰ کیلومتر از لوله‌های اصلی شبکه توزیع آب از محدوده گسل‌های شهر تهران می‌گذرند. نوع این لوله‌ها از جنس چدن داکتیل می‌باشد اما از نظر اتصالات نیازمند تقویت است که با اتصالات جدانشدنی می‌باید تقویت گردد.
● آبرسانی‌های اضطراری
در مبحث مقاوم‌سازی می‌باید موارد مربوط به آبرسانی اضطراری نیز مورد مطالعه واقع شود. در این راستا استفاده حداکثر از تأسیسات موجود در دستور کار قرار گیرد. زیرا ایجاد تأسیسات جدید موجب افزایش هزینه و طولانی شدن زمان می‌گردد. در این رابطه می‌باید توجه اصلی به مکان‌های مهمی چون مخازن ذخیره، خطوط انتقال موجود و مرتبط به مخازن و چاه‌های معطوف گردد. زیرا که تأسیسات ذکر شده منابع و تجهیزات اصلی تأمین آب می‌باشند. مخازن ذخیره آب و لوله‌های انتقال در زمان اضطرار نیز اهمیت ویژه‌ای پیدا می‌کنند. در مطالعاتی که شرکت آب و فاضلاب استان تهران با همکاری مؤسسه جایکا انجام داده است. برای تأمین آب در شرایط اضطراری اولویت‌بندهای زیر مورد تأکید قرار گرفته است:
▪ تأمین آب از مخازن موجود از طریق نصب سیفون در لوله‌های خارجی
▪ تأمین آب از لوله‌های اصلی انتقال
▪ تأمین آب از طریق چاه‌ها
▪ تأمین آب از طریق تانکر برای مناطق خارج از دسترس
در مطالعات مذکور توصیه شده است که چاه‌های عمیق، برای استفاده در زمان وقوع زلزله مجهز به تجهیزات کلر زنی و ژنراتور گردند. با توجه به این‌که در زمان زلزله امکان تخریب بسیاری از اماکن و اختلال در دسترسی به مسیرهای تردد وجود دارد بنابراین ایجاد پایگاه‌های تأمین اضطراری آب از اقدامات مهم می‌باشد. به‌گونه‌ای که هر شخص بتواند بعد از زلزله با طی مسافت ۱ کیلومتر به آب دسترسی داشته باشد. البته در زمان وقوع زمین لرزه و در آغاز شرایط اضطراری تأمین نیازهای آب تا فاصله ۲ کیلومتر نیز قابل پذیرش است. در خصوص ساخت پایگاه‌های مورد اشاره نیز می‌باید معیارها و اولویت‌هائی در نظر گرفته شود، ناحیه‌ای که جمعیت بیشتری دارد، ناحیه‌ای که تخریب خانه‌ها شدیدتر است، ناحیه‌ای که قطع برق در آن طولانی‌تر می‌باشد و ناحیه‌ای که به علت نبود امکانات کافی جاده‌ای دسترسی به تانکر آب غیر ممکن می‌باشد از اولویت بیشتری برخوردار است. قابل ذکر است در شرایط مذکور کار بازسازی خطوط انتقال و توزیع می‌باید از خطوط اصلی به سمت خطوط فرعی انجام شود.
● اثرات مقاوم‌سازی تأسیسات
انجام اقدامات مقاوم‌سازی موجب افزایش تأمین آب نمی‌شود و به تبع آن موجب افزایش درآمد هم نمی‌گردد. اما منافع آن در اصل به منافع ملی بر می‌گردد که در صورت وقوع زلزله میزان خسارات کاهش یافته، از رنج بی آبی کاسته خواهد شد و هزینه‌های بازسازی هم کم خواهد گردید. مقاوم‌سازی باعث می‌شود که:
▪ زمان مورد نیاز برای بازسازی سیستم‌های آبرسانی کاهش یابد.
▪ جمعیت اولیه‌ای که دچار قطعی آب خواهند شد کاهش پیدا کند.
▪ امکان ذخیره‌سازی آب شرب برای زمان پس از زلزله تا حد زیادی فراهم گردد.
▪ از وقوع حوادث ثانویه مانند نشت گاز از تأسیسات کلر یا حریق جلوگیری شود.
● جمع‌بندی
با توجه به مواردی که گفته شد، فراوانی و سابقه وقوع زلزله در کشور ما تقریباً از حالت احتمال گذشته است و جنبه واقعیت پیدا کرده است. تأمین آب آشامیدنی در زمان وقوع زلزله و پس از آن یکی از چالش‌های اساسی برای اجتماعات روستائی و شهری است. بنابراین ایجاد آمادگی برای مقابله با پیامدهای وقوع زلزله و انجام مقاوم‌سازی‌های مورد نیاز در بخش تأسیسات تأمین و توزیع آب و جمع‌آوری فاضلاب برای کاهش دادن هرچه بیشتر خسارات و صدمات وارده از ضروریاتی است که چه در قالب مطالعات مهندسی و چه در قالب اطلاع‌رسانی عمومی می‌باید به آن پرداخته شود. در این ارتباط توجه به دو اصل مهم، یکی مقاوم‌سازی و دیگری ایجاد تمهیدات و امکانات تأمین آب اضطراری از اهمیت ویژه‌ای برخوردار است. جامعیت شرایط کلان شهر تهران در ارتباط با دو موضوع ذکر شده، با توجه به مطالعاتی که به عمل آورده است و داده‌ها و نتایج حاصل از مطالعات مذکور می‌تواند برای دیگر شهرها و روستاهای کشورمان مفید واقع شود.
در مطالعات انجام شده توسط شرکت آب و فاضلاب استان تهران (با همکاری مؤسسه جایکا) تأکید ویژه‌ای بر تعیین اولویت‌های مقاوم‌سازی و بهسازی از طریق مطالعات پیمایشی یا اکتشافات چشمی صورت گرفته است. بر این مبنا پتانسیل‌های آسیب‌پذیری تجهیزات شناسائی و اولویت‌گذاری شده است. این روش برای دیگر مراکز جمعیت شهری و روستائی که به لحاظ منابع مالی و درآمدی دارای محدودیت می‌باشند. روشی کاربردی و با صرف هزینه کم و زمان محدود است که می‌تواند شروع اجرائی طرح‌های مقاوم‌سازی را تسریع بخشد. انجام این روش برای بسیاری از شهرهای کارشناسی درون شرکت‌ها نیز امکان‌پذیر است. در بحث تمهیدات تأمین آب اضطراری نیز با توجه به این‌که در زمان زلزله نظامات عادی کار مختل و بسیاری از نیروهای دست‌اندرکار به دلیل شرایط به‌وجود آمده در دسترس نبوده و یا از روحیه کاری مناسب برخوردار نمی‌باشند. عدم کارائی تأسیسات نیز بر ابعاد نارسائی‌ها خواهد افزود. بنابراین برای اثرگذاری در خصوص مدیریت مؤثر آبرسانی در شرایط اضطراری توجه به موارد زیر ضروری می‌باشد:
▪ به‌منظور آمادگی در برابر زلزله احتمالی نسبت به تهیه تجهیزات اولیه قطع و وصل جریان آب، تجهیزات حمل و نقل اضطراری (موتور سیکلت، خودرو امدادی سبک)، اجرای سازه‌های سبک برداشت آب در جوار مخازن ذخیره، هم‌چنین آماده‌سازی سیستم‌های مخابراتی ـ ارتباطی و ایجاد یا تکمیل سامانه‌های تله مترینگ اقدام گردد.
▪ اختصاص منابع مالی برای انجام مطالعات مقاوم‌سازی و تهیه و تأمین تجهیزات اضطراری نیز از الزامات پیشرفت کار می‌باشد. در سال ۸۴ مبلغ ۱۰ میلیارد ریال و برای سال‌های بعد تا ۱۳۸۸ جمعاً مبلغ ۸۰ میلیارد ریال از اعتبارات عمومی کشور برای امور فوق به بخش آب و فاضلاب کشور اختصاص یافته است (۴) طبعاً وجه مذکور جوابگوی نیاز نمی‌باشد. بر اساس برآوردهای اولیه فقط برای شهری مانند تهران حداقل ۲۶۰ میلیارد ریال اعتبار مورد نیاز است. (۵)
▪ همگام با تأمین منابع مالی و توجه به اقدامات اطلاع‌رسانی، ارائه آموزش‌های مؤثر همگانی، کمک به توسعه ظرفیت‌های مطالعاتی و اجرائی از طریق تقویت بخش خصوصی در زمینه‌های مشاوره‌ای و پیمانکاری برای تحقیق اهداف مقاوم‌سازی و تأمین آب در شرایط اضطراری از جمله تدابیر کارساز برای پیش آمادگی و چاره‌جوئی مؤثر در صورت وقوع بلایای طبیعی خصوصاً زلزله می‌باشد.
▪ تداوم مطالعات مقاوم‌سازی و تأمین آب اضطراری برای کلیه شهرهای بزرگ کشور خصوصاً برای شهرها و روستاهائی که در مناطق دارای ریسک زلزله می‌باشند، پیشنهاد می‌گردد. این مطالعات بهتر است که در مرحله نخست به روش ”مطالعات پیمایشی“ انجام گیرد. این روش داده‌های بسیاری را با هزینه کمتر و تسریع زمانی بیشتر در اختیار تصمیم‌گیران قرار می‌دهد.
منبع
ویستا