Hasar görmüş su dağıtım sistemlerinin performanslarının incelenmesi

Abstract

Su dağıtım sistemleri yerleşim yerlerinin en hayati yapılarından biridir. Bir su dağıtım sistemi borulardan ve diğer hidrolik bileşenlerden oluşur. Borular su dağıtım sisteminin ana elemanlarıdır ve doğal afetler veya işletim hataları sonucu hasar görebilirler. Boru hasarları kırık ve çatlak olarak iki grupta incelenebilir. Bir su dağıtım sisteminin bazı borularının hasar gördükten sonra da belli bir seviyede hizmete devam etmesi beklenir. Su dağıtım sisteminin performansı hasar görmüş sistemdeki debi ve basınçlara bağlıdır. Deprem su dağıtım sistemleri üzerinde önemli hasar verici etkisi olan bir olay olduğu için tez kapsamında dokuz adet varsayımsal su dağıtım sisteminin deprem sonrası performansı dört farklı onarım oranı kullanılarak detaylı olarak araştırılmıştır. Temel varsayımsal su dağıtım sistemi ana dağıtım hattı boyunca iki ve üç kat büyütülmüştür. Bu sistemlere bir ya da iki rezervuar eklenmiştir ve sistemlerin ayrık bölgelerinin uç kısımlarına borular eklenerek bu değişikliklerin servis oranını ve graf indisleri arasındaki ilişkiyi nasıl değiştirdiği gözlenmiştir. Hasarların su dağıtım sistemindeki yerleri Monte Carlo simülasyonları ile belirlenmiştir ve bu amaçla GIRAFFE (Graphical Iterative Response Analysis for Flow Following Earthquakes) programı kullanılmıştır. Su dağıtım sisteminin performansı graf indisleri kullanılarak ve bu indisler ile elde edilen sonuçlar GIRAFFE programının su dağıtım sisteminin performansını ölçmek için verdiği servis oranı ile karşılaştırılarak değerlendirilmiştir. Bu amaç doğrultusunda ellibir adet graf indisi kullanılmıştır. Çalışma sonuçlarına göre bütün su dağıtım sistemlerinde onarım oranı arttıkça servis oranının azaldığı gözlenmiştir. Bir rezervuardan beslenen sistem büyüdükçe bütün onarım oranlarında servis oranı azalmaktadır. Rezervuar sayısı arttıkça bütün onarım oranlarında servis oranı artmaktadır. Ayrık bölgeleri birleştiren borular eklenmesi bütün onarım oranlarında servis oranını arttırmaktadır. Ayrıca servis oranı ile aynı şekilde davranan ve servis oranı ile aynı şekilde davranmayan graf indisleri belirlenmiştir.

Water distribution systems are one of the most vital lifelines of urban areas. A water distribution system consists of pipes and other hydraulic appurtenances. Pipes are the main elements of a water distribution and they may be damaged after natural disasters or operational errors. Pipe damages are grouped as breaking and leaking. A water distribution system is expected to serve at a certain level after some pipes were damaged. Performance of water distribution system depends on the available flows and pressures in the damaged system. Earthquake is the major destructive phenomenon on the water distribution systems so in this study post earthquake performance of nine hypothetical water distribution systems with four different repair rates were investigated in detail. The basic hypothetical water distribution system was enlarged along the main distribution line two and three times, one or two extra reservoirs added to these systems and edge of the eaves of systems were connected with pipes to see how these changes affected the relationship between the service ratio and graph indices. Locations of the damages are selected by Monte Carlo simulations. To achieve this, GIRAFFE (Graphical Iterative Response Analysis for Flow Following Earthquakes) computer program was used. Service ratio values obtained from GIRAFFE and graph based network indices were compaired. In accordance with this purpose, fifty one graph indices were used. According to results of study, service ratio is decreasing when repair rate increases for all hypothetical systems. When reservoir numbers increase, service ratio increases for all repair rates. Addition of pipe increases service ratio for all repair rates. Moreover, indices have similar behaviour with service ratio and indices have not similar behaviour with service ratio were determined.