روشی اقتصادی برای طراحی ایمن و مقرون‌به‌صرفه خطوط گاز در زلزله

به گزارش خبرگزاری مهر به نقل از دانشگاه صنعتی امیرکبیر، سعیده آدینه، دانش‌آموخته دکترای دانشکده مهندسی عمران و محیط زیست این دانشگاه، با راهنمایی و هدایت بهروز بهنام و احمد طاهر شمسی، اعضای هیئت علمی دانشگاه صنعتی امیرکبیر، طرح پژوهشی با عنوان «طراحی لرزه‌ای شریان‌های حیاتی بر مبنای هزینه چرخه عمر؛ مطالعه موردی: خطوط انتقال سیالات (گاز مدفون)» را اجرایی کرد.

آدینه با بیان این‌که خطوط انتقال گاز یکی از مهم‌ترین شریان‌های حیاتی کشور است، گفت: این خطوط نقش اساسی در تأمین انرژی و پایداری زیرساخت‌ها دارند و آسیب‌پذیری آن‌ها در برابر زلزله می‌تواند منجر به خسارات اقتصادی گسترده، اختلال در خدمات‌رسانی و بروز مخاطرات ایمنی شود. علی‌رغم اهمیت بالای این شریان‌ها، در بسیاری از طراحی‌ها تمرکز اصلی صرفاً بر ایمنی سازه‌ای بوده و هزینه‌های بلندمدت تعمیر، نگهداری و خسارت‌های ناشی از زلزله به‌صورت جامع در نظر گرفته نمی‌شود.

این پژوهشگر هدف از اجرای این تحقیق را ارائه یک چارچوب طراحی متمرکز بر ایمنی و لحاظ‌کردن هزینه‌های کل در طول عمر بهره‌برداری عنوان کرد و ادامه داد: در این پژوهش با ترکیب تحلیل لرزه‌ای و ارزیابی هزینه چرخه عمر، امکان مقایسه اقتصادی گزینه‌های مختلف طراحی خطوط لوله مدفون فراهم شده است.

وی گفت: نتایج این تحقیق نشان می‌دهد که افزایش ایمنی لزوماً به معنای افزایش هزینه نهایی نیست و در بسیاری از موارد، طراحی بهینه می‌تواند به‌طور همزمان ایمن‌تر و اقتصادی‌تر باشد. این رویکرد می‌تواند به بومی‌سازی روش‌های طراحی لرزه‌ای، بهبود تصمیم‌گیری‌های مهندسی و کاهش خسارات ناشی از زلزله کمک شایانی کند.

این دانش آموخته دانشگاه صنعتی امیرکبیر آغاز این تحقیق را مطالعات کتابخانه‌ای و بررسی پژوهش‌های پیشین در زمینه رفتار لرزه‌ای خطوط لوله مدفون عنوان کرد و اظهار کرد: در ادامه، مدل‌سازی عددی خطوط لوله فولادی مدفون تحت سناریوهای مختلف زلزله و شرایط گوناگون خاک انجام شد.

وی خاطر نشان کرد: پس از آن، پاسخ‌های سازه‌ای استخراج و هزینه‌های ساخت، تعمیر، نگهداری و خسارت‌های لرزه‌ای محاسبه شد و در نهایت، با تجمیع این هزینه‌ها در قالب هزینه چرخه عمر، گزینه‌های مختلف طراحی با یکدیگر مقایسه و تحلیل شدند.

آدینه با اشاره به کاربردهای این پژوهش گفت: نتایج حاصل از این تحقیق در صنعت نفت و گاز، طراحی و بهره‌برداری خطوط انتقال، مدیریت ریسک زیرساخت‌های حیاتی و همچنین در حوزه مهندسی زلزله و ژئوتکنیک کاربرد مستقیم دارد.

وی با بیان اینکه تاکنون دو مقاله علمی ـ پژوهشی مستخرج از این طرح در مجلات معتبر بین‌المللی (ISI) منتشر شده است، یادآور شد: نوآوری اصلی این مقالات ارائه یک چارچوب جامع برای ارزیابی همزمان رفتار لرزه‌ای خطوط لوله مدفون و تحلیل هزینه چرخه عمر آنها است. در این مقالات، اثر سناریوهای مختلف زلزله، شرایط خاک و گزینه‌های طراحی بر میزان خسارت مورد انتظار و هزینه‌های بلندمدت بررسی شده است که می‌تواند مبنای تصمیم‌گیری مهندسی و اقتصادی در طراحی شریان‌های حیاتی قرار گیرد.

وی توجه همزمان به ایمنی لرزه‌ای و اقتصاد پروژه، ارائه چارچوب تصمیم‌گیری برای طراحی بهینه، قابلیت استفاده در پروژه‌های واقعی خطوط انتقال و رویکرد بومی‌سازی‌شده برای شرایط خاک و زلزله ایران را از ویژگی‌های این روش دانست و ادامه داد: کاهش هزینه‌های بلندمدت پروژه، افزایش تاب‌آوری زیرساخت‌ها در برابر زلزله، کمک به تصمیم‌گیری مهندسی مبتنی بر تحلیل اقتصادی و قابلیت تعمیم به پروژه‌های مشابه در کشور از جمله مزایای رقابتی این تحقیق به شمار می‌رود.

آدینه طراحی و بهینه‌سازی خطوط انتقال گاز، کاهش خسارات ناشی از زلزله، مدیریت ریسک شریان‌های حیاتی و استفاده در دستورالعمل‌ها و آیین‌نامه‌های طراحی را از مزایای رقابتی این روش برشمرد.