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震后供水管网的功能分析符圣聪江静贝黄世敏(中国建筑科学研究院北京100013) 摘要为了对震后渗漏的供水管网进行水力分析,。通过算例讨论了该公式中的参数对供水管网功能的影响。算例表明其公式有一定的合理性. 关键词供水管网;水力分析;点式渗漏模型;损坏概率;地震 1前言国内外多次强地震震害调查表明,城市的各种管网常有不同程度的损坏。它们的损坏不仅给人们的生活带来不便,有时甚至可能引发次生灾害。1906年美国旧金山地震和1923年日本东京地震都是由于供水管网的破坏,而未能有效进行消防酿成大火,生命和财产遭受了严重的损失。 1975和1976年的海城与唐山地震,城市的供水管网也受到了严重的损坏。1994年美国Northridge 地震后,由于洛杉矶市的供水管网受到损坏,在很长的时期内是在供水功能非正常的情况下运营的。1995年日本阪神地震后神户市的供水管网也是如此。现在,对于地震时供水管网的安全性评估经常要涉及两方面的问题,即管网的供水功能及其连通性。管网的连通性分析,是在管线的损坏概率估计的基础上进行的。对于管线本身的可靠性评价可粗略分为理论方法和经验方法两种。经验方法主要是通过震害调查得到各类管线的损坏率,并在此基础上得到两个节点问管线破坏的概率估计;在理论方法方面,有人依据管线的变形分析, 采用一次二阶矩法给出管道的损坏概率。作者曾根据管线变形的安全裕量方程,用可靠度指数的椭圆计算方法计算管线的损坏概率【l】,并在此基础上计算任两个节点问管线的可靠性。一旦得到了管网中各两个相邻节点之间损坏概率后就可采用诸如蒙德卡罗法或最小路集法,对整个管网的连通性或可靠性进行评估。至于供水管网震后功能分析,实际上是在管线的震害和渗漏状况的估计基础上,对管网进行水力分析,根据分析结果对供水管网的功能进行评估。在对渗漏供水管网做水力计算分析时,。作者认为,渗漏面积与损坏概率有关,并提出了相应的渗漏面积计算公式。本文以一个简单的供水管网作为例子, 对该管网在不同地震烈度作用下的供水功能进行了计算分析,并讨论了公式中参数对供水功能的影响。 2地震时管线的损坏概率估计管线的损坏概率估计方法中,管道震害预测经验法简单实用。其方法的要点是根据地下管线——1089——的震害调查建立单位长度管道的破坏率与地震烈度(或地震动)、场地条件、管材、管径大小和接口形式等多种因素的关系,并假设管道的破坏沿管线服从泊松分布,计算其损坏概率。比如美国生命线工程联合会‘2J2001年建议平均震害率法和文献【3】的地震烈度法。本文在下面的算例中将采用此法。长度为厶(km)的管线损坏概率只f服从泊松分布,用下式表示: 最=1一exp(一珥‘) (1) 式中群=qq‰(2) 式中,R。。为震害率,地震烈度7、8、9、、、、(处/km); q为场地影响系数,软、中、硬场地分别为:、、:cp为管材接口影响系数,刚性接口铸铁管、柔性接1=1铸铁管和焊接钢管分别为:1,o、、。液化或由于永久地面变形引起管道的震坏率的计算方法与此有所不同,此处不再详述。 3震后供水管网的