ارائه روش اقتصادی برای طراحی ایمن و به‌صرفه خطوط گاز مدفون در زلزله

محققان دانشگاه صنعتی امیرکبیر موفق به ارائه چارچوب طراحی لرزه‌ای مبتنی بر هزینه چرخه عمر برای خطوط انتقال گاز مدفون شدند که امکان انتخاب بهینه طرح‌های ایمن و اقتصادی را برای پروژه‌های واقعی فراهم می‌کند و می‌تواند به کاهش خسارات زلزله، افزایش تاب‌آوری شریان‌های حیاتی و بهبود تصمیم‌گیری مهندسی در صنعت نفت و گاز کشور منجر شود.

کد خبر: ۱۳۵۶۲۸۸

تاریخ: ۱۹ بهمن ۱۴۰۴ - ۱۱:۵۱

به گزارش سرویس انرژی تابناک به نقل از ایرنا، سعیده آدینه؛ دانش‌آموخته دکترای دانشکده مهندسی عمران و محیط زیست این دانشگاه، با راهنمایی و هدایت بهروز بهنام و احمد طاهر شمسی، اعضای هیأت 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.

وی خطوط انتقال گاز را یکی از مهم‌ترین شریان‌های حیاتی کشور توصیف کرد و گفت: این خطوط نقش اساسی در تأمین انرژی و پایداری زیرساخت‌ها دارند و آسیب‌پذیری آن‌ها در برابر زلزله می‌تواند به خسارات اقتصادی گسترده، اختلال در خدمات‌رسانی و بروز مخاطرات ایمنی منجر 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.

به گفته آدینه، 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 دانش‌آموخته 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 خاطرنشان 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.

این پژوهشگر، 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.