Введение к работе
Актуальность темы.
В настоящее время наблюдается постоянный рост размеров территории, где возможно проявление сейсмической активности, вследствие изменения грунтовых условий городской застройки (обводнение, подтопление и т.д.).
Проблема надежности СПРВ в сейсмически опасных районах особенно актуальна в связи с наличием крупных химических и взрывопожароопасных производств, высотных плотин, развитием атомной энергетики и т.д. После ряда разрушительных землетрясений было замечено, что ущерб от пожаров, которые невозможно локализовать, в силу высокой аварийности в системе водоснабжения, часто значительно выше, чем от самого стихийного бедствия.
Анализ существующих СПРВ показал, что основными причинами их неудовлетворительной надежности, особенно в сейсмически опасных районах, являются недостаточно обоснованные решения при выборе структуры и параметров сетей. Это, в свою очередь, связано с отсутствием эффективных методов расчета СПРВ, с учетом требований сейсмостойкости. Существующие методы расчета не позволяют в полной мере обеспечить надежность СПРВ в сейсмически опасных районах и экономичность принимаемых решений. Большая часть работ по этому вопросу базируется на детерминистическом подходе, который не учитывает многообразие грунтовых условий, вероятностную природу землетрясений и т. д.
В этой связи возникает необходимость в дальнейшем развитии методов расчета систем водоснабжения, с учетом требований надежности, особенно в сейсмически опасных районах. Требуются также соответствующая реализация отих методов в виде программных комплексов и необходимые рекомендации по увеличению сейсмостойкости существующих СПРВ.
Цель работы, таким образом, заключается в разработке методики обоснования структуры и параметров проектируемых и реконструируемых СПРВ в сейсмически опасных районах, а также создание вычислительного инструмента для оценки сейсмостойкости существующих систем водоснабжения с последующей выдачей рекомендаций по ее повышению до заданного уровня.
Научная новизна работы состоит в следующем. 1. Впервые сделана постановка задачи комплексной оптимизации структуры и
параметров СПРВ в сейсмически опасных районах.
-
На основе нормируемых значений вероятностей безотказного снабжения потребителей, интенсивности сейсмического воздействия предложен новый подход к обоснованию параметров проектируемых и реконструируемых СПРВ.
-
Разработана методика повышения сейсмостойкости существующих СПРВ разветвленной и кольцевой структуры.
-
Предложена методика нормирования вероятности безотказного снабжения потребителей, которая может быть использована при обосновании вероятностных норм надежности в СНиПах и ГОСТах по водоснабжению. Практическая значимость.
-
Разработан программный комплекс, который может быть использован в проектной и эксплуатационной практике, при обосновании параметров систем водоснабжения с учетом сейсмических воздействий.
-
Определены оптимальные значения вероятностей безотказного снабжения потребителей для реальных объектов СПРВ.
-
Выполнены расчеты на сейсмостойкость СПРВ в центральном районе г. Иркутска и выработаны оптимальные решения по ее повышению до заданного уровня.
-
Получены зависимости диаметров трубопроводов от интенсивности сейсмического воздействия, материала труб, ориентации участков по отношению к вектору сейсмического воздействия, вероятностей безотказного снабжения потребителей. Эти зависимости могут использоваться при расчете конкретных СПРВ в сейсмически опасных районах.
На защиту выносятся:
-
Постановка задачи оптимизации СПРВ в сейсмически опасных районах.
-
Методика оптимизации СПРВ, с учетом надежности водообеспечения потребителей и сейсмостойкости сооружений.
-
Методика нормирования вероятностей безотказного снабжения водой потребителей.
4. Результаты исследования влияния сейсмичности района и вероятностей без
отказного снабжения потребителей на структуру и параметры СПРВ.
Апробация работы. Основные положения и результаты диссертационной ра
боты докладывались на научно-практической конференции «Экология и город
ское хозяйство» в 1997 г.; на II Всероссийской студенческой конференции в 1997
г.; на научно- практическом семинаре «Новое в стройиндустрии» в 1998 г.; на первом региональном научно-практическом семинаре «Проблемы строительного комплекса Иркутской области и пути его совершенствования» в 1999 г.; на научно- практических конференциях факультета Строительства и Городского Хозяйства Иркутского Государственного Технического Университета в 1999-2000 гг.
Публикации. По теме диссертации опубликовано 8 работ [1-8].
Объем и структура работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературы из 140 наименований и приложения. Работа изложена на 171 (включая приложение) страницах машинописного текста, содержит 34 рисунка и 12 таблиц.