ALA (2001) 2. ΕΦΑΡΜΟΓΗ. 2.1 Περιγραφή της περιοχής

6 Ο Πανελλήνιο Συνέδριο Γεωτεχνικής & Γεωπεριβαλλοντικής Μηχανικής, ΤΕΕ, Ελληνική Επιστηµονική Εταιρεία Εδαφοµηχανικής και Θεµελιώσεων, Βόλος, Νο. 230200. Ο Ρόλος Των Τοπικών Εδαφικών Συνθηκών Στην Αποτίµηση Της Σεισµικής Συµπεριφοράς Του ικτύου Υδρευσης Της Düzce (Τουρκία) Influence Of Local Site Conditions In The Seismic Risk Assessment Of The Water System In Düzce (Turkey) ΑΛΕΞΟΥ Η, Ν. Μ. ρ.πολιτικός Μηχανικός, ΑΠΘ MANOY, K.. Πολιτικός Μηχανικός, MSc, ΑΠΘ ΧΑΤΖΗΓΩΓΟΣ, Ν.Θ. Πολιτικός Μηχανικός, Καθηγητής, Α.Π.Θ ΠΙΤΙΛΑΚΗΣ,.Κ. Πολιτικός Μηχανικός, Καθηγητής, Α.Π.Θ ΠΕΡΙΛΗΨΗ : Στόχος της συγκεκριµένης έρευνας είναι η εκτίµηση της σεισµικής τρωτότητας του δικτύου ύδρευσης της Düzce (Τουρκία), βασιζόµενοι στα αποτελέσµατα της Μικροζωνικής µελέτης. Ο αριθµός και η χωρική κατανοµή των εκτιµηθέντων αστοχιών, βάσει τεσσάρων σχέσεων τρωτότητας, του δικτύου ύδρευσης της πόλης της Düzce (Τουρκία), προσδιορίζεται στα πλαίσια των αβεβαιοτήτων και τα αποτελέσµατα που προκύπτουν συγκρίνονται τόσο µεταξύ τους όσο και µε τις πραγµατικές καταγεγραµµένες αστοχίες του δικτύου κατά τους σεισµούς του Kocaeli και της Düzce (1999). Παράλληλα, οι πραγµατικές αστοχίες αποτελούν σηµαντική βάση δεδοµένων πληροφοριών για τον Ευρωπαïκό χώρο κυρίως όταν υπάρχει έλλειψη αντίστοιχων καταγραφών. ABSTRACT : The aim of the paper is to assess the vulnerability of the water supply system of Düzce (Turkey) based on the results of the detailed Microzonation study of the city performed using a comprehensive sitespecific ground response analysis. The anticipated damages for water network were estimated both in number and in spatial distribution, using four different fragility curves. The obtained results were compared with the observed damage data of Düzce and Kocaeli earthquakes, in order to constitute a valuable basis for the vulnerability assessment of water supply networks in Europe, especially when there is a lack of relevant damage data. 1. ΕΙΣΑΓΩΓΗ Η αποτίµηση της σεισµικής τρωτότητας των δικτύων κοινής ωφέλειας έχει ιδιαίτερη σηµασία σε αστικά συγκροτήµατα λόγω των σηµαντικών οικονοµικών και κοινωνικών επιπτώσεων που µπορεί να έχει µια πιθανή αστοχία τους κατά την διάρκεια ενός ισχυρού σεισµού. Είναι επίσης γνωστό, ότι οι τοπικές εδαφικές συνθήκες σε συνδυασµό µε την τοπογραφία και την γεωλογία της περιοχής παίζουν σηµαντικό ρόλο στην απόκριση των εδαφικών σχηµατισµών και συνακόλουθα και των υπόγειων δικτύων. Η διερεύνηση της επιρροής τους στην τρωτότητα των δικτύων ύδρευσης καθώς και η επιλογή της κατάλληλης σχέσης τρωτότητας που να ανταποκρίνεται στα διαθέσιµα δεδοµένα, αποτελούν βασικούς στόχους της συγκεκριµένης έρευνας. Η µεθοδολογία που χρησιµοποιήθηκε για την εκτίµηση της τρωτότητας του δικτύου ύδρευσης της πόλης της Düzce (Τουρκία) βασίζεται στην εργασία των Pitilakis et al, (2004). Ο κατάλογος απογραφής των πληροφοριών σχετικά µε τα ιδιαίτερα κατασκευαστικά χαρακτηριστικά του δικτύου αποτελεί το πρώτο στάδιο εφαρµογής της µεθοδολογίας. Η σεισµική φόρτιση προσδιο

ρίζεται βάσει σεναρίων σεισµικής επικινδυνότητας και µέσω συστηµατικών µελετών της εδαφικής απόκρισης (Pitilakis K, 2004). Η αποτίµηση της σεισµικής συµπεριφοράς των δικτύων περιγράφεται µέσω κατάλληλων σχέσεων ή καµπυλών τρωτότητας. Στην περίπτωση των αγωγών, η συµπεριφορά τους περιγράφεται µε τον αναµενόµενο ρυθµό επιδιορθώσεων ανά km (RR/km) ανάλογα µε το επίπεδο της σεισµικής έντασης. Στόχος των αναλύσεων τρωτότητας είναι η εκτίµηση του αριθµού, του είδους και της χωρικής κατανοµής των αστοχιών στο δίκτυο. Στα πλαίσια της παρούσας έρευνας χρησιµοποιήθηκαν τέσσερις διαφορετικές σχέσεις τρωτότητας από την διεθνή βιβλιογραφία (O Rourke & Ayala, 1993; Isoyama, 1998; Eidinger J & Avila E, 1999; ALA, 2001a,b) για την αποτιµήση της αστοχίας του δικτύου ύδρευσης της Düzce, για την περίπτωση της εδαφικής ταλάντωσης. Η αποτίµηση συνίσταται στην σύγκριση των υπολογιζόµενων αστοχιών µε τις πραγµατικά καταγραφείσες στο δίκτυο ύδρευση της πόλης της Düzce από τους δύο πρόσφατους σεισµούς: Kocaeli: 17/8/1999, 40.702N, 29.987E, M w = 7.4, h=10km, και Düzce: 12/11/1999, 31.15E, 40.77N, M w = 7.2, h=10km. Η έλλειψη συστηµατικά καταγεγραµµένων αστοχιών σε.κ.ω στο ευρύτερα Ευρωπαϊκό χώρο, καθιστά ιδιαιτέρως ενδιαφέρουσα την συγκεκριµένη µελέτη. Είναι σηµαντικό να τονιστεί ότι η εκτίµηση του είδους της αστοχίας (πλήρης θραύση ή απλή διαρροή) είναι ιδιαίτερα δύσκολη υπόθεση, καθώς πολλοί ερευνητές πρότειναν διάφορους ορισµούς χωρίς να υπάρχει µέχρι σήµερα µια γενικώς αποδεκτή θέση. Στο HAZUS 2004, προτείνεται σε περιοχές όπου το κυρίαρχο σεισµικό φορτίο είναι η εδαφική ταλάντωση, αναλογία µεταξύ θραύσεων και διαρροών ίση προς 20% και 80% αντίστοιχα. Η συγκεκριµένη προσέγγιση χρησιµοποιήθηκε για την εκτίµηση του είδους της αστοχίας των αγωγών κατά τον ισχυρό σεισµό στην Λευκάδα το 2003 (Αλεξούδη Μ, 2005; Αλεξούδη Μ και συνεργατες, 2006), και έδωσε αξιόπιστα αποτελέσµατα. Οι ίδιες σχέσεις τρωτότητας που χρησιµοποιήθηκαν για την εκτίµηση της συµπεριφοράς του δικτύου ύδρευσης της Λευκάδας, χρησιµοποιήθηκαν και στην παρούσα έρευνα για το δίκτυο ύδρευσης της πόλης της Düzce. Οι σχέσεις τρωτότητας παρουσιάζονται συνοπτικά στον Πίνακα 1. Για την εκτίµηση του σεισµικού φορτίου χρησιµοποιήθηκαν τα αποτελέσµατα της συστηµατικής µικροζωνικής µελέτης της πόλης (Pitilakis et al, 2009). Τελικός στόχος µιας τέτοιας µελέτης εκτίµησης της σεισµικής τρωτότητας ενός δικτύου ύδρευσης είναι η προετοιµασία προσεισµικών και µετασεισµικών δράσεων ώστε να µειωθεί η σεισµική διακινδύνευση και να να βελτιστοποιηθεί ο χρόνος αποκατάστασης όλων των λειτουργιών του δικτύου. Πίνακας 1. Οι σχέσεις τρωτότητας αγωγών ύδρευσης για την εδαφική ταλάντωση Table 1. Fragility curves for water pipes for wave propagation Εµπειρικές Παράγοντες εξάρτησης σχέσεις R.R/km= K*10 4 * PGV 2.25 O Rourke & Ayala, (1993) R.R/ km= C p *C d *3.11*10 3 * (PGV15) 1.3 Isoyama (1998) R.R/km= K 1 *1.512*PGV 1.98 Eidinger, Avila E (1999) R.R/km= K 1 *0.241* PGV ALA (2001) 2. ΕΦΑΡΜΟΓΗ 2.1 Περιγραφή της περιοχής PGV (cm/sec), K: συντελεστής που σχετίζεται µε το υλικό του αγωγού (εύκαµπτος, άκαµπτος) PGV (cm/sec), C p & C d : συντελεστές που εξαρτώνται από το υλικό και τη διάµετρο αντίστοιχα PGV (m/sec), K 1 : συντελεστής που σχετίζεται µε το υλικό του αγωγού, τον τύπο σύνδεσης, το έδαφος και τη διάµετρο. PGV (m/sec), K 1 : συντελεστής που σχετίζεται µε το υλικό του αγωγού, τον τύπο σύνδεσης, το έδαφος και τη διάµετρο H Düzce είναι η πρωτεύουσα της επαρχίας της Düzce που έχει έκταση 1.014km 2. Είναι µια πόλη µε πληθυσµό 250.000 κατοίκους και βρίσκεται µεταξύ της Άγκυρας (σε απόσταση 240km) και της Κωνσταντινούπολης (σε απόσταση 228km). Βόρεια της Düzce και σε απόσταση περίπου 30km βρίσκεται η Μαύρη θάλασσα ενώ δυτικά περιβάλλεται από την Sakarya, βορειοδυτικά από την Zonguldak και ανατολικά από το Bolu. Μορφολογικά, η

ευρύτερη περιοχή έχει ορεινό και ηµιορεινό χαρακτήρα. Χαρακτηρίζεται από έντονο ανάγλυφο µε µέσο υψόµετρο τα 2000µ και µέγιστο περί τα 2500µ. Τα τελευταία χρόνια, η περιοχή προτείνεται για οικοτουρισµό. Η Düzce βρίσκεται σε ένα εκτεταµένο είδος οροπεδίου πεδιάδος. 2.2 Γεωλογία Γεωτεχνική κατηγοριοποίηση Στο Σχήµα 1, εικονίζεται τo βάθος των αλλουβιακών σχηµατισµών στην λεκάνη της Düzce. Οι αλλουβιακές αποθέσεις, βάσει των ισοβαθών, για το κέντρο της πόλης (MTA/AU, 2000) κυµαίνονται από 200 µέχρι 250m. αυτό της πόλης, εντοπίσθηκαν χαλαροί και µαλακοί εδαφικοί σχηµατισµοί. Στα πρώτα 8 15m, οι ταχύτητες διατµηµατικών κυµάτων κυµαίνονται από 120 µέχρι 210m/sec, ενώ στα ενδιάµεσου βάθους εδαφικά στρώµατα, η ταχύτητα κυµαίνεται από 285 µε 420m/sec ανάλογα µε το πάχος τους. Σκληρότερα εδάφη µε ταχύτητες από 490 µέχρι 620m/sec και µε µέσο πάχος 140m, βρίσκονται σε µεγαλύτερα βάθη και υπέρκεινται ενός εδαφικού στρώµατος µε ταχύτητες της τάξης των 780m/sec που θεωρείται «οιωνεί βράχος». Σχήµα 1. Βάθος αλλουβιακών αποθέσεων στην περιοχή της Düzce Figure 1. Contour map with the thickness of the Quaternary alluvial deposits in the Düzce plain Προκειµένου να εκτιµηθούν οι φυσικές και δυναµικές ιδιότητες των εδαφών της πόλης που είναι απαραίτητες για τη Μικροζωνική µελέτη, αξιοποιήθηκαν όλες οι διαθέσιµες πληροφορίες και συγκεκριµένα δεδοµένα από από βαθιές και ρηχές γεωτρήσεις, γεωτεχνικές δοκιµές, φυσικές διασκοπήσεις και από δοκιµές µικροθορύβου, ενώ παράλληλα διενεργήθηκε ένα εκτεταµένο πρόγραµµα δοκιµών (Σχήµα 2) από το Εργαστήριο Εδαφοµηχανικής, Θεµελιώσεων και Γεωτεχνικής Σεισµικής Μηχανικής του Τµήµατος των Πολιτικών Μηχανικών του ΑΠΘ κατά τα έτη 2007 2008 στα πλαίσια του προγράµµατος SRMDGC. Με βάση τα αποτελέσµατα των µετρήσεων πεδίου, διαπιστώθηκε ότι στο βόρειο τµήµα της πόλης εµφανίζονται επιφανειακά σκληροί εδαφικοί σχηµατισµοί ενώ στο νότιο τµήµα, γύρω από το ποτάµι που διατρέχει το τµήµα Σχήµα 2. Θέσεις διαθέσιµων γεωτρήσεων και δοκιµών µικροθορύβου στην πόλη της Düzce. Figure 2. Sites of available boreholes and microtremor measurements of the broader area of Düzce North Depth (m ) 0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 220 240 260 280 300? A:NSPT:1020, V s : 160220 m/s B:NSPT:2030, V s : 240360 m/s C: NSPT:3050, V s : 360460 m/s D: NSPT : 4050, >50, V s : 460580 m/s E: NSPT : >50, V s : 620860 m/s River 8 15 0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000 4500 5000 5500 6000 6500 Distance (m)? South Σχήµα 3. Τυπική 2D γεωτεχνική τοµή κατά πλάτος της πόλης της Düzce Figure 3. Typical 2D geotechnical crosssection at the NS direction of Düzce region

Από την σύνθεση των παραπάνω µετρήσεων, δηµιουργήθηκαν 2D εδαφικές τοµές κατά µήκος της πόλης (Σχήµα 3). Στη συνέχεια, σχεδιάσθηκαν περίπου 30 αντιπροσωπευτικά εδαφικά προφίλ µε βάση τις 2D εδαφικές τοµές, προκειµένου να διενεργηθούν στην συνέχεια µονοδιάστατες (1D) ισοδύναµες γραµµικές αναλύσεις, ώστε να εκτιµηθούν, για την περίπτωση σεισµού σχεδιασµού µε περίοδο επαναφοράς 475 έτη, τα µεγέθη της ισχυρής εδαφικής κίνησης που απαιτούνται για τις αναλύσεις τρωτότητας (Σχήµα 4). παλιότερο ρήγµα που περιλαµβάνει το ρήγµα του Hendek και το ρήγµα Cilimli που οριοθετεί το βορειότερο άκρο της λεκάνης της Düzce. Σχήµα 5. Επίκεντρα του σεισµού του Kocaeli και της Düzce 1999 Figure 5. Epicenter of Kocaeli and Düzce earthquakes in 1999 Η ισχυρή εδαφική κίνηση των σεισµων της Düzce (DZ) και του Kocaeli (KO) του 1999, έχουν καταγραφεί στον Μετεωρολογικό Σταθµό της πόλη της Düzce, όπου επικρατούν µαλακές και χαλαρές εδαφικές αποθέσεις σε µεγάλο βάθος (Πίνακας 2). Σχήµα 4. Θέσεις στις οποίες καταρτίστηκαν αντιπροσωπευτικά 1D εδαφικά προφίλ. Figure 4. Sites of the 1D representative soil profiles. 2.3 Σεισµικότητα της περιοχής Οι σεισµοί στην Τουρκία παρουσιάζονται ως αποτέλεσµα του Βόρειου και του Ανατολικού Ρήγµατος της Ανατολίας και της υτικής λεκάνης. Η σεισµοτεκτονική του Βόρειου Ρήγµατος της Ανατολίας που επηρεάζει την Düzce περιγράφονται µε λεπτοµέρεια από τον Neugebauer (1995). Το συγκεκριµένο ρήγµα είναι ρήγµα ολίσθησης µε επιφανειακή εκδήλωση 1.300km και από το 1939 έδωσε εννιά σεισµούς µεγέθους µεγαλύτερου από M w =7.0. Το 1999 δύο σηµαντικοί σεισµοί συνέβησαν πάνω στο Βόρειο Ρήγµα της Ανατολίας που επηρέασαν σηµαντικά την πόλη της Düzce (Σχήµα 5): Ο σεισµός του Kocaeli και ο σεισµός της Düzce. Τοπικά, το ρήγµα διαχωρίζεται σε δύο τµήµατα στο νοτιοδυτικό προς τη λίµνη Sapanca (κοντά Adapazari) και στο τµήµα που οδηγεί στη θάλασσα του Marmara. Το τµήµα του βόρειου ρήγµατος της Ανατολίας πλάτους 30km και µήκους 70km υπερκαλύπτει ένα άλλο Πίνακας 2. Καταγραφή των παραµέτρων της ισχυρής εδαφικής κίνησης για τους σεισµούς της Düzce και Kocaeli Table 2. Strong motion parameters for Düzce and Kocaeli earthquake in Düzce Μεγέθη ισχυρής εδαφικής κίνησης Kocaeli, (17/08/1999) Düzce, (12/11/1999) PGA NS 310 gal 380 gal PGA EW 360 gal 510 gal PGV NS 41 cm/sec 37 cm/sec PGV EW 54 cm/sec 84 cm/sec 2.4 Σεισµική επικινδυνότητα Η µελέτη της σεισµικής επικινδυνότητας για την πόλη της Düzce ακολούθησε την πιθανολογική µέθοδο. Συγκεκριµένα, η σεισµικότητα της περιγράφθηκε µέσω του µοντέλου Poisson για περιόδους επαναφοράς σεισµών 100 και 475 χρόνια. Ως σχέση εξασθένησης επιλέχθηκε η σχέση του Ozbey (2004). Η ανάλυση έγινε µε το λογισµικό CRISIS 99. Για την σεισµοτεκτονική ζωνοποίηση χρησιµοποιήθηκε η µελέτη των Kayabali K, (2002). Οι παράµετροι της σεισµικότητας για τις ζώνες 1 και 2 που

επηρεάζουν την πόλη, παρουσιάζονται στον Πίνακα 3. Πίνακας 3. Παράµετροι σεισµικότητας για τις σεισµικές ζώνες που επηρεάζουν την Duzce Table 3. Seismicity parameters for seismic zones affecting Düzce Ζώνες b a M max Μήκος ρηγµατος (km) 1 0.67 4.9 8.2 1500 2 0.63 4.0 8.2 1500 Ο µέσος όρος της PGA που προέκυψε από την αναλύση σεισµικής επικινδυνότητας για συνθήκες βράχου είναι ιδιαίτερα υψηλός: 0.55g για µέση περίοδο επαναφοράς 475 χρόνια που αντιστοιχεί περίπου στο σεισµό πού έπληξε την πόλη το 1999 (M w =7.2). 2.5 Μικροζωνική µελέτη Η Μικροζωνική µελέτη βασίστηκε στο αποτέλεσµα της σεισµικής επικινδυνότητας, σε συνδυασµό µε την αποσυνέλιξη της καταγραφής του σεισµού της Düzce στη θέση καταγραφής (Manou et al., 2010). Τελικα ελήφθει PGA=0.41g σε συνθήκες βράχου για Τ=475 χρόνια. Ακολούθως, επιλέχθηκαν πέντε πραγµατικές καταγραφές σε βράχο οι οποίες χρησιµοποιήθηκαν µε την απαραίτητη αναγωγή ως σεισµοί εισαγωγής για τις µονοδιάστατες αναλύσεις της σεισµικής απόκρισης. Τα αποτελέσµατα των αναλύσεων για τους πέντε διαφορετικούς σεισµούς στα 30 αντιπροσωπευτικά εδαφικά προφιλ, παρουσιάζονται µε την µορφή χάρτη στο Σχήµα 6, όπου εικονίζεται η χωρική µεταβλητότητα της κορυφαίας εδαφικής ταχύτητας στην επιφάνεια του εδάφους (PGV cm/s), το δίκτυο ύδρευσης στο οποίο εκτιµήθηκαν οι αστοχίες καθώς και τα διοικητικά όρια των 29 µαχαλλάδων. Η PGV είναι, ως γνωστόν, η κατάλληλη παράµετρος εκτίµησης της τρωτότητας για τα υπόγεια δίκτυα αγωγών, για την περίπτωση της εδαφικής ταλάντωσης. Παρατηρούµε, ότι, η µέγιστη υπολογισθείσα PGA (=740gal) υπερβαίνει την µέγιστη καταγεγραµµένη από τους σεισµούς της Düzce (510gal) και του Kocaeli (360gal), χωρίς φυσικά να αποκλείεται να υπήρξε πράγµατι µια ανάλογη τιµή. Η µέγιστη PGA, παρατηρήθηκε στο κεντρικό τµήµα της πόλης κυρίως λόγω ισχυρών ενισχύσεων των µαλακών εδαφικών σχηµατισµών στην περιοχή αυτή. Η µέγιστη υπολογισθείσα PGV ( 95cm/sec), υπερβαίνει επίσης ελαφρά την µέγιστη καταγεγραµµένη από τους σεισµούς της Düzce (84cm/sec) και του Kocaeli (54cm/sec). 2.6 ίκτυο ύδρευσης Το δίκτυο ύδρευσης της Düzce στον άξονα Β Ν είναι δενδροειδές ενώ µόνο στο νότιο τµήµα της είναι βροχωτό. Το δίκτυο χρονολογείται από το 1940, ενώ οι µοναδικοί χάρτες που υπάρχουν χρονολογούνται από το 1985. Το εκτιµώµενο µήκος του παλιού δικτύου είναι περίπου 500km, παρόλο που δεν υπάρχουν χάρτες για να επιβεβαιώσουν τις συγκεκριµένες πληροφορίες. Σηµαντικά τµήµατα του παλαιότερου δικτύου είναι συνδεδεµένα µε το νέο δίκτυο µέσω πολλών εναλλακτικών συνδέσεων. Το συνολικό µήκος των αγωγών του δικτύου ύδρευσης εκτιµάται στα 780km (Tromas I, 2004). Ωστόσο, το καταγεγραµµένο δίκτυο βάσει των σχεδίων που µας προσκοµµίστηκαν από τον ήµο της Düzce, έχει έκταση 298.81km και αποτελεί κυρίως το νέο δίκτυο ύδρευσης της πόλης. Το 70% των υλικών των αγωγών είναι από PVC και πολυαιθυλαίνιο, το 21% είναι αµιαντοτσιµέντου, το 2% είναι από χάλυβα ενώ το 7% των αγωγών έχουν άγνωστα στοιχεία. Σχήµα 6. Χωρική µεταβλητότητα της µέγιστης εδαφικής ταχύτητας για την περιοχή µελέτης (Μικροζωνική µελέτη, Pitilakis et al, 2009)

Figure 6. Spatial distribution of peak ground velocity (PGV) for the study area (Microzonation study, Pitilakis et al, 2009) 2.7 Απότιµηση της συµπεριφοράς του δικτύου Η αποτίµηση της τρωτότητας του δικτύου ύδρευσης πραγµατοποιείται µε την εφαρµογή των σχέσεων τρωτότητας στο δίκτυο ύδρευσης της πόλης λαµβάνοντας ως φορτίο αναφοράς την χωρική µεταβολή της σεισµικής κίνησης που προέκυψε από την µικροζωνική µελέτη. Παράλληλα, για λόγους σύγκρισης πραγµατοποιήθηκαν και συµπληρωµατικές αναλύσεις και στα 30 εδαφικά προφιλ µε τα επιταχυνσιογραφήµατα των σεισµών της Düzce και του Kocaeli. O εκτιµώµενος αριθµός αστοχιών του δικτύου ύδρευσης (298.806km) σύµφωνα µε την µικροζωνική µελέτη και τους σεισµούς του Kocaeli και της Düzce παρουσιάζεται στον Πίνακα 4, για τις τέσσερις σχέσεις τρωτότητας που χρησιµοποιήθηκαν. Πίνακας 4. Αναµενόµενος αριθµός αστοχιών για το δίκτυο ύδρευσης για διαφορετικές σχέσεις τρωτότητας και σεισµικές φορτίσεις Table 4. Computed water pipe failures for different fragility expressions, and input motions Σχέσεις τρωτότητας MICROZ DÜZCE KOCAELI O Rourke & Ayala 245 147 116 (1993) Isoyama et al (1998) 117 80 66 Eidinger, Avila E 163 104 84 (1999) ΑLA (2001) 35 28 25 Μετά το σεισµό του Kocaeli και της Düzce και για διάστηµα 2 µηνών καταγράφησαν από τον Tromas J, (2004) αντίστοιχα 289 και 238 αστοχίες του δικτύου ύδρευσης (433.60km) στο σύνολο των 29 µαχαλλάδων. Μετά την σχετική αναγωγή (298.806/433.60) και προκειµένου να είναι συγκρίσιµα τα αποτελέσµατα οι καταγεγραµµένες αστοχίες που προέκυψαν είναι 200 και 164 για τους σεισµούς του Kocaeli και της Düzce αντίστοιχα. Θα πρέπει να τονιστεί ότι ο µέσος όρος των καταγεγραµµένων αστοχιών σε µηνιαία βάση ήταν 95 (Tromas J, 2004) ενώ οι πραγµατικές απώλειες υπολογίζονται σε 80%. Ωστόσο, οι καταγεγραµένες αστοχίες από το σεισµό του Kocaeli ειναι αδικαιολόγητα µεγαλύτερες από το σεισµο της Düzce, παρόλο που τα µεγέθη της ισχυρής εδαφικής κίνησης και η ένταση Arias που συνδέεται µε το σεισµό της Düzce είναι δύο φορές µεγαλύτερη από την αντίστοιχη του Kocaeli, και για τις δύο οριζόντιες συνιστώσες. Επιπλέον η µεγαλύτερη διάρκεια του σεισµού της Düzce είναι ένας άλλος παράγοντας που ενισχύει την πεποίθηση ότι κανονικά αναµενόταν περισσότερες αστοχίες στο δίκτυο ύδρευσης. Συγκρίνοντας λοιπόν τις εκτιµώµενες αστοχίες από τους δύο σεισµούς και αφαιρώντας τις προυπάρχουσες, η σχέση των O Rourke & Ayala (1993), αντικατοπτρίζει µε τον καλύτερο τρόπο την πραγµατικότητα µέσα στα πλαίσια των αβεβαιοτήτων και των πιθανών λαθών στις καταγραµµένες αστοχίες του σεισµού του Kocaeli. Η σχέση τρωτότητας των ΑLA (2001) υποεκτιµάει κατά πολύ τις αστοχίες που προέρχονται από εδαφική ταλάντωση, συγκρινόµενη µε τις υπόλοιπες σχέσεις, ενώ οι αστοχίες που προβλέπονται από την σχέση των Eidinger & Avila E (1999) είναι 20 30 % µειωµένες από τις καταγεγραµµένες για τους δύο σεισµούς. Η σχέση των Isoyama et al (1998) προβλέπει σχεδόν τις µισές αστοχίες συγκρινόµενες µε αυτές των O Rourke & Ayala (1993). Αριθµός Αστοχιών Σχήµα 7. Χωρική κατανοµή των αναµενόµενων αστοχιών του δικτύου ύδρευσης ανά µαχαλλά (Μικροζωνική µελέτη, Σχέση Τρωτότητας: O Rourke & Ayala, 1993) Figure 7. Spatial distribution of water system damages ( Microzonation study, Vulnerability relations: O Rourke & Ayala, 1993) Συγκρίνοντας τα αποτελέσµατα που προέκυψαν από τις αναλύσεις (Πίνακας 4), οι

αναµενόµενες αστοχίες στο δίκτυο ύδρευσης από την µικροζωνική µελέτη είναι µεγαλύτερες από τις αστοχίες που εκτιµήθηκαν και για τους δύο σεισµούς. Στα σχήµατα 7, 8, 9 και 10 παρουσιάζεται η διασπορά των αστοχιών ανά µαχαλλά ως αποτελέσµα των 4 σχέσεων τρωτότητας για την περίπτωση της Μικροζωνικής µελέτης. την καλύτερη δυνατή απεικόνηση της πραγµατικότητας. Στους µαχαλλάδες 17, 28 και 14 αναµένονται οι µεγαλύτερες αστοχίες (περισσότερες απο 21), κυρίως λόγω των τοπικών εδαφικών συνθηκών και των ιδιαίτερων χαρακτηριστικών των δικτύων στις εν λόγω περιοχές, ενώ στους µαχαλλάδες 2, 6 και 15 δεν αναµένονται σχεδόν καθόλου αστοχίες. Αριθµός Αστοχιών Αριθµός Αστοχιών Σχήµα 8. Χωρική κατανοµή των αναµενόµενων αστοχιών του δικτύου ύδρευσης ανά µαχαλλά (Μικροζωνική µελέτη, Σχέση Τρωτότητας: Eidinger & Avila, 1999) Figure 8. Spatial distribution of water system damages (Microzonation study, Vulnerability relations: Eidinger & Avila, 1999) Αριθµός Αστοχιών Σχήµα 9. Χωρική κατανοµή των αναµενόµενων αστοχιών του δικτύου ύδρευσης ανά µαχαλλά (Φορτίο: Μικροζωνική µελέτη, Σχέση Τρωτότητας: Isoyama et al, 1998) Figure 9. Spatial distribution of water system damages (Load: Microzonation study, Vulnerability relations: Isoyama et al, 1998) Λαµβάνοντας υπόψη τα αποτελέσµατα αστοχιών που προέκυψαν και µέσα στα πλαίσια των πολλαπλών αβεβαιοτήτων, η σχέση των O Rourke & Ayala (1993) µας δίνει Σχήµα 10. Χωρική κατανοµή των αναµενόµενων αστοχιών του δικτύου ύδρευσης ανά µαχαλλά (Μικροζωνική µελέτη, Σχέση Τρωτότητας: ALA, 2001) Figure 10. Spatial distribution of water system damages (Microzonation study, Vulnerability relations: ALA, 2001) Είναι αναγκαίο να διευκρινισθεί ότι οι µαχαλλάδες που παρουσιάζουν σηµαντικές αστοχίες (9 µέχρι 20) επικεντρώνονται στο κεντρικό και νότιο τµήµα της πόλης (µαλακά και χαλαρά εδάφη µε µεγάλες τιµές PGV), ενώ στο βόρειο και ανατολικό τοµέα της πόλης (σκληρά εδάφη) αναµένονται µέτριες αστοχίες (5 µέχρι 8). Στο κεντροδυτικό τµήµα υπάρχουν τοµείς (µαχαλλάδες) που επίσης αναµένεται να αντιµετωπίσουν µικρές αστοχίες (1 µέχρι 4). 3. ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑΤΑ Στo πλαίσιo της έρευνας, παρουσιάστηκε µια ολοκληρωµένη µελέτη σεισµικής απόκρισης ενός δικτύου ύδρευσης. Πρέπει να τονιστεί ότι παρόλο που η εφαρµογή πραγµατοποιήθηκε στο δίκτυο ύδρευσης της πόλης της Düzce (Τουρκία), η µεθοδολογία µπορεί να αξιοποιηθεί για την µελέτη τρωτότητας οποιοδήποτε δικτύου ύδρευσης στον Ελλαδικό ή ιεθνή χώρο, όπως έχει ήδη γίνει στο παρελθόν για την Θεσσαλονίκη και την Λευκάδα.

Επίσης, η έρευνα έδειξε ότι η εκτίµηση των αστοχιών του δικτύου, επηρεάζεται σηµαντικά από τις τοπικές εδαφικές συνθήκες και από την κατάλληλη επιλογή των σχέσεων τρωτότητας. Συγκρίνοντας τις καταγεγραµµένες αστοχίες του δικτύου ύδρευσης της Düzce και τις εκτιµηθείσες αστοχίες από την εφαρµογή των τεσσάρων σχέσεων τρωτότητας, προέκυψε ότι η σχέση των O Rourke & Ayala (1993) δίνει την καλύτερη δυνατή απεικόνηση της πραγµατικότητας στα πλαίσια των πολλαπλών αβεβαιοτήτων. Συνεπώς και πάντα µε επιφύλαξη και υπό την προϋπόθεση ότι δίκτυα µε παρόµοια κατασκευαστικά χαρακτηριστικά και ηλικία, µπορούν να κατηγοριοποιηθούν σε παρόµοιες κατηγορίες, η χρήση της σχέσης τρωτότητας των O Rourke & Ayala (1993) για την περίπτωση της εδαφικής ταλάντωσης, µπορεί να θεωρηθεί αρκούντως αξιόπιστη. 4. ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ Αλεξούδη Μ, 2005 Συµβολή στην ανάλυση της σεισµικής τρωτότητας δικτύων κοινής ωφέλειας σε αστικό περιβάλλον. Ανάπτυξη ολοκληρωµένης µεθοδολογίας διαχείρισης της σεισµικής διακινδύνευσης» ιδακτορική διατριβή, Τµήµα Πολιτικών Μηχανικών, ΑΠΘ. Αλεξούδη Μ, Κακδέρη Κ, Πιτιλάκης Κ (2006) «Ο ρόλος των τοπικών εδαφικών συνθηκών στην αποτίµηση της τρωτότητας των δικτύων ύδρευσης. ιερεύνηση στην Λευκάδα» 5 ο Πανελλήνιο Συνέδριο Γεωτεχνικής & Γεωπεριβαλλοντικής Μηχανικής, ΤΕΕ, EEEΘ, Ξάνθη. American Lifelines Alliance. (2001a,b), Seismic Fragility Formulations for Water Systems Part 1 Guidelines. ASCEFEMA, 104 pp., Part 2 Appendices. ASCEFEMA, 239 pp. Eidinger J, Avila E (1999) Guidelines for the seismic upgrade of Water Transmission Facilities ASCE, TCLEE, Monograph No. 15. Isoyama R, Ishida E, Yune K, Shirozu T. (1998). Seismic Damage Estimation Procedure for Water Supply Pipelines. Proceedings, Water & Earthquake 98 Tokyo, IWSA International Workshop, Anti Seismic Measures on Water Supply, International Water Services Association and Japan Water Works Association, Tokyo Japan. HAZUS 2004, Earthquake Loss Estimation Methodology Federal Emergency Management Agency Washington D.C. Chapter 8. O'Rourke M, Ayala G. (1993), Pipeline Damage due to Wave Propagation. Journal Geotech. Engineering, ASCE, Vol. 119 (No.9). Ozbey, C. (2004) Empirical peak horizontal acceleration relationship for northwestern Turkey, MSc Thesis, Bogazici University, Istanbul. Kayabali K, Akin M (2003) Seismic hazard map of Turkey using the deterministic approach Engineering Geology 69, pp.127 137. Manou D, Manakou M, Alexoudi M, Anastasiadis A, Pitilakis K (2010) Microzonation Study of Duzce, Turkey, Proceedings, Fifth International Conference on Recent Advances in Geotechnical Earthquake Engineering and Soil Dynamics, San Diego, California. Ministry of settlement and public works of Turkey, General directorate of disaster affairs, (2000). Düzce city No.1 Section (3444 hectare central business area and close surroundings) in the scope of reconstruction works after 12 November earthquake. Geological geotechnical investigation report. Neugebauer, J. (1995). Structures and kinematics of the North Anatolian Fault zone, AdapazariBolu region, northwest Turkey, Tectonophysics, 243, 119134. Pitilakis K., Alexoudi M., Argyroudis S., Martin Ch., Monge O., (2004), Vulnerability and risk assessment of lifelines Chapter 9 in Assessing and Managing Earthquake Risk Geoscientific and engineering knowledge for earthquake risk mitigation: Developments, Tools and Techniques, Kluwer, Editors: C. S. Oliveira, A. Roca, X. Goula, 350375pp Pitilakis, K (2004), Recent Advances in Earthquake Geotechnical Engineering and Microzonation. Chapter 5: Site Effects, Editor A. Ansal, Kluwer Academic Publishers Pitilakis et al. (2009). Detailed Microzonation study for Düzce. Synthesis of available inventories and classification of elements at risk in GIS format Technical Report in SRMDGC project: 2007 2009 Tromas J, (2004) Behaviour of buried water supply pipelines in earthquake zones PhD thesis, Department of Civil and Environmental Engineering, Imperial

College of Science, Technology and Medicine, London.