Investigation of Seismic Damage of Sakarya Provincial Potable Water Pipes

Abstract

After the 1999 Marmara earthquake, serious damages occurred in some of the drinking water networks of Sakarya province, and almost all of the sewerage networks became inoperable. In this study, the vulnerability of buried pipes, which constitute a large part of the potable water supply and distribution networks of the infrastructure systems of Sakarya province, against seismic hazards were analyzed by the Hazard US (HAZUS) method. The maximum ground velocity used in the analysis of the vulnerability of buried pipes against possible earthquakes was determined with the help of classical probabilistic earthquake hazard analysis. Soil classes used in vulnerability analysis were calculated with the help of seismic data taken from 2044 points throughout the province. Sakarya province potable water pipe inventory was created and vulnerability parameters were defined for all pipes with the help of geographic information systems. The HAZUS method, which is frequently used in the literature, was used for pipe vulnerability analysis. As a result of the analysis, damage repair rates expressing the vulnerability of all pipes were obtained and the pipes were classified according to their damage repair rates.

Keywords

• Lifelines
• buried pipelines
• seismic hazard
• vulnerability

SAKARYA İLİ İÇME SUYU BORULARININ SİSMİK HASAR GÖREBİLİKLERİNİN İNCELENMESİ

Abstract

1999 Marmara depremi sonrası Sakarya ili içme suyu şebekelerinin bir kısmında ciddi hasarlar oluşmuş, kanalizasyon şebekelerinin ise neredeyse tamamı hizmet veremez duruma gelmiştir. Bu çalışmada, Sakarya ili altyapı sistemlerinden içme suyu temin ve dağıtım şebekelerinin büyük bir bölümünü oluşturan gömülü boruların sismik tehlikeler karşısındaki hasar görebilirlikleri, Hazards US (HAZUS) metodu ile analiz edilmiştir. Gömülü boruların olası depremlere karşı hasar görebilirliklerinin analizinde kullanılan en büyük yer hızı, klasik olasılıksal deprem tehlike analizi yardımıyla belirlenmiştir. Hasar görebilirlik analizlerinde kullanılan zemin sınıfları, il genelinde 2044 adet noktadan alınan sismik veriler yardımıyla hesaplanmıştır. Sakarya ili içme suyu boru envanteri oluşturulup tüm borulara coğrafi bilgi sistemleri yardımıyla hasar görebilirlik parametreleri tanımlanmıştır. Analizler sonucunda tüm borular için hasar görebilirliği ifade eden hasar onarım oranları elde edilmiş ve borular hasar onarım oranlarına göre sınıflandırılmıştır.

Keywords

• Altyapı sistemleri
• gömülü borular
• sismik tehlike
• hasar görebilirlik

References

1. 1. Akbaş, B., Akdeniz, N., Aksay, A., Altun, İ., Balcı, V., Bilginer, E., Bilgiç, T., Duru, M., Ercan, T., Gedik, İ., Günay, Y., Güven, İ.H., Hakyemez, H. Y., Konak, N., Papak, İ., Pehlivan, Ş., Sevin, M., Şenel, M., Tarhan, N., Turhan, N., Türkecan, A., Ulu, Ü., Uğuz, M.F., Yurtsever, A. ve diğerleri, Türkiye Jeoloji Haritası Maden Tetkik ve Arama Genel Müdürlüğü Yayını. Ankara Türkiye MTA, 2012.
2. 2. Çalım, G. Bal, İ. E. ve Gülay, G. İsale hatlarında deprem riskinin olasılıksal hesabı ve bir örnek uygulama, Dicle Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Mühendislik Dergisi, c. 10, sayı. 1, ss. 397-408, Mar. 2019. doi:10.24012/dumf.538436.
3. 3. Danciu L., Şeşetyan K., Demircioglu M., Gülen L., Zare M., Basili R., Elias A., Adamia S., Tsereteli N., Yalçın H., Utkucu M., Khan M., Sayab M., Hessami K., Rovida A., Stucchi M., Burg J., Karakhanian A., Babayan H., Giardini D., 2018, The 2014 Earthquake Model of the Middle East: seismogenic sources, Bulletin of Earthquake Engineering, 16(8), 3465–3496.
4. 4. Danciu L., Nandan S., Reyes C., Basili R., Weatherill G., Beauval C., Rovida A., Vilanova S., Sesetyan K., Bard P-Y., Cotton F., Wiemer S., Giardini D. 2021-The 2020 update of the European Seismic Hazard Model: Model Overview. EFEHR Technical Report 001, v1.0.0, https://doi.org/10.12686/a15.
5. 5. Giardini, D., Woessner J., Danciu L., 2014. Mapping Europe’s Seismic Hazard. EOS, 95(29): 261-262. doi:10.1002/2014EO290001
6. 6. Honegger, D.G. and R.T. Eguchi 1992. Determination of Relative Vulnerabilities to Seismic Damage for San Diego County Water Authority Water Transmission Pipelines. Prep for San Diego County Water Authority, doi.org/10.1145/3423455.3430304
7. 7. O’Rourke, M. ve Ayala, G. 1993 Pipeline damage due to wave propagation. J. Geotechnical Engineering, 119:1490-8. doi:10.1061/(ASCE)0733-9410(1993)119:9(1490)
8. 8. O’Rourke, T. D., F. H. Erdogan, W. U. Savage, L. Val Lund, A. Tang, N. Basoz, C. Edwards, G. Tezel, and F. Wong. 1999. Water, Gas, Electric Power, and Telecommunications Performance 2000 Earthquake Spectra, 16(1_suppl), pp. 377–402. doi: 10.1193/1.1586160.

9. 9. Özcan, N. T., Reliability Of Transportatıon Lifeline Systems Subjected To Earthquake Loads. Orta Doğu Teknin Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, İnşaat Mühendisliği Bölümü, Yüksek Lisans Tezi, 2016.
10. 10. Sarıkaya, H., and Koyuncu, I., 1999. Evaluation of the Effects of Kocaeli Earthquake on Water and Wastewater Systems, International Conference on the Kocaeli Earthquake 17 August 1999, December 2-5, ITU.
11. 11. Toprak S. 1998. Earthquake effects on buried lifeline systems, PhD Thesis, Cornell University, Ithaca, NY.
12. 12. The OpenQuake-engine User Manual. Global Earthquake Model (GEM) 2022. OpenQuake Manual for Engine version 3.13.0. doi: 10.13117/Gem Openquake Man Engıne.3.13.0, 204 Pages.
13. 13. URL 1, TÜİK, 2022. Türkiye İstatistik Kurumu, Adrese Dayalı Nüfus Kayıt Sistemi Veri Tabanı. Erişim adresi: https://biruni.tuik.gov.tr/medas/# (Erişim Tarihi: 03.01.2022).
14. 14. URL 2, https://www.sakarya-saski.gov.tr/media/gallery/491c2c71-53a8-45b3-bb46620664cbd3da.PDF, Erişim Tarihi: 16.03.2022.
15. 15. URL 3,http://hazard.efehr.org/en/Documentation/specific-hazard models/europe/eshm2020-overview/ Erişim Tarihi: 06.11.2021.
16. 16. Yücemen M., (2011), "Olasılıksal Sismik Tehlike Analizi: Genel Bakış ve İstatiksel Modellemede Dikkat Edilmesi Gerekli Hususlar", 1. Türkiye Deprem Mühendisliği ve Sismoloji Konferansı, 1–20, Ankara, Türkiye, 11-14 Ekim 2011.