供水管网地震理论研究综述-水利工程论文.docx

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供水管网地震理论研究综述

水利工程论文

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论文导读:：本文通过对国内外供水管网的地震理论研究进展分别进行综述，展示了抗震理论的新发展，同时指出了现状研究的一些不足之处和未来研究方向建议。

论文关键词：供水管网，地震理论，综述

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地震是对于人类文明有着极大威胁的一种自然灾害，地震发生后人类的生命财产都会遭受严重损坏，供水管网系统也不例外，本文拟就关于供水管网地震理论的研究进展从国内外的角度进行综述，为进行管网抗震理论的发展提供有益参考。

1国内研究进展

我国古代人民关于地震的最早文字记录可以追溯到殷商时期帝乙三年的《竹书纪年》，距今约3000多年[[1]]，其中记录的最早的一次地震是公元前1831年夏朝发生的一次地震，距今已有3800多年，这也是世界上对于地震的最早的文字记录，而地震研究则可追溯至到公元132年东汉时期张衡制作的候风地动仪，古代文献描述其“以精铜铸成，圆径八尺，形似酒樽，外有八龙，首衔铜丸水利工程论文，下有蟾蜍张口承之，如有地动，而蟾蜍衔之”[[2]]，因此可以及时监测地震，候风地动仪也是世界上最早的地震监测仪器，因而被称为地震监测仪器的鼻祖。

国内对于地震的探究，尤其是对于供水管网的地震损失研究，从1976年的唐山地震后开始。刘恢先等人对于唐山地震造成的供水系统的构筑物（如水塔、泵房）、管网等进行了统计和分析[[3]]，并率先提出了“小震不坏、大震不倒”的抗震设计准则，随后进一步完善为“小震不坏、中震可修、大震不倒”的准则写入了现行的《建筑抗震设计规范GB50011-2001附条文说明含08局部修订》（以下简称《建筑抗震规范》）[[4]]。

赵成刚，冯启民等人对生命线工程的研究[4]，也以唐山、海城地震中的供水管网损坏为基础资料进行分析。其研究认为影响管网损坏程度的首要因素是场地土，其次是烈度，再次是其他影响如管材、接头、管径等，并特别指出过河管的损坏易受到岸边滑移的影响。其研究还探讨了土壤液化、不均匀沉降、地震波以及场地破坏（如滑坡）对于管道损坏的不同影响；关于地震波影响该研究给出了连续管道、弯头和三通等的解析解，分析了管道抗震规范中的设计计算方法，提出了计算地下管道损坏程度和可靠性的研究方法，提出“基本完好、中等破坏、严重破坏”三种类别的损坏程度判别准则，并对于典型接口（直管、弯头、三通、十字管、一端固定管）以及管体和焊接接口的损坏程度定义了隶属度函数，进行了可靠度的模糊评价。此外，其研究还涉及到经济损失评价，定义了广义的失效时间（即考虑调查时间、管道与水厂及泵站的修复时间），将经济损失分为直接损失（包括管道与水厂及泵站修复费用、紧急供水费用、供水收入的减少）和间接损失（包括损坏工厂等生产部门的机会成本、缺水造成的火灾与传染病等次生灾害损失），最后还给出了管网抗震的对策与建议毕业论文范文。本论文的微观模型即借鉴该研究着眼于典型接口破坏的研究思路。

李杰等人亦从生命线工程角度出发研究供水管网的地震损坏，通过可靠性分析、连通性分析等得出一些有价值的结论[5]，尤其是建立管网带渗漏的供水水力模型[[5]]，并建立可靠度分析[[6]]，特别适应于地震后灾区管网使用，在汶川地震后的一些地区管网规划中（如绵竹、都江堰）已经得到了实际应用。

许佳萍,苏经宇利用城市防灾规划的思想探索了城市供水系统防灾规划方法，研究了如何对城市地震后的用水量的进行估算，提出了加固整修供水设施以及制订应急方案的原则[[7]]。武洁探索了为保证城市供水管网在短期内恢复部分供水水利工程论文，如何根据管网供应区的自然状况、设防烈度及管线质量、运行状况，对管线在地震剪切作用下发生的位移幅值进行计算，以推算出的半个视波长内管线应承担的拉伸变形量作为衡量指标，可判断管网能否达到抗震要求[[8]]。

肖绍雍通过分析了国内外发生的大地震对供水管网的破坏情况，总结了不同管材、管径、接口形式、地基类型等的抗震性能差异，提出管道大口径比小口径抗震能力强的观点，并对如何提高供水管网的抗震性能提出如加套管、柔性接头、设置调控阀等具体建议[[9]]。

符圣聪，江静贝，黄世敏分析了管线的可靠度，对震后供水管网的可靠性及其功能进行评价。通过直埋管线的地基梁假设，考虑其与地震波引起土层位移的相互作用来建立极限状态函数，给出所有管线的失效概率，对震后管网的可靠性及供水功能进行分析。由Monte-Carlo法进行了管网的连通性模拟计算，给出任意两节点间的可靠概率估计。通过管网的水力分析进行评价供水管网在地震时由于受损可能出现的渗漏情况以及其引发的管网供水功能降低程度，采用点式渗漏模型模拟震后管线渗漏，用管线损坏概率的反正弦函数来表示渗漏面积，实现对震后供水管网的准确水力计算。该研究还建立基于地理信息系统的供水管网抗震能力分析方法，依据来自GIS的管线失效概率