Forecasting Failure of Water Mains Under Climate Variations: Stochastic Modeling Process

ABSTRACT: Climate change has the potential to affect substantially the operational condition and lifespan of buried utilities, including pipelines transporting water, gas, and sewer. The climate of Canada is known to vary spatially and temporally, and these variations can cause damage to buried infrastructures. The physical mechanisms that negatively impact the condition of water mains and can lead to their failure are complex and not fully understood. High uncertainty could result from forecasting the potential damage and the need to replace or repair water mains before catastrophic failures. Although climate risks have become a significant concern to cities and municipalities in Canada, only a few studies have addressed the impact of climate variations on the failures of water mains. In this study, we present a stochastic modeling process for failure forecasting of water mains at selected locations in the Cities of London (Ontario) and Quebec, Canada.

RÉSUMÉ: Le changement climatique a le potentiel d'affecter considérablement la condition opérationnelle et la durée de vie des services publics enterrés, y compris les pipelines transporteurs d'eau, de gaz et d’égouts. Le climat du Canada est connu par sa variation dans l'espace et dans le temps. Ces variations peuvent endommager les infrastructures enfouies. Les mécanismes physiques qui impactent négativement l'état des conduites d'eau et qui peuvent entraîner leur défaillance sont complexes et ne sont pas entièrement compris. Une incertitude élevée pourrait résulter de la prévision des dommages potentiels et de la nécessité de remplacer ou de réparer les conduites d'eau avant les pannes catastrophiques. Bien que les risques climatiques soient devenus une préoccupation importante pour les villes et les municipalités du Canada, très peu d’études ont adressé l'impact des variations climatiques sur les défaillances des conduites d'eau. Notre étude vise à présenter un processus de modélisation stochastique pour la prévision des défaillances des conduites d'eau à des endroits sélectionnés dans les villes de London (Ontario) et Québec au Canada.