城市供水系統(tǒng)防護體系的探索與思考

張芝霞 樓曉天

城市是一個國家或地區(qū)的政治、經(jīng)濟和文化中心，在戰(zhàn)爭中常常被選為重點打擊目標。1988 年，時任美國空軍司令部副參謀長助理的約翰·A.沃登上校提出“五環(huán)”目標打擊理論，他在美國《空軍雜志》上發(fā)表的《把敵人作為一個系統(tǒng)來打擊》一文對該理論進行了詳細闡述，將對敵打擊目標分為五個層，第一層為指揮控制環(huán)，第二層為生產(chǎn)設(shè)施環(huán)， 第三層為基礎(chǔ)設(shè)施環(huán)，第四層為民眾心理環(huán)，第五層為野戰(zhàn)部隊環(huán)，其中就將基礎(chǔ)設(shè)施列為第三層打擊目標（圖1）。

從歷代戰(zhàn)爭來看，敵軍主要以攻打能源設(shè)施、交通樞紐、電力設(shè)施為主。1991年的海灣戰(zhàn)爭歷時43天，其中空襲作戰(zhàn)38天，摧毀了80%以上的石油提煉設(shè)備，炸毀橋梁和主要發(fā)電廠及配電網(wǎng)，所有公路被切斷，大中城市供電、供水、排水、通信等系統(tǒng)被毀壞?？扑魑謶?zhàn)爭中，以美國為首的北約軍隊在打擊南聯(lián)盟軍事目標的同時，也對南聯(lián)盟的重要經(jīng)濟目標如電力設(shè)施、化工廠、煉油廠、鐵路、橋梁等進行了重點打擊，直接破壞了南軍的后勤保障。

生命線工程被破壞，嚴重影響社會穩(wěn)定，直接影響國計民生。其中水作為生命不可或缺的資源，供水系統(tǒng)工程顯得尤為重要，因此供水系統(tǒng)目標防護工作亟待解決。

圖1 敵軍空襲的重點

城市供水系統(tǒng)概述

（一）供水系統(tǒng)組成

城市供水系統(tǒng)通常包括城市取水工程、凈水工程和輸配水工程。

城市取水工程包括城市水源、取水口、取水構(gòu)筑物、提升原水的一級泵站以及輸送原水到凈水工程的輸水管等設(shè)施。除此之外，還應(yīng)包括在特殊情況下為蓄、引城市水源所筑的水閘、堤壩等設(shè)施，其主要功能為取用水源水。

凈水工程包括城市自來水廠、清水庫和輸送凈水的二級泵站等設(shè)施。

輸配水工程包括從凈水工程輸入城市供配水管網(wǎng)的輸水管道、供配水管網(wǎng)以及調(diào)節(jié)水量、水壓的高壓水池、水塔和清水增壓泵站等設(shè)施。

（二）供水系統(tǒng)重要部位

供水系統(tǒng)中水廠的制水工藝流程如圖2所示。

供水單位防護重要部位主要包括：取水口、原水泵站（水庫泵站）、引水管（隧）道、二級泵房、配電間、清水池和監(jiān)控中心（調(diào)度中心）等部位。

取水口是指符合國家地表水環(huán)境質(zhì)量標準，并符合水壓力要求，能通過原水管、渠、原水泵站輸送到自來水廠的取水位置。

原水泵站（水庫泵站）是指為原水廠（取水口）提供原水或為原水廠（取水口）通過原水管、渠輸送原水的設(shè)施單元。根據(jù)不同需要分為原水泵站、水庫泵站。

引水管（隧）道是指水源到水廠的管渠。

清水池是為調(diào)節(jié)水廠制水量與供水量之間差額設(shè)置的水池。

二級泵房為城市管網(wǎng)提供凈水的設(shè)施單元。

配電間是指為泵站及凈化處理等各類設(shè)施提供電力能源的設(shè)施單元。

凈水工程是指對原水進行給水處理并向用戶供水的工程（圖3）。

監(jiān)控中心（調(diào)度中心）是涵蓋原水監(jiān)測、出廠水監(jiān)測、變配電、泵站等監(jiān)控，以及生產(chǎn)自動控制于一體的生產(chǎn)自動化監(jiān)控中心。

供水系統(tǒng)防護原則

重要經(jīng)濟目標防護應(yīng)當貫徹“長期準備、統(tǒng)籌規(guī)劃，建防結(jié)合、寓防于建，突出重點、量力而行，分級防護、屬地管理”的原則，按照平戰(zhàn)結(jié)合、軍民融合的思路，統(tǒng)籌考慮重要經(jīng)濟目標的生產(chǎn)需要和安全需要，做到突出重點與兼顧一般相結(jié)合，突擊防護與快速恢復(fù)相結(jié)合，地上與地下相結(jié)合，條與塊相結(jié)合。著眼保障戰(zhàn)時基本運轉(zhuǎn)能力，合理確定防護數(shù)量標準，科學(xué)劃分防護類別的等級，增強防護建設(shè)的針對性、精確性和有效性。

圖2 供水工藝流程圖

城市供水系統(tǒng)防護規(guī)劃建議

堅持規(guī)劃先行。發(fā)展改革部門和人民防空部門共同負責(zé)協(xié)調(diào)有關(guān)部門編制重要經(jīng)濟目標防護建設(shè)總體規(guī)劃。行業(yè)主管部門在編制專項規(guī)劃和審批重大項目時，要把重要經(jīng)濟目標防護建設(shè)作為重要內(nèi)容統(tǒng)籌安排，指導(dǎo)、監(jiān)督重要經(jīng)濟目標單位落實任務(wù)部署情況，并且要制定完善行業(yè)防護標準。重要經(jīng)濟目標單位在編制自身建設(shè)規(guī)劃時，要貫徹落實防護建設(shè)總體規(guī)劃要求，明確人民防空建設(shè)工作任務(wù)。

圖3 絮凝沉淀池

對城市供水系統(tǒng)防護工作而言，單純對城市水廠的工程防護工作已不能適應(yīng)現(xiàn)代化的戰(zhàn)爭狀態(tài)。因此城市供水系統(tǒng)防護工作應(yīng)該從“被動式”防護向“主動式”防護轉(zhuǎn)變，這就需要在建設(shè)城市供水系統(tǒng)之前，充分考慮相關(guān)防護措施與防護手段，做好城市供水系統(tǒng)防護規(guī)劃工作，從而提高城市供水系統(tǒng)的防護能力，滿足戰(zhàn)時留城人口的用水需求。

（一） 規(guī)劃先行、強化項目落實

1.應(yīng)急水源選擇

水源的選用應(yīng)通過技術(shù)經(jīng)濟比較后綜合考慮確定，并應(yīng)符合下列要求：水體功能區(qū)劃所規(guī)定的取水地段；可取水量充沛可靠；原水水質(zhì)符合國家有關(guān)現(xiàn)行標準；與農(nóng)業(yè)、水利綜合利用；取水、輸水、凈水設(shè)施安全經(jīng)濟和維護方便；具有施工條件。

2.留城人口用水量預(yù)測

在戰(zhàn)時，一部分城區(qū)人口會依據(jù)城市人民防空襲預(yù)案進行疏散，另一部分人口則作為留城人口進行就地掩蔽。作為城市供水系統(tǒng)，在戰(zhàn)時首先需要保證的是留城人口的基本生命用水，延續(xù)留城人口的生存時間，減少戰(zhàn)時留城人口不必要的傷亡。

3.水廠防護規(guī)劃

水廠廠址的選擇，除了要符合城鎮(zhèn)總體規(guī)劃和相關(guān)規(guī)范，還要有良好的衛(wèi)生環(huán)境，并便于設(shè)立防護地帶；除了對水廠的整體防護之外，仍需要對水廠內(nèi)的重要工藝設(shè)施進行規(guī)劃防護。但是，由于水廠工藝的連貫性，任何一個工藝流程的損壞，都無法將干凈的水供給城區(qū)居民；若對整個工藝流程進行全面防護，則工程量較大，缺少一定的可實施性。因此本研究提出：在無法整體防護的背景下，通過加強清水池、二級泵站、配電房以及主干管道的防護，利用清水池中存儲的水，在戰(zhàn)時保證一定時間內(nèi)的持續(xù)供水能力，同時為水廠的搶修工作提供一定的空間和時間。

4.供水管網(wǎng)防護規(guī)劃

由于供水管網(wǎng)在規(guī)劃過程中，并沒有考慮到防護的要求，因此大部分的管網(wǎng)沒有足夠的防護能力。為了保障供水管線在戰(zhàn)時的正常使用，本研究提出將供水管線放入地下綜合管廊，因為地下綜合管廊具有一定防空襲能力，在一定程度上可以保證供水管網(wǎng)的正常使用。

地下綜合管廊是實施統(tǒng)一規(guī)劃、設(shè)計、施工和維護，建于城市地下用于敷設(shè)市政公用管線的市政公用設(shè)施。地下綜合管廊是城市“生命線”的重要載體，承擔(dān)著城市運營必要的能源流、物流、信息流，是城市最重要的經(jīng)濟設(shè)施之一 ?！吨腥A人民共和國人民防空法》第十四條指出：城市的地下交通干線以及其他地下工程的建設(shè)，應(yīng)當兼顧人民防空需要。

由于城市地下綜合管廊工程兼顧人民防空需要不屬于人防工程范疇，浙江省為了提高城市基礎(chǔ)設(shè)施的戰(zhàn)時防護能力，根據(jù)實際情況編制了《浙江省城市地下綜合管廊工程兼顧人防需要設(shè)計導(dǎo)則》。

圖4 工作流程

由于供水管網(wǎng)的覆蓋率較大，供水管道全部入綜合管廊不太實際且沒有必要，因此本次研究建議將供水主干管道放入地下綜合管廊，在保障戰(zhàn)時城區(qū)供水的同時，也在一定程度上節(jié)省了工程量。

（二）供水系統(tǒng)防護區(qū)域研究

水廠所在區(qū)塊，依據(jù)重要經(jīng)濟目標的類別和等級，按照其毀傷影響范圍，建立起人防綜合防護體系（圖4），劃分核心區(qū)、一級管控區(qū)域和二級管控區(qū)域，確定不同的防護要求和防護措施。

表1 供水系統(tǒng)防護區(qū)域配置表

核心區(qū)：將供水系統(tǒng)重點部位列為防護的核心區(qū)。包括取水口、清水池、配電間、二級泵房。

一級管控區(qū)域：將除重點部位的供水系統(tǒng)列為一級管控區(qū)域，是指供水單位管理的除重要部位的其他設(shè)施區(qū)域。

二級管控區(qū)域：將供水行業(yè)破壞時候產(chǎn)生次生災(zāi)害的區(qū)域列為二級管控區(qū)域或保護供水行業(yè)的警戒區(qū)域。

（三）防護區(qū)域的配置要求

將生產(chǎn)流程中的關(guān)鍵單元作為重點部位，實施針對性防護措施，詳見表1。

結(jié)語

重要經(jīng)濟目標的防護工作在西方已經(jīng)開展了幾十年，而在我國則剛剛起步，供水系統(tǒng)屬于城市生命線工程，不但事關(guān)城市的正常運轉(zhuǎn)，在特殊時期甚至?xí)绊憞业陌踩头€(wěn)定。因此，加強對供水系統(tǒng)重要部位的防護，在城市規(guī)劃建設(shè)階段綜合考慮防護措施和防護手段，可有效減輕其在戰(zhàn)時或突發(fā)事件帶來的影響，為城市安全和發(fā)展提供保障。