關(guān)于鳳翔縣城市供水管網(wǎng)脆弱性的分析

王偉莉，婁 濤

（陜西省寶雞市鳳翔縣自來水公司，陜西 寶雞 721400）

1 前言

在不同的領(lǐng)域，對于“脆弱性”這一概念的界定和研究有著很大的區(qū)別，而在城市供水管網(wǎng)當(dāng)中，有關(guān)脆弱性的研究，主要指的是城市供水管網(wǎng)在規(guī)定的時間和條件之內(nèi)，各個管道以及整個供水管網(wǎng)系統(tǒng)受到影響之后功能的缺失程度。供水管網(wǎng)的脆弱性越高，則說明受到影響之后功能的缺失程度越高；脆弱性越低，則說明受到影響之后功能的缺失程度越低。

鳳翔縣城區(qū)供水管網(wǎng)系統(tǒng)初建于上世紀(jì)70 年代末，受當(dāng)時多種因素影響，管道多采用灰口鑄鐵管。在近年來的管網(wǎng)建設(shè)中，才逐漸采用了球墨鑄鐵管和PE 管，但目前仍有一部分鑄鐵管在使用。據(jù)統(tǒng)計，鳳翔縣城區(qū)DN75 以上管道中鑄鐵管占比約為40%，且服役期最長的已超40 年，因此跑冒滴漏現(xiàn)象頻發(fā)，加之城區(qū)內(nèi)各區(qū)域供水壓力分布不均衡，城區(qū)供水管網(wǎng)脆弱性較強(qiáng)，漏洞較多。究其原因，一是因?yàn)槌鞘谢A(chǔ)設(shè)施建設(shè)不到位。由于缺乏早期的長遠(yuǎn)規(guī)劃，管網(wǎng)的敷設(shè)分布、管徑的選擇上都存在著很多不足；二是供水管網(wǎng)的更新?lián)Q代速度較慢。部分運(yùn)行時間較長的管道頻繁出現(xiàn)斷管、漏損現(xiàn)象，雖然實(shí)施了老舊管網(wǎng)改造，但也只是局部更新，不能從根本上徹底更換解決；三是日益擴(kuò)大增長的供水面積對城區(qū)供水管網(wǎng)的壓力也造成了一定的威脅。鑒于此，本文著重對鳳翔縣城市供水管網(wǎng)的脆弱性進(jìn)行了深度的分析和研究。

2 供水管網(wǎng)脆弱性的影響因素

就目前鳳翔縣城市供水管網(wǎng)的情況來看，由于其分布點(diǎn)廣泛，入口比較多，因此很容易受到一些因素的影響，其中以水力脆弱性影響和水質(zhì)脆弱性影響因素最為嚴(yán)重。

（1）水力脆弱性影響因素

在具體的水力脆弱性分析和研究過程中，一方面需要分析和研究供水管網(wǎng)的組織結(jié)構(gòu)是否合理，能否滿足當(dāng)前城市的供水需求。另一方面則是要檢查城市供水管網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)連接是否健全，能否通過改變樹立條件來檢驗(yàn)供水管網(wǎng)的水壓、水量和水質(zhì)等。鳳翔縣城區(qū)配水管網(wǎng)經(jīng)過幾次較大的改造，形成了2 環(huán)10 枝的管網(wǎng)格局，布局日趨合理，能夠滿足城區(qū)供水需求。但是城區(qū)地勢西北高、東南低，高程相差較大，而供水采用重力自流方式，因此城區(qū)內(nèi)各區(qū)域供水壓力不均衡，總體呈現(xiàn)西北壓力偏低、東南壓力較高，供水壓力平衡點(diǎn)很難掌握。所以水力脆弱性總體較強(qiáng)。

（2）水質(zhì)脆弱性影響因素

供水管網(wǎng)的水質(zhì)好壞直接影響著城市居民用水的健康。因此，做好城市供水管網(wǎng)的水質(zhì)檢測工作尤為重要。需定期的檢測供水管網(wǎng)，分析當(dāng)前供水管網(wǎng)的水質(zhì)狀況。除對余氯進(jìn)行檢測之外，還可以對供水管網(wǎng)當(dāng)中水的滯留時間、水齡進(jìn)行分析。目前，鳳翔縣委托陜西省城市供水水質(zhì)監(jiān)測網(wǎng)寶雞監(jiān)測站進(jìn)行季度監(jiān)測，監(jiān)測指標(biāo)34 項(xiàng)，從檢測報告結(jié)果來看，鳳翔城區(qū)出廠水、管網(wǎng)水各項(xiàng)水質(zhì)檢測結(jié)果均符合《國家生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》（GB 5749-2006）。但鳳翔城區(qū)供水主水源為白荻溝水庫地表水，受氣候、降雨及上游農(nóng)業(yè)污染和工業(yè)建設(shè)污染等因素較多。因此，水質(zhì)脆弱性總體較弱。

3 鳳翔縣供水管網(wǎng)脆弱性評價

1）基礎(chǔ)設(shè)施脆弱性評估模型

對城市地區(qū)供水管網(wǎng)系統(tǒng)的脆弱性進(jìn)行分析和評價，有著很強(qiáng)的實(shí)用價值。尤其將基礎(chǔ)設(shè)施脆弱性評估模型應(yīng)用到鳳翔縣城市供水管網(wǎng)的脆弱性評價中來，可以發(fā)現(xiàn)，鳳翔縣城市供水管網(wǎng)受外界和自身不穩(wěn)定因素的影響較大，其脆弱性較高，抵御風(fēng)險的能力偏弱。而在實(shí)際應(yīng)用過程中，一方面，借助基礎(chǔ)設(shè)施脆弱性評估模型來計算得出鳳翔縣城市供水系統(tǒng)的功能預(yù)估值，找出城市供水管網(wǎng)在受到威脅下供水系統(tǒng)對外界威脅和自身不穩(wěn)定因素的易感性。另一方面則根據(jù)所計算得出的數(shù)據(jù)和結(jié)果，采取相應(yīng)的對策來解決問題，進(jìn)而降低鳳翔縣城市供水管網(wǎng)受外界和自身不穩(wěn)定因素的影響力度。

2）水力脆弱性分析評估模型

水力脆弱性分析評估模型能夠借助模擬的優(yōu)勢對管網(wǎng)的脆弱性進(jìn)行計算，從而得出比較精確的數(shù)據(jù)。而借助水力脆弱性分析評估模型來對鳳翔縣城市供水系統(tǒng)進(jìn)行評估和分析時，應(yīng)該從三個步驟來進(jìn)行。首先，需要通過查閱相關(guān)的文獻(xiàn)資料和相關(guān)的數(shù)據(jù)，收集并整理得出鳳翔縣城市供水系統(tǒng)出現(xiàn)故障的頻率。其次，利用EPANET 軟件對鳳翔縣城市供水系統(tǒng)當(dāng)中供水管網(wǎng)不同時間、不同區(qū)域的水流量和壓力進(jìn)行模擬。最后，通過對所搜集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和計算，從而得出鳳翔縣城市供水系統(tǒng)其脆弱性的相關(guān)數(shù)據(jù)。借助水力脆弱性分析評估模型的分析和評估，我們發(fā)現(xiàn)鳳翔縣城市供水管網(wǎng)在不同時間、不同區(qū)域的水流量和壓力情況是有所區(qū)別的，水流量且供水管網(wǎng)所承受壓力越大的地區(qū)供水管網(wǎng)出現(xiàn)故障的頻率越高。

3）威脅綜合脆弱性評價法

將威脅綜合脆弱性評價法應(yīng)用到鳳翔縣城市供水管網(wǎng)的脆弱性評價中來，能夠?qū)唵蔚耐{情景設(shè)置脆弱性指標(biāo)體系進(jìn)行評價。在此過程中，首先需要鳳翔縣相關(guān)政府部門和供水公司建立隨機(jī)模型，模擬威脅的情境，從而對于本地區(qū)的供水管網(wǎng)的脆弱性有一個大概的認(rèn)識。隨后，則需要識別供水管網(wǎng)之中容易受到影響的區(qū)域、設(shè)施和人群等，并針對被影響區(qū)域，進(jìn)行影響分析。最后根據(jù)對該區(qū)域的影響分析，制定相應(yīng)的降低影響的措施。借助這種評價方法來對鳳翔縣城市供水管網(wǎng)的脆弱性進(jìn)行評價，發(fā)現(xiàn)在鳳翔縣整個城市當(dāng)中，絕大多數(shù)的區(qū)域、設(shè)施和人群都受到城市供水管網(wǎng)脆弱性的影響。

4）水司風(fēng)險評價法

借助水司風(fēng)險評價法對鳳翔縣城市供水管網(wǎng)脆弱性進(jìn)行分析評價，一方面可以識別供水管網(wǎng)的脆弱性，指出供水管網(wǎng)當(dāng)中的不足之處，另一方面則可以為城市供水系統(tǒng)的升級換代以及如何降低災(zāi)害對城市供水管網(wǎng)脆弱性的影響提供一定的理論依據(jù)。在具體實(shí)施過程中，首先，需要對鳳翔縣進(jìn)行脆弱性評價的區(qū)域進(jìn)行審查，并進(jìn)行合理的規(guī)劃。隨后，著重對該地區(qū)基礎(chǔ)設(shè)施的特征以及規(guī)劃所產(chǎn)生的后果和威脅等進(jìn)行評估，進(jìn)而找出規(guī)劃過程中所存在的風(fēng)險，并提出相應(yīng)的改進(jìn)意見。如此一來，既保證了供水管網(wǎng)脆弱性評價的合理性，又找出了所存在的一些問題。利用水司風(fēng)險評價法對鳳翔縣城市供水管網(wǎng)的脆弱性進(jìn)行分析和研究，發(fā)現(xiàn)鳳翔縣規(guī)劃過程中還是有很多的問題存在，不僅自來水公司的風(fēng)險預(yù)警能力偏低，同時城市供水系統(tǒng)落后，抵抗風(fēng)險的能力較弱。

5）馬爾科夫潛在影響模型

在對鳳翔縣某一區(qū)域供水管網(wǎng)的脆弱性進(jìn)行分析和評價時，就可以利用馬爾科夫潛在影響模型來進(jìn)行。在此過程中，相關(guān)工作人員可以借助自上向下分析法將系統(tǒng)分解成若干子系統(tǒng)或決定元素，來追蹤某一威脅從發(fā)生到產(chǎn)生的全過程，從而對鳳翔縣某一區(qū)域的供水管網(wǎng)進(jìn)行風(fēng)險評價?？梢园l(fā)現(xiàn)，鳳翔縣部分區(qū)域的一些小型供水系統(tǒng)的抵御風(fēng)險的能力是比較小的。

4 建議

1）做好城市基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)

鳳翔縣城區(qū)供水管網(wǎng)建設(shè)是伴隨著城區(qū)城市化建設(shè)發(fā)展而同步進(jìn)行，但是因?yàn)槌鞘谢M(jìn)程的加快，導(dǎo)致鳳翔縣城區(qū)供水管網(wǎng)的建設(shè)跟不上城市化建設(shè)的腳步，呈現(xiàn)出落后的狀態(tài)。鑒于此，就必須加強(qiáng)城市基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)工作。不僅要從管網(wǎng)的敷設(shè)分布、管徑的選擇上做好精確合理，同時管網(wǎng)的敷設(shè)規(guī)劃也要和城市的發(fā)展相一致，適當(dāng)?shù)臄U(kuò)充城市供水管網(wǎng)的直線，選用一些大口徑的管道，從而解決鳳翔縣城區(qū)供水管網(wǎng)建設(shè)過程中所存在的管道口徑設(shè)計較小的問題。

2）做好城市供水管網(wǎng)的更新?lián)Q代

對于城區(qū)內(nèi)的一些運(yùn)行時間較長、且經(jīng)常出現(xiàn)斷管、漏損現(xiàn)象的管道及時地進(jìn)行更換，并加大城市供水管網(wǎng)改造資金的投入力度，積極引進(jìn)先進(jìn)的供水系統(tǒng)和供水管網(wǎng)，進(jìn)而從根本上解決當(dāng)前城市供水管網(wǎng)所出現(xiàn)的斷管、漏損現(xiàn)象。

3）做好日常的城市供水管網(wǎng)維護(hù)工作

一方面，需要相關(guān)工作人員做好日常城市供水管網(wǎng)的維護(hù)工作，努力提升自身的專業(yè)水平和維護(hù)能力。另一方面則需要合理的規(guī)劃自來水公司供水設(shè)施的運(yùn)行和調(diào)度，從而最大程度地緩解城市供水管網(wǎng)的壓力。

4）共同擬定指標(biāo)

由于城市供水管網(wǎng)脆弱性評價體系在建構(gòu)過程中具有一定的直觀性，很多指標(biāo)的設(shè)立都是人為進(jìn)行的，因此為了降低因?yàn)橹饔^性所造成的城市供水管網(wǎng)脆弱性評價體系的影響，就需要在今后的分析和研究過程中聯(lián)合多個供水公司和相關(guān)政府部門來共同擬定指標(biāo)，從而最大程度地降低因?yàn)橹饔^性所造成的城市供水管網(wǎng)脆弱性評價體系的影響。

5）綜合考慮城市系統(tǒng)之間的相互作用

在進(jìn)行鳳翔縣城市供水管網(wǎng)脆弱性的分析研究工作當(dāng)中，還應(yīng)該綜合考慮整個城市系統(tǒng)當(dāng)中不同枝干之間的相互作用，比如，城市供電系統(tǒng)在遭受損害時，是否會對城市的供水系統(tǒng)造成一定的影響。只有綜合考慮到各個系統(tǒng)之間的聯(lián)系，才能讓鳳翔縣城市供水管網(wǎng)脆弱性的分析研究更加的科學(xué)和合理。

5 結(jié)論

城市供水安全其不僅直接關(guān)系到鳳翔縣城市居民的生命財產(chǎn)安全，同時也影響著當(dāng)?shù)厣鐣?jīng)濟(jì)發(fā)展的穩(wěn)定性和可持續(xù)性。而城市供水管網(wǎng)作為城市供水系統(tǒng)當(dāng)中最為重要的環(huán)節(jié)，保證城市供水管網(wǎng)的安全性是關(guān)鍵。只有切實(shí)做好城市供水管網(wǎng)的脆弱性評價工作，并根據(jù)對相關(guān)數(shù)據(jù)以及評價的結(jié)果來構(gòu)建較為完善的風(fēng)險預(yù)防措施和有效的水質(zhì)監(jiān)測設(shè)備，才能最大程度的降低城市供水管網(wǎng)在使用過程中可能存在的問題。但是，通過利用基礎(chǔ)設(shè)施脆弱性評估模型、水力脆弱性分析評估模型、威脅綜合脆弱性評價法、馬爾科夫潛在影響模型等對鳳翔縣城市供水管網(wǎng)的脆弱性進(jìn)行評價，發(fā)現(xiàn)了很多問題。一方面，鳳翔縣城市供水管網(wǎng)的脆弱性偏高，抵御風(fēng)險的能力較弱，極易受到外界和自身多重因素的影響，進(jìn)而導(dǎo)致一些老城區(qū)的供水管道會經(jīng)常出現(xiàn)漏損和爆管的情況。另一方面，借助水司風(fēng)險評價法對鳳翔縣地區(qū)的基礎(chǔ)設(shè)施的特征以及規(guī)劃所產(chǎn)生的后果和威脅等進(jìn)行評估，發(fā)現(xiàn)鳳翔縣城區(qū)的很多基礎(chǔ)設(shè)施趨于落后且不完善，而這導(dǎo)致鳳翔縣城市供水管網(wǎng)的脆弱性偏高，影響了城市供水的安全。而本次所研究的關(guān)于鳳翔縣城市供水管網(wǎng)脆弱性的分析研究，其目的就是為了給今后城市供水管網(wǎng)脆弱性的分析研究提供一定的理論依舊，并指明分析和研究的方向。