基于多風(fēng)險(xiǎn)要素的供水管道風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估方法應(yīng)用

馬學(xué)軍

摘 要：主要從風(fēng)險(xiǎn)發(fā)生可能性與風(fēng)險(xiǎn)后果這兩大方面著手進(jìn)行評(píng)估，評(píng)估出來(lái)的是管網(wǎng)本質(zhì)安全風(fēng)險(xiǎn)，通過(guò)合理、有效的安全管理可以一定程度降低管網(wǎng)風(fēng)險(xiǎn)發(fā)生的可能和后果，結(jié)合前端安全監(jiān)測(cè)設(shè)備的布設(shè)、定期的巡檢運(yùn)維有助于及時(shí)感知風(fēng)險(xiǎn)，應(yīng)急隊(duì)伍和應(yīng)急資源的遠(yuǎn)近有助于及時(shí)處置風(fēng)險(xiǎn)，基于以上多風(fēng)險(xiǎn)要素的供水管網(wǎng)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估方法的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：多要素 供水管網(wǎng) 評(píng)估方法 風(fēng)險(xiǎn)管控

中圖分類(lèi)號(hào)：TU991.33???? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

Application of the Risk Assessment Method for Water Supply Pipelines Based on Multiple Risk Factors

MA Xuejun

（Hefei Zezhong Urban Intelligent Technology Co.， Ltd.， Hefei， Anhui Province， 230000 China）

Abstract：This paper mainly evaluates from the two aspects of risk occurrence possibility and risk consequences， and what is evaluated is the essential safety risk of the pipe network. Reasonable and effective safety management can reduce the possibility and consequence of pipe network risks to a certain extent， regular inspection and operation and maintenance can help timely perceive risks in combination with the deployment of front-end safety monitoring equipment， and the distance of emergency teams and emergency resources can help timely deal with risks. This paper discussesthe application of the risk assessment method for the water supply network based on the above multiple risk factors.

Key Words：Multiple factors; Water supply network; Evaluation method; Risk management and control

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)建設(shè)的發(fā)展，城市人口不斷增加，隨之產(chǎn)生的用水需求量也在不斷攀升，給市政供水管網(wǎng)工作帶來(lái)較大的壓力，供水管網(wǎng)漏損現(xiàn)象嚴(yán)重。隨著時(shí)間的增長(zhǎng)，供水壓力大、管道老化、管道漏損等現(xiàn)象頻繁發(fā)^[1]，導(dǎo)致管網(wǎng)泄漏，引發(fā)爆管、地面坍塌等次生衍生災(zāi)害。分析了主要風(fēng)險(xiǎn)因素的事故影響機(jī)理，包括第三方破壞、腐蝕、老化和溫度變化^[2]。當(dāng)前技術(shù)的發(fā)展和使用趨勢(shì)，對(duì)數(shù)字孿生技術(shù)在智慧供水建設(shè)中的實(shí)際探索進(jìn)行相應(yīng)^[3]，一種基于多風(fēng)險(xiǎn)要素的供水管道風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行評(píng)估，對(duì)于本質(zhì)的風(fēng)險(xiǎn)結(jié)合目前的防控措施進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)系數(shù)修正，形成新的風(fēng)險(xiǎn)值，從而可有針對(duì)性地指導(dǎo)管網(wǎng)管道的運(yùn)行維護(hù)管理與更新改造^[4]。

1 技術(shù)方案

此次風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估首先進(jìn)行控制性指標(biāo)判斷，如存在老舊管線(xiàn)和動(dòng)態(tài)指標(biāo)則根據(jù)控制性指標(biāo)方法進(jìn)行判斷；如無(wú)控制性指標(biāo)，則進(jìn)行安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估，考慮風(fēng)險(xiǎn)發(fā)生可能性和后果性；評(píng)估結(jié)完成后采用安全管理進(jìn)行修正，修正后輸出評(píng)估結(jié)果，技術(shù)路線(xiàn)詳見(jiàn)圖1。

2 控制性指標(biāo)

2.1 老舊管網(wǎng)

根據(jù)《城市燃?xì)夤艿赖壤匣赂脑鞂?shí)施方案（2022—2025年）的通知》，供水管道改造的范圍包含水泥管道、石棉管道、無(wú)防腐內(nèi)襯的灰口鑄鐵管道；運(yùn)行年限滿(mǎn)30年，存在安全隱患的其他管道等。

2.2 動(dòng)態(tài)控制

管網(wǎng)高風(fēng)險(xiǎn)區(qū)域，為監(jiān)測(cè)的關(guān)鍵位置^[5]，當(dāng)供水管網(wǎng)安裝有爆管和漏水監(jiān)測(cè)時(shí)，進(jìn)行耦合風(fēng)險(xiǎn)分析，同時(shí)調(diào)整管網(wǎng)風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)。未提供預(yù)測(cè)范圍時(shí)默認(rèn)為設(shè)備關(guān)聯(lián)管網(wǎng)上下游的管線(xiàn)為對(duì)應(yīng)行業(yè)的評(píng)估單元。風(fēng)險(xiǎn)耦合有效時(shí)間為接到報(bào)警信號(hào)（人工驗(yàn)證通過(guò)后）預(yù)警事件發(fā)生后24 h，當(dāng)接到消警信號(hào)立即取消風(fēng)險(xiǎn)調(diào)整。

3 風(fēng)險(xiǎn)發(fā)生可能性評(píng)估

供水管網(wǎng)安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估的可能性考慮管網(wǎng)的物理屬性、管網(wǎng)周邊環(huán)境以及管網(wǎng)的運(yùn)行狀態(tài)等。根據(jù)管道不同物理屬性、周邊環(huán)境、運(yùn)維狀態(tài)等給出評(píng)分。

3.1 物理屬性

供水管網(wǎng)的物理屬性包含管材、管徑和管齡。

3.1.1 管材

根據(jù)《室外給水設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》（GB 50013-2018）輸水管道管材一般采用預(yù)應(yīng)力鋼筒混凝土管、鋼管、球墨鑄鐵管、預(yù)應(yīng)力混凝土管等。根據(jù)不同管道承壓能力、耐久性、耐腐蝕性，設(shè)定不同風(fēng)險(xiǎn)分?jǐn)?shù)。評(píng)分值越高，表明該材質(zhì)的管道發(fā)生管網(wǎng)事故的概率越高，詳見(jiàn)表1。

3.1.2 管徑

供水管網(wǎng)系統(tǒng)由不同口徑管道組成，大口徑管道位于輸配管網(wǎng)的上游，小口徑管道位于相對(duì)下游的位置，管徑越大其結(jié)構(gòu)安全狀態(tài)越易受到影響，相對(duì)危險(xiǎn)程度高。評(píng)分值越高，表明該管徑的管道發(fā)生管網(wǎng)事故的概率越高，詳見(jiàn)表2。

3.1.3 管齡

結(jié)合歷史事故的調(diào)研，發(fā)現(xiàn)管齡在10～30年，50～70年期間內(nèi)敷設(shè)的供水管道，其發(fā)生的事故概率較大，其整體規(guī)律符合“浴盆曲線(xiàn)”。評(píng)分值越高，表明該管齡的管道發(fā)生管網(wǎng)事故的概率越高，詳見(jiàn)表3。

3.2 周邊環(huán)境

供水管網(wǎng)的周邊環(huán)境包含覆土深度和區(qū)域環(huán)境。

3.2.1 覆土深度

在道路等級(jí)確定的情況下，覆土深度對(duì)管線(xiàn)結(jié)構(gòu)的受力狀態(tài)影響較小。埋深越淺，供水管道受到地面交通荷載或外界施工等作用越大，越容易發(fā)生事故，評(píng)分越高，詳見(jiàn)表4。

3.2.2 區(qū)域環(huán)境

考慮道路條件和通行需要可分為四類(lèi)：綠化帶、人行道、非機(jī)動(dòng)車(chē)道和機(jī)動(dòng)車(chē)道。不同區(qū)域交通荷載作用大小和方式不同，機(jī)動(dòng)車(chē)道下的供水管道受到交通荷載的沖擊作用最大，綠化帶下的管道受到環(huán)境影響最小，詳見(jiàn)表5。

3.3 運(yùn)維狀態(tài)

供水管網(wǎng)的運(yùn)維狀態(tài)包含漏損率、歷史事件。

3.3.1 管網(wǎng)漏損率

根據(jù)《室外給水設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》（GB 50013-2018），輸配水管應(yīng)減少漏損。一般來(lái)說(shuō)，管道漏損越大，其施工質(zhì)量、養(yǎng)護(hù)水平等越差，發(fā)生事故的概率越大。根據(jù)住建部要求，到2025年全國(guó)城市公共供水管網(wǎng)漏損率力爭(zhēng)控制在9%以?xún)?nèi)，詳見(jiàn)表6。

3.3.2 歷史事件

管網(wǎng)的歷史事件，在一定程度上表明，該段管線(xiàn)在日常巡查中受到了忽視，或是該段道路施工頻繁，歷史事件次數(shù)的計(jì)算按照管網(wǎng)年均次數(shù)，建議按照風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估組織前不少于三年連續(xù)歷史記錄數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，詳見(jiàn)表7。

4 風(fēng)險(xiǎn)發(fā)生后果性評(píng)估

供水管網(wǎng)安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估的可能性考慮管網(wǎng)的影響用戶(hù)數(shù)、敷設(shè)區(qū)域以及管網(wǎng)的可靠性等。根據(jù)管線(xiàn)所在道路等級(jí)、管線(xiàn)影響用戶(hù)數(shù)、管線(xiàn)周邊區(qū)域重要性、是否屬于環(huán)狀管網(wǎng)等給出評(píng)分。

4.1 管線(xiàn)所在道路等級(jí)

參照《城市道路工程設(shè)計(jì)規(guī)范》（CJJ 37-2012），將道路分為快速路、主干道、次干道和支路四級(jí)。道路等級(jí)越高，評(píng)分值越高，表明道路下的供水管道發(fā)生事故的危害性越大，對(duì)交通的影響越大，詳見(jiàn)表8。

4.2 管線(xiàn)影響用戶(hù)數(shù)

配水管網(wǎng)應(yīng)滿(mǎn)足用戶(hù)要求。一段管道其用戶(hù)越多，其發(fā)生事故后導(dǎo)致無(wú)法用水的群眾越多，同時(shí)其長(zhǎng)期停水，導(dǎo)致建筑內(nèi)的水滅火設(shè)施無(wú)水可用，間接導(dǎo)致更大的事故后果，詳見(jiàn)表9。

4.3 管線(xiàn)周邊區(qū)域重要度

城市場(chǎng)所中有一些重要單位，保障該類(lèi)單位供水安全性具有重要意義。如：政府單位、醫(yī)院、學(xué)校等，詳見(jiàn)表10。

4.4 是否屬于環(huán)狀管網(wǎng)

根據(jù)《室外給水設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》（GB 50013-2018）第7.1.8條，配水管網(wǎng)宜采用環(huán)狀布置?？紤]到某些中、小城鎮(zhèn)等特殊情況，一時(shí)不能形成環(huán)網(wǎng)，可按枝狀管網(wǎng)設(shè)計(jì)，但是應(yīng)考慮將來(lái)連成環(huán)狀管網(wǎng)的可能，詳見(jiàn)表11。

5 安全管理

評(píng)估城市供水系統(tǒng)的應(yīng)急能力與風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別能力^[6]，良好的安全管理有利于降低管網(wǎng)風(fēng)險(xiǎn)，提高供水管網(wǎng)可靠性，當(dāng)爆管頻率高或出現(xiàn)影響管道安全運(yùn)行等情況時(shí)，可縮短巡檢周期或?qū)嵤?4 h監(jiān)測(cè)，提升管網(wǎng)可靠性。

5.1 安全管理評(píng)估指標(biāo)

上下游監(jiān)測(cè)設(shè)備能夠?qū)崿F(xiàn)該段管網(wǎng)安全性實(shí)時(shí)感知，并且有應(yīng)急隊(duì)伍與物資可以快速降低風(fēng)險(xiǎn)嚴(yán)重性，巡檢的次數(shù)低或巡檢制度不完善，不利于發(fā)現(xiàn)管網(wǎng)事故，同時(shí)可能造成較為嚴(yán)重的后果，詳見(jiàn)表12。

5.2 安全管理修正規(guī)則

安全管理修正規(guī)則詳見(jiàn)表13。

6 供水管網(wǎng)安全風(fēng)險(xiǎn)計(jì)算

根據(jù)供水管網(wǎng)可能性和后果性指標(biāo)的重要性，設(shè)定其指標(biāo)權(quán)重，也可通過(guò)專(zhuān)家打分之后再進(jìn)行確定，如表14所示。本權(quán)重參照《城市供水管網(wǎng)安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估技術(shù)規(guī)范》（DB31/T? 1332-2021）。

7 結(jié)語(yǔ)

本文主要應(yīng)用場(chǎng)景是已建設(shè)供水管網(wǎng)安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的城市。當(dāng)前端監(jiān)測(cè)設(shè)備上傳的各類(lèi)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)生成風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警后，管網(wǎng)風(fēng)險(xiǎn)也隨之動(dòng)態(tài)變化，實(shí)時(shí)展現(xiàn)當(dāng)前的供水管網(wǎng)風(fēng)險(xiǎn)一圖掌握。

（1）文章在評(píng)估風(fēng)險(xiǎn)發(fā)生可能性及風(fēng)險(xiǎn)后果之前新增控制性指標(biāo)判斷流程。文章控制達(dá)到老舊管線(xiàn)指標(biāo)的管網(wǎng)直接給予高風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)。國(guó)家文件對(duì)于管網(wǎng)的評(píng)估在文章中得到了充分重視，更好地指導(dǎo)主管部門(mén)盡快進(jìn)行改造建設(shè)。管網(wǎng)的運(yùn)行狀況和健康狀態(tài)不是靜止的，而是隨著時(shí)間和各類(lèi)突發(fā)事件而不斷變化的。

（2）本文在評(píng)估風(fēng)險(xiǎn)發(fā)生可能性及風(fēng)險(xiǎn)后果之后新增安全管理修正指標(biāo)。合理有效的安全管理可以一定程度降低管網(wǎng)風(fēng)險(xiǎn)發(fā)生的可能和后果。前端安全監(jiān)測(cè)設(shè)備的布設(shè)、定期的巡檢運(yùn)維有助于及時(shí)感知風(fēng)險(xiǎn)，應(yīng)急隊(duì)伍和應(yīng)急資源的遠(yuǎn)近有助于及時(shí)處置風(fēng)險(xiǎn)，都可以減輕事故發(fā)生的嚴(yán)重性。因此，上述因素對(duì)于管網(wǎng)風(fēng)險(xiǎn)的修正是合理的、有價(jià)值的。

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