典型城市供水系统应急能力评估

94城镇供水NO.42017CITYANDTOWNWATERSUPPLY·研究与探讨·典型城市供水系统应急能力评估王静颜文涛（1.重庆建筑工程职业学院,重庆400072；2.重庆大学三峡库区生态环境教育部重点实验室,重庆400045）摘要：针对城市供水系统应急能力缺乏系统评估方法的问题，本文根据城市供水系统全过程中各个环节的高危要素，构建城市供水系统应急能力综合评估指标体系。从城市供水系统应急能力综合评价指数、不同类型指标的应急能力评价指数和不同评价因素的应急能力评价指数三个方面进行评估，并运用这个体系对六个典型城市进行评估，得出这六个城市的供水系统应急能力由高到低依次是郑州、密云、东莞、北川、玉溪、济南。经实践证明该供水系统应急能力评估指标体系科学、可行、完善，具有可推广性。关键词：供水系统应急能力评价指数前言城市供水系统应急能力高低是体现城市供水是否安全可靠的重要标志，供水系统应急能力评估的因素包括水源、取水、水厂、输配水、储水设施、通讯等。目前，水源地突发性污染事件和水源保障能力的研究较多[1～4]，也有对城市供水管网应急能力建设的研究[5]，张晓健[6]、陈汉宁[7]提出要加强城市供水应急处理技术和应急系统建设，杨吉龙等人[8]对天津滨海新区的供水安全分析认为要从水源、输水管道、供水设施和应急后备水源方面提高城市供水安全，沈亚辉等人[9]提出建设水源预警系统、备用水源、水厂工艺提升改造、管网规划建设和二次供水管理等基础架构提高整个供水系统的应急能力。但是，目前的研究缺乏系统的评估方法，无法全面、系统地评价城市供水系统的优势环节和薄弱环节。本文将城市供水系统全过程中各个环节的高危要素构建综合评估指标体系，并运用此体系对6个典型城市的供水系统应急能力进行评估，并优化改造薄弱环节。1.示范地概况本研究选取的示范地是济南、东莞、北川、密云、玉溪和郑州。它们的地域分布很好的代表了我国沿海城市、震后城市、北方城市、南方城市和中部城市。济南、东莞、北川和郑州的水源主要为地表河流水，密云的水源主要为地下水，玉溪的主要水源为水库水。2.研究方法2.1研究内容基于城市供水系统全过程中各个环节的高危要素（包括水源、取水、水厂、输配水、储水设施、通讯等），建立相关指标体系和评价标准，并且依据城市分区和所在区域的指标权重，综合评估城市供水系统的应急能力。2.2评估指标体系从全过程管理角度提出城市供水系统应急能力评估指标体系，并将所提出的指标分解到空间层面、设施层面与管理层面，从而形成城市供水系统应急能力评估指标矩阵模型（见下页表1）。空间城镇供水NO.4201795CITYANDTOWNWATERSUPPLY·研究与探讨·层面的应急指标能够直接引导城市用地规划；设施层面的应急指标能够直接指导各个层次的供水系统规划；管理层面的应急指标则对供水系统进行直接管理。行列相交处为城市供水系统应急能力评价指标集，考虑现实发展动态性、规划滚动性及实施可操作性，应将定性指标进行半定量化处理，形成具体的指标体系，并按各个层面细化，以便于规划实施和后期管理监督与效果评价。2.3指标权重根据我国地域行政规划、水资源空间分布特点、气候特点以及《室外给水设计规范》中的分区方式对我国城市供水系统进行了分区，共分为七个区。一区：黑龙江、吉林、辽宁、内蒙古河套以东；二区：北京、天津、河北、山东、山西、河南、甘肃黄河以东；三区：青海、新疆、西藏、宁夏、陕西、内蒙古河套以西、甘肃黄河以西；四区：安徽、湖南、湖北、江西；五区：四川、重庆、贵州、云南；六区：上海、江苏、浙江、福建；七区：广东、广西、海南。结合七大分区的水资源分布、气候特点、地形地貌特点以及各评价因素对七大区城市供水系统应急能力影响的大小确定各区评价指标的权重（见表2）。表1城市供水系统应急能力评估指标矩阵模型指标类型区域规划总体规划控制性详细规划居住区设计设施型指标人均应急可供水量、应急水源备用率、非传统水源利用率、区域性输水管网连通度城市配水管网连通度、应急指挥中心建设取水保证率、配水管网二次污染率、城市输配水管网布置合理性、储水设施水质保障率水量、水压、水质保障率空间型指标水源结构、水源地保护取水口、水厂、储水设施及应急指挥中心位置选择、人员应急疏散与安置水厂处理工艺布局合理性、人员应急疏散与安置具有消防功能由中水回用补给的景观水体建设、人员应急疏散与安置管理型指标水源突发事件应急预案、区域输配水管网突发事件应急预案取水口水质监测和预警、取水设施突发事件应急预案、输配水管网突发事件应急预案、应急组织体系、应急管理法律体系建设水厂突发水污染事件应急预案、水处理系统突发事件应急预案、储水设施应急预案居住区应急供水预案、全民危机警报系统表2各区评价指标权重目标评价因素评价因素权重应急能力评估指标指标权重一区二区三区四区五区六区七区一区二区三区四区五区六区七区城市供水系统应急能力评估水源0.400.350.400.350.300.250.25应急水源备用率0.280.250.200.200.200.150.15应急水源备用天数0.050.050.050.050.050.050.05水源结构0.120.10.150.10.10.10.1水源地植被覆盖率0.150.200.250.100.050.050.10水源地防洪能力0.100.100.050.300.400.350.30水源突发事件应急预案0.300.300.300.250.200.300.3096城镇供水NO.42017CITYANDTOWNWATERSUPPLY·研究与探讨·目标评价因素评价因素权重应急能力评估指标指标权重一区二区三区四区五区六区七区一区二区三区四区五区六区七区城市供水系统应急能力评估取水0.100.150.100.100.250.100.10水源地地质条件0.100.050.100.100.300.050.05取水保证率0.400.450.500.400.200.300.30取水设施备用情况0.200.250.200.200.200.200.20取水设施突发事件应预案0.300.250.200.300.300.450.45水厂0.100.050.050.100.050.250.30突发水污染事件应急预案0.450.450.450.450.450.450.45水厂所在地地质条件0.100.100.100.100.100.100.10水处理系统突发事件应急预案0.450.450.450.450.450.450.45输配水0.200.200.100.150.250.200.20配水管网连通度0.300.300.350.300.300.300.30输水走廊地灾易发性0.050.050.150.050.200.050.05管网抢修应急预案0.300.300.200.300.200.300.30管网水质污染应急预案0.300.300.200.300.200.300.30管网漏损率0.050.050.100.050.100.050.05储水0.100.150.250.150.050.100.05储水设施水质保障率0.500.600.600.500.500.500.50储水设施突发事件应急预案0.500.400.400.500.500.500.50其它0.100.100.100.150.100.100.10应急指挥中心0.350.350.350.300.400.400.40应急响应时间（min）0.400.400.400.400.400.400.40人员应急疏散与安置0.250.250.250.300.200.200.202.4评价标准评价标准采用得分制，根据具体城市实地调研情况，确定评价因素的每项应急能力评估指标的得分。详细的得分情况见表3。表3城市供水系统应急能力评估指标体系及评价标准（10分制）目标评价因素应急能力评估指标评价标准城市供水系统应急能力评估水源应急水源备用率大于100%≥9分，70%～90%之间7分，小于50%～70%≤5分应急天数不同等级、性质的城市，不同区域的城市应急天数不同。水源结构3个独立水源及以上9分，2个独立水源7分，单一水源≤5分水源地植被覆盖率（%）大于90%≥9分，70%～90%之间7分，小于70%≤5分水源地防洪能力强防洪能力≧9分，一般防洪能力7分，防洪能力差≤5水源突发事件应急预案完善≧9分，一般7分，差≤5（续表）城镇供水NO.4201797CITYANDTOWNWATERSUPPLY·研究与探讨·目标评价因素应急能力评估指标评价标准城市供水系统应急能力评估取水水源地地质条件稳定区≥9分，一般区7分，不稳定区≤5取水保证率大于90%≥9分，70%～90%之间7分，小于70%≤5分取水设施备用情况备用设施完善≥9分，一般7分，无备用设施≤5分取水设施突发事件应预案完善≥9分，一般7分，差≤5水厂突发水污染事件应急预案完善≥9分，一般7分，差≤5水厂所在地地质条件稳定区≥9分，一般区7分，不稳定区≤5水处理系统突发事件应急预案完善≥9分，一般7分，差≤5输配水配水管网连通度大于90%≥9分，80%～90%之间7分，小于80%≤5分输水走廊地灾易发性不易发≥9分，一般7分，易发≤5分管网抢修应急预案完善≥9分，一般7分，差≤5管网水质污染应急预案完善≥9分，一般7分，差≤5管网漏损率小于5%≥9分，5%～10%之间7分，大于10%≤5分储水储水设施水质保障设施完善≥9分，一般6～8分，差≤5储水设施突发事件应急预案完善≥9分，一般6～8分，差≤5其它应急指挥中心有10分，没有0分应急处理时间（天）小于8-10≥9分，5～10之间6～8分，大于10≤4～6分人员应急疏散与安置完善≥9分，一般7分，差≤52.5计算方法对城市供水系统的全过程进行考察，根据评价标准确定各指标的得分，然后依据各区评价要素与指标权重求得城市供水系统各环节的得分，最后将各环节的分值求和得出城市应急能力评价指数。通过对城市供水系统应急能力评价指数与城市应急能力评价指数的状态描述（见表4）中应急能力指数的比较，确定城市供水系统应急能力的状态。表4城市供水系统应急能力状态描述评价标准应急能力指数状态描述高（9，10）水源结构合理，应急水量充足，水源水质优良稳定，水源地生态环境优良，水厂工艺优良稳定，供水管网网络结构合理较高（7，9）水源结构合理较合理，应急水量满足需求，水源水质较好，水源地生态环境良好，水厂工艺良好，运行稳定，供水管网网络结构较合理一般（5，7）水源结构相对单一，应急水量供给维持在临界点，存在水质污染现象，水源地生态环境一般，水厂工艺陈旧但运行稳定，供水管网网络结构错综复杂差（0，5）应急水量短缺，水质污染严重，水环境功能退化严重，水厂设施陈旧，供水管网框架不合理（续表）98城镇供水NO.42017CITYANDTOWNWATERSUPPLY·研究与探讨·3.结果与分析评价指标之间的关系如下：城市供水系统应急能力综合评价指数=不同类型指标的应急能力评价指数之和=设施类指标+空间类指标+管理类指标=不同评价因素的应急能力评价指数*对应权重之和=水源的应急能力评价指数*对应权重+取水的应急能力评价指数*对应权重+水厂的应急能力评价指数*对应权重+输配水的应急能力评价指数*对应权重+储水的应急能力评价指数*对应权重+其它的应急能力评价指数*对应权重。表5六个城市评估结果城市评价指标济南东莞北川密云玉溪郑州城市供水系统应急能力综合评价指数4.527.276.977.396.838.36不同类型指标应急能力评价指数设施类指标2.421.983.682.953.943.17空间类指标0.740.830.851.350.841.52管理类指标1.364.462.443.092.053.67不同评价因素应急能力评价指数水源的应急能力评价指数3.725.67.57.28.88.3取水的应急能力评价指数8.138.37.28.256.88.1水厂的应急能力评价指数7.27.97.07.27.99输配水的应急能力评价指数1.887.17.67.6