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粤港澳大湾区的城市供水安全如何保障?

时间:2019-10-11 11:09

来源:给水排水

作者:付朝晖等

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沿海城市供水系统易受咸潮、台风以及洪涝灾害等自然因素影响,从而导致城市供水安全风险加大。为增强城市供水安全保障,提高城市供水系统抗风险能力,采用矩阵分析法,以沿海某城市单一水源供水系统为研究对象,针对供水系统的典型特征,结合韧性城市的理念,分析多环节、多因素存在的风险,建立定性描述与定量评价相结合的供水系统风险评估体系,综合评价城市供水系统风险等级并提出相应对策,以期为其他城市的相关研究提供参考。

0 引言

在我国经济高速发展的40年间,城市人口急剧增加,用水需求?#20013;?#22686;长。随着城市规模的扩大和功能的不断集聚,城市供水系统越来越复杂多样。水资源短缺、水质污染加剧、?#29615;⑹录?#39057;出使供需矛盾日趋加剧,尤其是沿海城市近年连续遭受咸潮上溯、台风、洪涝及其次生灾害,城市供水系统的脆弱性更加突显。目前,我国已进入高质量发展阶段,作为市政基础设施之一的城市供水系统,必须与城市发展相?#35270;Γ?#22240;此,需要对城市供水系统进行风险评估。根据评估结果针对性地制定应?#28304;?#26045;,建立一个安全、高效、有一定韧性的供水系统,以?#35270;?#22478;市高质量发展,满足城市对用水量及用水?#20998;?#30340;需求,就变得愈加迫切。

1 城市供水系统风险评估方法及评估体系

1.1 城市供水系统风险评估方法

城市供水系统由水源取水、输水、水厂、调节及增压构筑物、城市供水管网组成。城市供水系统的安全供水目标是 “水量足、水?#35270;擰?#27700;压?#21462;保?#21516;时又具有一定?#35270;?#28798;害的能力即韧性。城市供水系统的风险来自于各子系统的不同生产环节,可分为原水子系统风险、水厂子系统风险、输配水子系统风险、二次供水子系统风险等4个环节,城市供水系统风险评估是通过风险源识别、风险特征分析,进而评价风险等级的过程。

根据城市供水系统的特点以及?#23548;?#36816;行、管理状况,通过比较国内外供水行业风险评估方法,确定以风险矩阵法,建立定性与定量评价相结合的城市供水系统风险评估体系,该体系分为3个步骤,首先对各子系统风险因素进行单因子分析,初步获得单因子风险值;再引入不同风险值?#27573;?#30340;权重系数,获得子系统的风险值;最后衡量各子系统在供水系统中的相?#28798;?#35201;程度,确定子系统权重,经综合评价得出城市供水系统风险级别。

1.2 城市供水系统风险评估体系

1.2.1 单因子评价

调查研究供水系统发生过的事故影响?#27573;?#21450;严重程度,辨析隐患及可能性,获得风险清单,综合考虑风险概率和风险严重?#31908;?#26041;面的因素,评判单因子风险等级,即风险值K=风险概率(K1)×风险严重性(K2)。风险?#24405;?#25353;照可能性由小到大排序,?#25345;?#20026;K1=(1~5),按照严重程度由低到高排序,?#25345;?#20063;为K2=(1~5)。风险等级的划分主要根据同行业专家和运行管理人员经验确定,风险等级的划分标准见表1。风险类型分为预防型?#22836;从?#22411;,若风险值(16~25)Ⅳ级风险,则应不惜成本避免风险发生;若风险值(11~15)Ⅲ级风险,则合理安排资金避免风险发生;若风险值(6~10)Ⅱ级风险,则应按照合理步骤避免其发生或尽可能减?#22836;?#29983;后造成的影响,上述3类均为预防型,若风险值(1~5)Ⅰ级风险,影响较小,发生后再采取措施,为?#20174;?#22411;。image.png

1.2.2 子系统风险评价

按照风险因素风险值的?#27573;В?#24341;入权重系数j,将各子系统的风险因素做加权处理,则子系统风险值=∑(风险值×权重j)/?#36843;?#37325;。权重系数见表2。

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1.2.3 供水系统风险评价

供水系统的风险通过子系统的风险值和子系统的权重?#36947;?#35780;价,即供水系统风险值=∑(子系统风险值×子系统权重值),其中子系统的权重值指各子系统在整体供水系统中的相?#28798;?#35201;程度,可以综合衡量各子系统对于供水系统的风险比重。为了较为客观地获得权重值,项目组编制了调查问卷,邀请珠三角各地行业专家5人以及市内水司运行管理专家6人,共11人,进行问卷调查及座谈,评判各子系统权重值为:原水子系统45%,水厂子系统35%,输配水子系统15%,二次供水子系统5%。

2 研究案例

2.1 城市供水系统概况

沿海某城市地处珠江口西岸,城市供水系统承担本市约189万人生活用水及工业用水,同时还承担对澳门原水供应。该城市利用西江客水资源作为城市供水水源,总量满足本市及澳门用水需求,丰水期主要取水口水质达标,但枯水期咸潮上溯,导致境内河道出现不同程度的咸度超标,属季节型缺水城市。目前已建成调咸水库13座,总库容约1.15亿m3;市内现有主力水厂9座,总供水能力 143万m3/d,主要采用常规处理工艺,出厂水质水量基本满足全市生产生活需要;全市管径DN200以上的供水管网总长1 289 km。管材有钢筋混凝土管、铸铁管及钢管等,其中管径小于DN600的以灰口铸铁管和球墨铸铁管为主,管径大于DN600的以钢筋混凝土管及钢管为主,管网漏损率15.5%。

2.2 供水子系统现状及分析

2.2.1 原水系统

以西江水系的客水资源作为本市及澳门供水水源,已建成磨刀门水系、黄杨河水系、虎跳门水系三大原水系统,形成“江水为主、库水为辅、江库联动、江水补库、库水调咸”的运行管理模式,建立了取水泵站-给水厂、取水泵站-调咸水库、调咸水库-给水厂的城市原水管道系统,以及取水泵站-调咸水库-澳门给水厂的对澳原水管道系统,?#30740;?#25104;590万 m3/d的取水能力和9 405万m3的调蓄库容,保障了该市及澳门两地供水。然而该系统仍然存在调咸设施不匹配、各水厂调蓄库容不均衡,以及受西江水资源调配制约、水质污染?#29615;?#30340;应急等问题。

编辑?#21644;?#23195;媛

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