極寒氣候對上海中心城區供水安全保障的影響及應對措施

金勰

【摘要】2016年1月下旬 上海遭遇嚴重寒潮侵襲 一月 中心城區供水管線發生大量管損事件城區大面積供水壓力不足 管網壓力監控設備大量受損 中心城區日供水總量歷史最高，針對這一情況做出分析提出在應急狀態下的措施和建議，為應對提供科學依據。

【關鍵詞】上海市；供水管網；寒潮；2016年

引言

2016年1月下旬，上海遭遇35年最強寒潮侵襲，徐家匯氣象站1月24日上午8時實測最低氣溫降至零下7.2℃。在此次強寒潮期間，上海中心城區供水管網集中爆發大口徑管損事件；在冬季日供水總量創歷史新高；出現管網水質短時大幅度波動等異常現象。本文通過收集整理相關數據，并進行分析研究，在宏觀層面給出在極寒氣候條件下保障上海中心城區供水安全的應對措施。

1、寒潮對上海中心城區供水造成的影響

1.1 大口徑（DN500及以上）供水管道管損事件的情況與分析

根據上海市供水相關部門數據，2016年1月份上海中心城區累計共發生DN500以上管損事件62起（其中46起發生在1月下旬寒潮侵襲期間），較去年同期（2015年1月份共24起）增長158.3%，環比2015年12月大口徑管損次數同樣大幅增長。在短時間內集中爆發管損事件數量之多，近年來十分罕見。

1.1.1 管損與溫度的關系

通過收集寒潮期間上海氣象站歷史氣溫數據以及上海供水部門大口徑管損事件記錄信息，建立圖表對比1月份每日氣溫與該日發生管損事件次數的關系，如圖1所示。根據上海中心氣象站數據，上海中心城區從22日（當日最高溫度為5℃）開始迅速降溫，于24日早晨8時21分跌到最低值零下7.2℃，在短時間內溫差達到12℃。

對比查閱上海供水部門大口徑管損詳情記錄發現，上海中心城區于24日中午開始集中爆發大口徑管損事件（管損次數為7次），并在次日25日管損次數達到最高峰，單日管損事件多達11次。

目前中心城區多數供水管網為鋼管或鑄鐵管，此類金屬管對于溫度變化較為敏感。氣溫驟變后，管道發生收縮與膨脹，承受較大的縱向交變應力，加重金屬疲勞破壞，最終導致管損。因此急劇的溫差變化是這次寒潮期間爆管事件集中爆發的重要原因。

1.1.2管損與供水、用水模式的關系

查閱相關記錄，將此次寒潮期間發生的管損事件按照不同時段進行劃分并建立表格，如圖2所示。可見午后13時、16時和晚間22時這三個時段明顯是管損事件高發時段。

其中13時、22時兩個時段為中心城區供水企業午后和晚間上水箱時間，16時則正好是居民用水晚高峰。在上水箱時間段里供水企業會通過增開增壓泵、水庫泵的方式來提升自來水廠和泵站的出廠、出站水壓，此時段管網平均壓力會處在較高水平達到200Kpa以上。在居民用水晚高峰時段，城區管網會因為居民集中用水而出現平均壓力大幅下降的情況，為滿足居民用水需求，供水企業同樣會采取相應措施來提升相關區域的自來水廠和泵站輸出壓力。

由此可知，由于供水管網在這些時段處于高壓狀態，因此供水管網的管損幾率增高。再者由于自來水廠進行開停機泵的操作，會造成管網水壓的劇烈波動，加重正、負水錘效應，并最終在管網薄弱環節造成破壞導致管損。

1.2 供水日均總量異常增長的情況與分析

由于中心城區管網存在大量管損點，導致供水管網壓力普遍低于警戒值160Kpa，為保證市民正常生活用水，供水企業采取增開出廠輸水機泵或提高輸水機泵功率的方法，以此保證中心城區的管網壓力，但同時也導致了大量自來水漏損的現象。中心城區日供水量在1月28日達到歷史最高值。

1.3 寒潮期間管網水質波動的情況與分析

在中心城區爆發大規模管損事件后，隨著管網搶修工作的開始，管網頻繁的閥門開啟與、關閉，加上在搶修管網時無可避免的經常需要開挖道路等工程，管網，同時發生了供水管網水質明顯波動現象，多地，大范圍，水質指標管網濁度出現了明顯的波動，突升明顯。

2、應對措施

2.1 短期應對措施

上海作為特大型城市，老舊管網設備改造存在一定的阻力與難度，短期從根本上徹底扭轉這一局面并不現實。上海應設立供水應急響應中心并制定預案，做好應對媒體預案，聯動供水熱線等現有組織機構，在發生大規模管損事件時做好斷水低水壓區域的民眾信息告知工作。

2..2 加強模型GIS等數字系統

GIS能協助快速、準確地定位爆管位置、搶修停水影響范圍，通過管網運行狀態分析，可快速分析爆管原因。GIS數據庫的建立，能掌握管網安全薄弱環節，對易發生爆管管段進行重點監測，并注重供水管網安全調度，可有效降低爆管率。

2.3 進行管網改造

管網爆管資料可作為管網改造的依據，爆管相對集中的管段應為管網改造的重點，在不均勻沉降造成爆管多發段應考慮加裝伸縮節或柔性接頭，氣囊水擊多發段加裝排氣閥，通過有針對性的改造消除管網爆管隱患。

3、結語

城市供水管網是城市基礎建設的重要組成部分保障作為城市基礎設施的重要組成部分，供水管網的管損，別提，會對城區供水水壓、供水水量造成較大影響，影響區域大，會對市民用水造成很大影響，同時部分漏水爆管會影響道路交通，或者造成商鋪進水，造成進一步經濟損失，通過此次事件的分析可知，加強供水企業業務管理是預防災害發生的關鍵。供水服務的管理是全方位的，因此要求供水企業管理者對工作質量、安全、成本、文明服務等采取正規化、標準化管理，以期保證安全供水，同時取得良好的經濟效益和社會效益。

參考文獻：

[1]郭洪英.舊城區供水管網改造措施分析[J].經營管理者，2015（03）：332.