城市供水系統防護體系的探索與思考

張芝霞 樓曉天

城市是一個國家或地區的政治、經濟和文化中心，在戰爭中常常被選為重點打擊目標。1988 年，時任美國空軍司令部副參謀長助理的約翰·A.沃登上校提出“五環”目標打擊理論，他在美國《空軍雜志》上發表的《把敵人作為一個系統來打擊》一文對該理論進行了詳細闡述，將對敵打擊目標分為五個層，第一層為指揮控制環，第二層為生產設施環， 第三層為基礎設施環，第四層為民眾心理環，第五層為野戰部隊環，其中就將基礎設施列為第三層打擊目標（圖1）。

從歷代戰爭來看，敵軍主要以攻打能源設施、交通樞紐、電力設施為主。1991年的海灣戰爭歷時43天，其中空襲作戰38天，摧毀了80%以上的石油提煉設備，炸毀橋梁和主要發電廠及配電網，所有公路被切斷，大中城市供電、供水、排水、通信等系統被毀壞。科索沃戰爭中，以美國為首的北約軍隊在打擊南聯盟軍事目標的同時，也對南聯盟的重要經濟目標如電力設施、化工廠、煉油廠、鐵路、橋梁等進行了重點打擊，直接破壞了南軍的后勤保障。

生命線工程被破壞，嚴重影響社會穩定，直接影響國計民生。其中水作為生命不可或缺的資源，供水系統工程顯得尤為重要，因此供水系統目標防護工作亟待解決。

圖1 敵軍空襲的重點

城市供水系統概述

（一）供水系統組成

城市供水系統通常包括城市取水工程、凈水工程和輸配水工程。

城市取水工程包括城市水源、取水口、取水構筑物、提升原水的一級泵站以及輸送原水到凈水工程的輸水管等設施。除此之外，還應包括在特殊情況下為蓄、引城市水源所筑的水閘、堤壩等設施，其主要功能為取用水源水。

凈水工程包括城市自來水廠、清水庫和輸送凈水的二級泵站等設施。

輸配水工程包括從凈水工程輸入城市供配水管網的輸水管道、供配水管網以及調節水量、水壓的高壓水池、水塔和清水增壓泵站等設施。

（二）供水系統重要部位

供水系統中水廠的制水工藝流程如圖2所示。

供水單位防護重要部位主要包括：取水口、原水泵站（水庫泵站）、引水管（隧）道、二級泵房、配電間、清水池和監控中心（調度中心）等部位。

取水口是指符合國家地表水環境質量標準，并符合水壓力要求，能通過原水管、渠、原水泵站輸送到自來水廠的取水位置。

原水泵站（水庫泵站）是指為原水廠（取水口）提供原水或為原水廠（取水口）通過原水管、渠輸送原水的設施單元。根據不同需要分為原水泵站、水庫泵站。

引水管（隧）道是指水源到水廠的管渠。

清水池是為調節水廠制水量與供水量之間差額設置的水池。

二級泵房為城市管網提供凈水的設施單元。

配電間是指為泵站及凈化處理等各類設施提供電力能源的設施單元。

凈水工程是指對原水進行給水處理并向用戶供水的工程（圖3）。

監控中心（調度中心）是涵蓋原水監測、出廠水監測、變配電、泵站等監控，以及生產自動控制于一體的生產自動化監控中心。

供水系統防護原則

重要經濟目標防護應當貫徹“長期準備、統籌規劃，建防結合、寓防于建，突出重點、量力而行，分級防護、屬地管理”的原則，按照平戰結合、軍民融合的思路，統籌考慮重要經濟目標的生產需要和安全需要，做到突出重點與兼顧一般相結合，突擊防護與快速恢復相結合，地上與地下相結合，條與塊相結合。著眼保障戰時基本運轉能力，合理確定防護數量標準，科學劃分防護類別的等級，增強防護建設的針對性、精確性和有效性。

圖2 供水工藝流程圖

城市供水系統防護規劃建議

堅持規劃先行。發展改革部門和人民防空部門共同負責協調有關部門編制重要經濟目標防護建設總體規劃。行業主管部門在編制專項規劃和審批重大項目時，要把重要經濟目標防護建設作為重要內容統籌安排，指導、監督重要經濟目標單位落實任務部署情況，并且要制定完善行業防護標準。重要經濟目標單位在編制自身建設規劃時，要貫徹落實防護建設總體規劃要求，明確人民防空建設工作任務。

圖3 絮凝沉淀池

對城市供水系統防護工作而言，單純對城市水廠的工程防護工作已不能適應現代化的戰爭狀態。因此城市供水系統防護工作應該從“被動式”防護向“主動式”防護轉變，這就需要在建設城市供水系統之前，充分考慮相關防護措施與防護手段，做好城市供水系統防護規劃工作，從而提高城市供水系統的防護能力，滿足戰時留城人口的用水需求。

（一） 規劃先行、強化項目落實

1.應急水源選擇

水源的選用應通過技術經濟比較后綜合考慮確定，并應符合下列要求：水體功能區劃所規定的取水地段；可取水量充沛可靠；原水水質符合國家有關現行標準；與農業、水利綜合利用；取水、輸水、凈水設施安全經濟和維護方便；具有施工條件。

2.留城人口用水量預測

在戰時，一部分城區人口會依據城市人民防空襲預案進行疏散，另一部分人口則作為留城人口進行就地掩蔽。作為城市供水系統，在戰時首先需要保證的是留城人口的基本生命用水，延續留城人口的生存時間，減少戰時留城人口不必要的傷亡。

3.水廠防護規劃

水廠廠址的選擇，除了要符合城鎮總體規劃和相關規范，還要有良好的衛生環境，并便于設立防護地帶；除了對水廠的整體防護之外，仍需要對水廠內的重要工藝設施進行規劃防護。但是，由于水廠工藝的連貫性，任何一個工藝流程的損壞，都無法將干凈的水供給城區居民；若對整個工藝流程進行全面防護，則工程量較大，缺少一定的可實施性。因此本研究提出：在無法整體防護的背景下，通過加強清水池、二級泵站、配電房以及主干管道的防護，利用清水池中存儲的水，在戰時保證一定時間內的持續供水能力，同時為水廠的搶修工作提供一定的空間和時間。

4.供水管網防護規劃

由于供水管網在規劃過程中，并沒有考慮到防護的要求，因此大部分的管網沒有足夠的防護能力。為了保障供水管線在戰時的正常使用，本研究提出將供水管線放入地下綜合管廊，因為地下綜合管廊具有一定防空襲能力，在一定程度上可以保證供水管網的正常使用。

地下綜合管廊是實施統一規劃、設計、施工和維護，建于城市地下用于敷設市政公用管線的市政公用設施。地下綜合管廊是城市“生命線”的重要載體，承擔著城市運營必要的能源流、物流、信息流，是城市最重要的經濟設施之一 。《中華人民共和國人民防空法》第十四條指出：城市的地下交通干線以及其他地下工程的建設，應當兼顧人民防空需要。

由于城市地下綜合管廊工程兼顧人民防空需要不屬于人防工程范疇，浙江省為了提高城市基礎設施的戰時防護能力，根據實際情況編制了《浙江省城市地下綜合管廊工程兼顧人防需要設計導則》。

圖4 工作流程

由于供水管網的覆蓋率較大，供水管道全部入綜合管廊不太實際且沒有必要，因此本次研究建議將供水主干管道放入地下綜合管廊，在保障戰時城區供水的同時，也在一定程度上節省了工程量。

（二）供水系統防護區域研究

水廠所在區塊，依據重要經濟目標的類別和等級，按照其毀傷影響范圍，建立起人防綜合防護體系（圖4），劃分核心區、一級管控區域和二級管控區域，確定不同的防護要求和防護措施。

表1 供水系統防護區域配置表

核心區：將供水系統重點部位列為防護的核心區。包括取水口、清水池、配電間、二級泵房。

一級管控區域：將除重點部位的供水系統列為一級管控區域，是指供水單位管理的除重要部位的其他設施區域。

二級管控區域：將供水行業破壞時候產生次生災害的區域列為二級管控區域或保護供水行業的警戒區域。

（三）防護區域的配置要求

將生產流程中的關鍵單元作為重點部位，實施針對性防護措施，詳見表1。

結語

重要經濟目標的防護工作在西方已經開展了幾十年，而在我國則剛剛起步，供水系統屬于城市生命線工程，不但事關城市的正常運轉，在特殊時期甚至會影響國家的安全和穩定。因此，加強對供水系統重要部位的防護，在城市規劃建設階段綜合考慮防護措施和防護手段，可有效減輕其在戰時或突發事件帶來的影響，為城市安全和發展提供保障。