關于鳳翔縣城市供水管網脆弱性的分析

王偉莉，婁 濤

（陜西省寶雞市鳳翔縣自來水公司，陜西 寶雞 721400）

1 前言

在不同的領域，對于“脆弱性”這一概念的界定和研究有著很大的區別，而在城市供水管網當中，有關脆弱性的研究，主要指的是城市供水管網在規定的時間和條件之內，各個管道以及整個供水管網系統受到影響之后功能的缺失程度。供水管網的脆弱性越高，則說明受到影響之后功能的缺失程度越高；脆弱性越低，則說明受到影響之后功能的缺失程度越低。

鳳翔縣城區供水管網系統初建于上世紀70 年代末，受當時多種因素影響，管道多采用灰口鑄鐵管。在近年來的管網建設中，才逐漸采用了球墨鑄鐵管和PE 管，但目前仍有一部分鑄鐵管在使用。據統計，鳳翔縣城區DN75 以上管道中鑄鐵管占比約為40%，且服役期最長的已超40 年，因此跑冒滴漏現象頻發，加之城區內各區域供水壓力分布不均衡，城區供水管網脆弱性較強，漏洞較多。究其原因，一是因為城市基礎設施建設不到位。由于缺乏早期的長遠規劃，管網的敷設分布、管徑的選擇上都存在著很多不足；二是供水管網的更新換代速度較慢。部分運行時間較長的管道頻繁出現斷管、漏損現象，雖然實施了老舊管網改造，但也只是局部更新，不能從根本上徹底更換解決；三是日益擴大增長的供水面積對城區供水管網的壓力也造成了一定的威脅。鑒于此，本文著重對鳳翔縣城市供水管網的脆弱性進行了深度的分析和研究。

2 供水管網脆弱性的影響因素

就目前鳳翔縣城市供水管網的情況來看，由于其分布點廣泛，入口比較多，因此很容易受到一些因素的影響，其中以水力脆弱性影響和水質脆弱性影響因素最為嚴重。

（1）水力脆弱性影響因素

在具體的水力脆弱性分析和研究過程中，一方面需要分析和研究供水管網的組織結構是否合理，能否滿足當前城市的供水需求。另一方面則是要檢查城市供水管網的網絡連接是否健全，能否通過改變樹立條件來檢驗供水管網的水壓、水量和水質等。鳳翔縣城區配水管網經過幾次較大的改造，形成了2 環10 枝的管網格局，布局日趨合理，能夠滿足城區供水需求。但是城區地勢西北高、東南低，高程相差較大，而供水采用重力自流方式，因此城區內各區域供水壓力不均衡，總體呈現西北壓力偏低、東南壓力較高，供水壓力平衡點很難掌握。所以水力脆弱性總體較強。

（2）水質脆弱性影響因素

供水管網的水質好壞直接影響著城市居民用水的健康。因此，做好城市供水管網的水質檢測工作尤為重要。需定期的檢測供水管網，分析當前供水管網的水質狀況。除對余氯進行檢測之外，還可以對供水管網當中水的滯留時間、水齡進行分析。目前，鳳翔縣委托陜西省城市供水水質監測網寶雞監測站進行季度監測，監測指標34 項，從檢測報告結果來看，鳳翔城區出廠水、管網水各項水質檢測結果均符合《國家生活飲用水衛生標準》（GB 5749-2006）。但鳳翔城區供水主水源為白荻溝水庫地表水，受氣候、降雨及上游農業污染和工業建設污染等因素較多。因此，水質脆弱性總體較弱。

3 鳳翔縣供水管網脆弱性評價

1）基礎設施脆弱性評估模型

對城市地區供水管網系統的脆弱性進行分析和評價，有著很強的實用價值。尤其將基礎設施脆弱性評估模型應用到鳳翔縣城市供水管網的脆弱性評價中來，可以發現，鳳翔縣城市供水管網受外界和自身不穩定因素的影響較大，其脆弱性較高，抵御風險的能力偏弱。而在實際應用過程中，一方面，借助基礎設施脆弱性評估模型來計算得出鳳翔縣城市供水系統的功能預估值，找出城市供水管網在受到威脅下供水系統對外界威脅和自身不穩定因素的易感性。另一方面則根據所計算得出的數據和結果，采取相應的對策來解決問題，進而降低鳳翔縣城市供水管網受外界和自身不穩定因素的影響力度。

2）水力脆弱性分析評估模型

水力脆弱性分析評估模型能夠借助模擬的優勢對管網的脆弱性進行計算，從而得出比較精確的數據。而借助水力脆弱性分析評估模型來對鳳翔縣城市供水系統進行評估和分析時，應該從三個步驟來進行。首先，需要通過查閱相關的文獻資料和相關的數據，收集并整理得出鳳翔縣城市供水系統出現故障的頻率。其次，利用EPANET 軟件對鳳翔縣城市供水系統當中供水管網不同時間、不同區域的水流量和壓力進行模擬。最后，通過對所搜集到的數據進行分析和計算，從而得出鳳翔縣城市供水系統其脆弱性的相關數據。借助水力脆弱性分析評估模型的分析和評估，我們發現鳳翔縣城市供水管網在不同時間、不同區域的水流量和壓力情況是有所區別的，水流量且供水管網所承受壓力越大的地區供水管網出現故障的頻率越高。

3）威脅綜合脆弱性評價法

將威脅綜合脆弱性評價法應用到鳳翔縣城市供水管網的脆弱性評價中來，能夠對簡單的威脅情景設置脆弱性指標體系進行評價。在此過程中，首先需要鳳翔縣相關政府部門和供水公司建立隨機模型，模擬威脅的情境，從而對于本地區的供水管網的脆弱性有一個大概的認識。隨后，則需要識別供水管網之中容易受到影響的區域、設施和人群等，并針對被影響區域，進行影響分析。最后根據對該區域的影響分析，制定相應的降低影響的措施。借助這種評價方法來對鳳翔縣城市供水管網的脆弱性進行評價，發現在鳳翔縣整個城市當中，絕大多數的區域、設施和人群都受到城市供水管網脆弱性的影響。

4）水司風險評價法

借助水司風險評價法對鳳翔縣城市供水管網脆弱性進行分析評價，一方面可以識別供水管網的脆弱性，指出供水管網當中的不足之處，另一方面則可以為城市供水系統的升級換代以及如何降低災害對城市供水管網脆弱性的影響提供一定的理論依據。在具體實施過程中，首先，需要對鳳翔縣進行脆弱性評價的區域進行審查，并進行合理的規劃。隨后，著重對該地區基礎設施的特征以及規劃所產生的后果和威脅等進行評估，進而找出規劃過程中所存在的風險，并提出相應的改進意見。如此一來，既保證了供水管網脆弱性評價的合理性，又找出了所存在的一些問題。利用水司風險評價法對鳳翔縣城市供水管網的脆弱性進行分析和研究，發現鳳翔縣規劃過程中還是有很多的問題存在，不僅自來水公司的風險預警能力偏低，同時城市供水系統落后，抵抗風險的能力較弱。

5）馬爾科夫潛在影響模型

在對鳳翔縣某一區域供水管網的脆弱性進行分析和評價時，就可以利用馬爾科夫潛在影響模型來進行。在此過程中，相關工作人員可以借助自上向下分析法將系統分解成若干子系統或決定元素，來追蹤某一威脅從發生到產生的全過程，從而對鳳翔縣某一區域的供水管網進行風險評價。可以發現，鳳翔縣部分區域的一些小型供水系統的抵御風險的能力是比較小的。

4 建議

1）做好城市基礎設施建設

鳳翔縣城區供水管網建設是伴隨著城區城市化建設發展而同步進行，但是因為城市化進程的加快，導致鳳翔縣城區供水管網的建設跟不上城市化建設的腳步，呈現出落后的狀態。鑒于此，就必須加強城市基礎設施建設工作。不僅要從管網的敷設分布、管徑的選擇上做好精確合理，同時管網的敷設規劃也要和城市的發展相一致，適當的擴充城市供水管網的直線，選用一些大口徑的管道，從而解決鳳翔縣城區供水管網建設過程中所存在的管道口徑設計較小的問題。

2）做好城市供水管網的更新換代

對于城區內的一些運行時間較長、且經常出現斷管、漏損現象的管道及時地進行更換，并加大城市供水管網改造資金的投入力度，積極引進先進的供水系統和供水管網，進而從根本上解決當前城市供水管網所出現的斷管、漏損現象。

3）做好日常的城市供水管網維護工作

一方面，需要相關工作人員做好日常城市供水管網的維護工作，努力提升自身的專業水平和維護能力。另一方面則需要合理的規劃自來水公司供水設施的運行和調度，從而最大程度地緩解城市供水管網的壓力。

4）共同擬定指標

由于城市供水管網脆弱性評價體系在建構過程中具有一定的直觀性，很多指標的設立都是人為進行的，因此為了降低因為主觀性所造成的城市供水管網脆弱性評價體系的影響，就需要在今后的分析和研究過程中聯合多個供水公司和相關政府部門來共同擬定指標，從而最大程度地降低因為主觀性所造成的城市供水管網脆弱性評價體系的影響。

5）綜合考慮城市系統之間的相互作用

在進行鳳翔縣城市供水管網脆弱性的分析研究工作當中，還應該綜合考慮整個城市系統當中不同枝干之間的相互作用，比如，城市供電系統在遭受損害時，是否會對城市的供水系統造成一定的影響。只有綜合考慮到各個系統之間的聯系，才能讓鳳翔縣城市供水管網脆弱性的分析研究更加的科學和合理。

5 結論

城市供水安全其不僅直接關系到鳳翔縣城市居民的生命財產安全，同時也影響著當地社會經濟發展的穩定性和可持續性。而城市供水管網作為城市供水系統當中最為重要的環節，保證城市供水管網的安全性是關鍵。只有切實做好城市供水管網的脆弱性評價工作，并根據對相關數據以及評價的結果來構建較為完善的風險預防措施和有效的水質監測設備，才能最大程度的降低城市供水管網在使用過程中可能存在的問題。但是，通過利用基礎設施脆弱性評估模型、水力脆弱性分析評估模型、威脅綜合脆弱性評價法、馬爾科夫潛在影響模型等對鳳翔縣城市供水管網的脆弱性進行評價，發現了很多問題。一方面，鳳翔縣城市供水管網的脆弱性偏高，抵御風險的能力較弱，極易受到外界和自身多重因素的影響，進而導致一些老城區的供水管道會經常出現漏損和爆管的情況。另一方面，借助水司風險評價法對鳳翔縣地區的基礎設施的特征以及規劃所產生的后果和威脅等進行評估，發現鳳翔縣城區的很多基礎設施趨于落后且不完善，而這導致鳳翔縣城市供水管網的脆弱性偏高，影響了城市供水的安全。而本次所研究的關于鳳翔縣城市供水管網脆弱性的分析研究，其目的就是為了給今后城市供水管網脆弱性的分析研究提供一定的理論依舊，并指明分析和研究的方向。