基于多風險要素的供水管道風險評估方法應(yīng)用

馬學軍

摘 要：主要從風險發(fā)生可能性與風險后果這兩大方面著手進行評估，評估出來的是管網(wǎng)本質(zhì)安全風險，通過合理、有效的安全管理可以一定程度降低管網(wǎng)風險發(fā)生的可能和后果，結(jié)合前端安全監(jiān)測設(shè)備的布設(shè)、定期的巡檢運維有助于及時感知風險，應(yīng)急隊伍和應(yīng)急資源的遠近有助于及時處置風險，基于以上多風險要素的供水管網(wǎng)風險評估方法的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：多要素 供水管網(wǎng) 評估方法 風險管控

中圖分類號：TU991.33???? 文獻標識碼：A

Application of the Risk Assessment Method for Water Supply Pipelines Based on Multiple Risk Factors

MA Xuejun

（Hefei Zezhong Urban Intelligent Technology Co.， Ltd.， Hefei， Anhui Province， 230000 China）

Abstract：This paper mainly evaluates from the two aspects of risk occurrence possibility and risk consequences， and what is evaluated is the essential safety risk of the pipe network. Reasonable and effective safety management can reduce the possibility and consequence of pipe network risks to a certain extent， regular inspection and operation and maintenance can help timely perceive risks in combination with the deployment of front-end safety monitoring equipment， and the distance of emergency teams and emergency resources can help timely deal with risks. This paper discussesthe application of the risk assessment method for the water supply network based on the above multiple risk factors.

Key Words：Multiple factors; Water supply network; Evaluation method; Risk management and control

隨著我國經(jīng)濟建設(shè)的發(fā)展，城市人口不斷增加，隨之產(chǎn)生的用水需求量也在不斷攀升，給市政供水管網(wǎng)工作帶來較大的壓力，供水管網(wǎng)漏損現(xiàn)象嚴重。隨著時間的增長，供水壓力大、管道老化、管道漏損等現(xiàn)象頻繁發(fā)^[1]，導(dǎo)致管網(wǎng)泄漏，引發(fā)爆管、地面坍塌等次生衍生災(zāi)害。分析了主要風險因素的事故影響機理，包括第三方破壞、腐蝕、老化和溫度變化^[2]。當前技術(shù)的發(fā)展和使用趨勢，對數(shù)字孿生技術(shù)在智慧供水建設(shè)中的實際探索進行相應(yīng)^[3]，一種基于多風險要素的供水管道風險進行評估，對于本質(zhì)的風險結(jié)合目前的防控措施進行風險系數(shù)修正，形成新的風險值，從而可有針對性地指導(dǎo)管網(wǎng)管道的運行維護管理與更新改造^[4]。

1 技術(shù)方案

此次風險評估首先進行控制性指標判斷，如存在老舊管線和動態(tài)指標則根據(jù)控制性指標方法進行判斷；如無控制性指標，則進行安全風險評估，考慮風險發(fā)生可能性和后果性；評估結(jié)完成后采用安全管理進行修正，修正后輸出評估結(jié)果，技術(shù)路線詳見圖1。

2 控制性指標

2.1 老舊管網(wǎng)

根據(jù)《城市燃氣管道等老化更新改造實施方案（2022—2025年）的通知》，供水管道改造的范圍包含水泥管道、石棉管道、無防腐內(nèi)襯的灰口鑄鐵管道；運行年限滿30年，存在安全隱患的其他管道等。

2.2 動態(tài)控制

管網(wǎng)高風險區(qū)域，為監(jiān)測的關(guān)鍵位置^[5]，當供水管網(wǎng)安裝有爆管和漏水監(jiān)測時，進行耦合風險分析，同時調(diào)整管網(wǎng)風險等級。未提供預(yù)測范圍時默認為設(shè)備關(guān)聯(lián)管網(wǎng)上下游的管線為對應(yīng)行業(yè)的評估單元。風險耦合有效時間為接到報警信號（人工驗證通過后）預(yù)警事件發(fā)生后24 h，當接到消警信號立即取消風險調(diào)整。

3 風險發(fā)生可能性評估

供水管網(wǎng)安全風險評估的可能性考慮管網(wǎng)的物理屬性、管網(wǎng)周邊環(huán)境以及管網(wǎng)的運行狀態(tài)等。根據(jù)管道不同物理屬性、周邊環(huán)境、運維狀態(tài)等給出評分。

3.1 物理屬性

供水管網(wǎng)的物理屬性包含管材、管徑和管齡。

3.1.1 管材

根據(jù)《室外給水設(shè)計標準》（GB 50013-2018）輸水管道管材一般采用預(yù)應(yīng)力鋼筒混凝土管、鋼管、球墨鑄鐵管、預(yù)應(yīng)力混凝土管等。根據(jù)不同管道承壓能力、耐久性、耐腐蝕性，設(shè)定不同風險分數(shù)。評分值越高，表明該材質(zhì)的管道發(fā)生管網(wǎng)事故的概率越高，詳見表1。

3.1.2 管徑

供水管網(wǎng)系統(tǒng)由不同口徑管道組成，大口徑管道位于輸配管網(wǎng)的上游，小口徑管道位于相對下游的位置，管徑越大其結(jié)構(gòu)安全狀態(tài)越易受到影響，相對危險程度高。評分值越高，表明該管徑的管道發(fā)生管網(wǎng)事故的概率越高，詳見表2。

3.1.3 管齡

結(jié)合歷史事故的調(diào)研，發(fā)現(xiàn)管齡在10～30年，50～70年期間內(nèi)敷設(shè)的供水管道，其發(fā)生的事故概率較大，其整體規(guī)律符合“浴盆曲線”。評分值越高，表明該管齡的管道發(fā)生管網(wǎng)事故的概率越高，詳見表3。

3.2 周邊環(huán)境

供水管網(wǎng)的周邊環(huán)境包含覆土深度和區(qū)域環(huán)境。

3.2.1 覆土深度

在道路等級確定的情況下，覆土深度對管線結(jié)構(gòu)的受力狀態(tài)影響較小。埋深越淺，供水管道受到地面交通荷載或外界施工等作用越大，越容易發(fā)生事故，評分越高，詳見表4。

3.2.2 區(qū)域環(huán)境

考慮道路條件和通行需要可分為四類：綠化帶、人行道、非機動車道和機動車道。不同區(qū)域交通荷載作用大小和方式不同，機動車道下的供水管道受到交通荷載的沖擊作用最大，綠化帶下的管道受到環(huán)境影響最小，詳見表5。

3.3 運維狀態(tài)

供水管網(wǎng)的運維狀態(tài)包含漏損率、歷史事件。

3.3.1 管網(wǎng)漏損率

根據(jù)《室外給水設(shè)計標準》（GB 50013-2018），輸配水管應(yīng)減少漏損。一般來說，管道漏損越大，其施工質(zhì)量、養(yǎng)護水平等越差，發(fā)生事故的概率越大。根據(jù)住建部要求，到2025年全國城市公共供水管網(wǎng)漏損率力爭控制在9%以內(nèi)，詳見表6。

3.3.2 歷史事件

管網(wǎng)的歷史事件，在一定程度上表明，該段管線在日常巡查中受到了忽視，或是該段道路施工頻繁，歷史事件次數(shù)的計算按照管網(wǎng)年均次數(shù)，建議按照風險評估組織前不少于三年連續(xù)歷史記錄數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計，詳見表7。

4 風險發(fā)生后果性評估

供水管網(wǎng)安全風險評估的可能性考慮管網(wǎng)的影響用戶數(shù)、敷設(shè)區(qū)域以及管網(wǎng)的可靠性等。根據(jù)管線所在道路等級、管線影響用戶數(shù)、管線周邊區(qū)域重要性、是否屬于環(huán)狀管網(wǎng)等給出評分。

4.1 管線所在道路等級

參照《城市道路工程設(shè)計規(guī)范》（CJJ 37-2012），將道路分為快速路、主干道、次干道和支路四級。道路等級越高，評分值越高，表明道路下的供水管道發(fā)生事故的危害性越大，對交通的影響越大，詳見表8。

4.2 管線影響用戶數(shù)

配水管網(wǎng)應(yīng)滿足用戶要求。一段管道其用戶越多，其發(fā)生事故后導(dǎo)致無法用水的群眾越多，同時其長期停水，導(dǎo)致建筑內(nèi)的水滅火設(shè)施無水可用，間接導(dǎo)致更大的事故后果，詳見表9。

4.3 管線周邊區(qū)域重要度

城市場所中有一些重要單位，保障該類單位供水安全性具有重要意義。如：政府單位、醫(yī)院、學校等，詳見表10。

4.4 是否屬于環(huán)狀管網(wǎng)

根據(jù)《室外給水設(shè)計標準》（GB 50013-2018）第7.1.8條，配水管網(wǎng)宜采用環(huán)狀布置。考慮到某些中、小城鎮(zhèn)等特殊情況，一時不能形成環(huán)網(wǎng)，可按枝狀管網(wǎng)設(shè)計，但是應(yīng)考慮將來連成環(huán)狀管網(wǎng)的可能，詳見表11。

5 安全管理

評估城市供水系統(tǒng)的應(yīng)急能力與風險識別能力^[6]，良好的安全管理有利于降低管網(wǎng)風險，提高供水管網(wǎng)可靠性，當爆管頻率高或出現(xiàn)影響管道安全運行等情況時，可縮短巡檢周期或?qū)嵤?4 h監(jiān)測，提升管網(wǎng)可靠性。

5.1 安全管理評估指標

上下游監(jiān)測設(shè)備能夠?qū)崿F(xiàn)該段管網(wǎng)安全性實時感知，并且有應(yīng)急隊伍與物資可以快速降低風險嚴重性，巡檢的次數(shù)低或巡檢制度不完善，不利于發(fā)現(xiàn)管網(wǎng)事故，同時可能造成較為嚴重的后果，詳見表12。

5.2 安全管理修正規(guī)則

安全管理修正規(guī)則詳見表13。

6 供水管網(wǎng)安全風險計算

根據(jù)供水管網(wǎng)可能性和后果性指標的重要性，設(shè)定其指標權(quán)重，也可通過專家打分之后再進行確定，如表14所示。本權(quán)重參照《城市供水管網(wǎng)安全風險評估技術(shù)規(guī)范》（DB31/T? 1332-2021）。

7 結(jié)語

本文主要應(yīng)用場景是已建設(shè)供水管網(wǎng)安全監(jiān)測系統(tǒng)的城市。當前端監(jiān)測設(shè)備上傳的各類實時監(jiān)測數(shù)據(jù)生成風險預(yù)警后，管網(wǎng)風險也隨之動態(tài)變化，實時展現(xiàn)當前的供水管網(wǎng)風險一圖掌握。

（1）文章在評估風險發(fā)生可能性及風險后果之前新增控制性指標判斷流程。文章控制達到老舊管線指標的管網(wǎng)直接給予高風險等級。國家文件對于管網(wǎng)的評估在文章中得到了充分重視，更好地指導(dǎo)主管部門盡快進行改造建設(shè)。管網(wǎng)的運行狀況和健康狀態(tài)不是靜止的，而是隨著時間和各類突發(fā)事件而不斷變化的。

（2）本文在評估風險發(fā)生可能性及風險后果之后新增安全管理修正指標。合理有效的安全管理可以一定程度降低管網(wǎng)風險發(fā)生的可能和后果。前端安全監(jiān)測設(shè)備的布設(shè)、定期的巡檢運維有助于及時感知風險，應(yīng)急隊伍和應(yīng)急資源的遠近有助于及時處置風險，都可以減輕事故發(fā)生的嚴重性。因此，上述因素對于管網(wǎng)風險的修正是合理的、有價值的。

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