城市供水系统防护体系的探索与思考

张芝霞 楼晓天

城市是一个国家或地区的政治、经济和文化中心，在战争中常常被选为重点打击目标。1988 年，时任美国空军司令部副参谋长助理的约翰·A.沃登上校提出“五环”目标打击理论，他在美国《空军杂志》上发表的《把敌人作为一个系统来打击》一文对该理论进行了详细阐述，将对敌打击目标分为五个层，第一层为指挥控制环，第二层为生产设施环， 第三层为基础设施环，第四层为民众心理环，第五层为野战部队环，其中就将基础设施列为第三层打击目标（图1）。

从历代战争来看，敌军主要以攻打能源设施、交通枢纽、电力设施为主。1991年的海湾战争历时43天，其中空袭作战38天，摧毁了80%以上的石油提炼设备，炸毁桥梁和主要发电厂及配电网，所有公路被切断，大中城市供电、供水、排水、通信等系统被毁坏。科索沃战争中，以美国为首的北约军队在打击南联盟军事目标的同时，也对南联盟的重要经济目标如电力设施、化工厂、炼油厂、铁路、桥梁等进行了重点打击，直接破坏了南军的后勤保障。

生命线工程被破坏，严重影响社会稳定，直接影响国计民生。其中水作为生命不可或缺的资源，供水系统工程显得尤为重要，因此供水系统目标防护工作亟待解决。

图1 敌军空袭的重点

城市供水系统概述

（一）供水系统组成

城市供水系统通常包括城市取水工程、净水工程和输配水工程。

城市取水工程包括城市水源、取水口、取水构筑物、提升原水的一级泵站以及输送原水到净水工程的输水管等设施。除此之外，还应包括在特殊情况下为蓄、引城市水源所筑的水闸、堤坝等设施，其主要功能为取用水源水。

净水工程包括城市自来水厂、清水库和输送净水的二级泵站等设施。

输配水工程包括从净水工程输入城市供配水管网的输水管道、供配水管网以及调节水量、水压的高压水池、水塔和清水增压泵站等设施。

（二）供水系统重要部位

供水系统中水厂的制水工艺流程如图2所示。

供水单位防护重要部位主要包括：取水口、原水泵站（水库泵站）、引水管（隧）道、二级泵房、配电间、清水池和监控中心（调度中心）等部位。

取水口是指符合国家地表水环境质量标准，并符合水压力要求，能通过原水管、渠、原水泵站输送到自来水厂的取水位置。

原水泵站（水库泵站）是指为原水厂（取水口）提供原水或为原水厂（取水口）通过原水管、渠输送原水的设施单元。根据不同需要分为原水泵站、水库泵站。

引水管（隧）道是指水源到水厂的管渠。

清水池是为调节水厂制水量与供水量之间差额设置的水池。

二级泵房为城市管网提供净水的设施单元。

配电间是指为泵站及净化处理等各类设施提供电力能源的设施单元。

净水工程是指对原水进行给水处理并向用户供水的工程（图3）。

监控中心（调度中心）是涵盖原水监测、出厂水监测、变配电、泵站等监控，以及生产自动控制于一体的生产自动化监控中心。

供水系统防护原则

重要经济目标防护应当贯彻“长期准备、统筹规划，建防结合、寓防于建，突出重点、量力而行，分级防护、属地管理”的原则，按照平战结合、军民融合的思路，统筹考虑重要经济目标的生产需要和安全需要，做到突出重点与兼顾一般相结合，突击防护与快速恢复相结合，地上与地下相结合，条与块相结合。着眼保障战时基本运转能力，合理确定防护数量标准，科学划分防护类别的等级，增强防护建设的针对性、精确性和有效性。

图2 供水工艺流程图

城市供水系统防护规划建议

坚持规划先行。发展改革部门和人民防空部门共同负责协调有关部门编制重要经济目标防护建设总体规划。行业主管部门在编制专项规划和审批重大项目时，要把重要经济目标防护建设作为重要内容统筹安排，指导、监督重要经济目标单位落实任务部署情况，并且要制定完善行业防护标准。重要经济目标单位在编制自身建设规划时，要贯彻落实防护建设总体规划要求，明确人民防空建设工作任务。

图3 絮凝沉淀池

对城市供水系统防护工作而言，单纯对城市水厂的工程防护工作已不能适应现代化的战争状态。因此城市供水系统防护工作应该从“被动式”防护向“主动式”防护转变，这就需要在建设城市供水系统之前，充分考虑相关防护措施与防护手段，做好城市供水系统防护规划工作，从而提高城市供水系统的防护能力，满足战时留城人口的用水需求。

（一） 规划先行、强化项目落实

1.应急水源选择

水源的选用应通过技术经济比较后综合考虑确定，并应符合下列要求：水体功能区划所规定的取水地段；可取水量充沛可靠；原水水质符合国家有关现行标准；与农业、水利综合利用；取水、输水、净水设施安全经济和维护方便；具有施工条件。

2.留城人口用水量预测

在战时，一部分城区人口会依据城市人民防空袭预案进行疏散，另一部分人口则作为留城人口进行就地掩蔽。作为城市供水系统，在战时首先需要保证的是留城人口的基本生命用水，延续留城人口的生存时间，减少战时留城人口不必要的伤亡。

3.水厂防护规划

水厂厂址的选择，除了要符合城镇总体规划和相关规范，还要有良好的卫生环境，并便于设立防护地带；除了对水厂的整体防护之外，仍需要对水厂内的重要工艺设施进行规划防护。但是，由于水厂工艺的连贯性，任何一个工艺流程的损坏，都无法将干净的水供给城区居民；若对整个工艺流程进行全面防护，则工程量较大，缺少一定的可实施性。因此本研究提出：在无法整体防护的背景下，通过加强清水池、二级泵站、配电房以及主干管道的防护，利用清水池中存储的水，在战时保证一定时间内的持续供水能力，同时为水厂的抢修工作提供一定的空间和时间。

4.供水管网防护规划

由于供水管网在规划过程中，并没有考虑到防护的要求，因此大部分的管网没有足够的防护能力。为了保障供水管线在战时的正常使用，本研究提出将供水管线放入地下综合管廊，因为地下综合管廊具有一定防空袭能力，在一定程度上可以保证供水管网的正常使用。

地下综合管廊是实施统一规划、设计、施工和维护，建于城市地下用于敷设市政公用管线的市政公用设施。地下综合管廊是城市“生命线”的重要载体，承担着城市运营必要的能源流、物流、信息流，是城市最重要的经济设施之一 。《中华人民共和国人民防空法》第十四条指出：城市的地下交通干线以及其他地下工程的建设，应当兼顾人民防空需要。

由于城市地下综合管廊工程兼顾人民防空需要不属于人防工程范畴，浙江省为了提高城市基础设施的战时防护能力，根据实际情况编制了《浙江省城市地下综合管廊工程兼顾人防需要设计导则》。

图4 工作流程

由于供水管网的覆盖率较大，供水管道全部入综合管廊不太实际且没有必要，因此本次研究建议将供水主干管道放入地下综合管廊，在保障战时城区供水的同时，也在一定程度上节省了工程量。

（二）供水系统防护区域研究

水厂所在区块，依据重要经济目标的类别和等级，按照其毁伤影响范围，建立起人防综合防护体系（图4），划分核心区、一级管控区域和二级管控区域，确定不同的防护要求和防护措施。

表1 供水系统防护区域配置表

核心区：将供水系统重点部位列为防护的核心区。包括取水口、清水池、配电间、二级泵房。

一级管控区域：将除重点部位的供水系统列为一级管控区域，是指供水单位管理的除重要部位的其他设施区域。

二级管控区域：将供水行业破坏时候产生次生灾害的区域列为二级管控区域或保护供水行业的警戒区域。

（三）防护区域的配置要求

将生产流程中的关键单元作为重点部位，实施针对性防护措施，详见表1。

结语

重要经济目标的防护工作在西方已经开展了几十年，而在我国则刚刚起步，供水系统属于城市生命线工程，不但事关城市的正常运转，在特殊时期甚至会影响国家的安全和稳定。因此，加强对供水系统重要部位的防护，在城市规划建设阶段综合考虑防护措施和防护手段，可有效减轻其在战时或突发事件带来的影响，为城市安全和发展提供保障。