关于凤翔县城市供水管网脆弱性的分析

王伟莉，娄 涛

（陕西省宝鸡市凤翔县自来水公司，陕西 宝鸡 721400）

1 前言

在不同的领域，对于“脆弱性”这一概念的界定和研究有着很大的区别，而在城市供水管网当中，有关脆弱性的研究，主要指的是城市供水管网在规定的时间和条件之内，各个管道以及整个供水管网系统受到影响之后功能的缺失程度。供水管网的脆弱性越高，则说明受到影响之后功能的缺失程度越高；脆弱性越低，则说明受到影响之后功能的缺失程度越低。

凤翔县城区供水管网系统初建于上世纪70 年代末，受当时多种因素影响，管道多采用灰口铸铁管。在近年来的管网建设中，才逐渐采用了球墨铸铁管和PE 管，但目前仍有一部分铸铁管在使用。据统计，凤翔县城区DN75 以上管道中铸铁管占比约为40%，且服役期最长的已超40 年，因此跑冒滴漏现象频发，加之城区内各区域供水压力分布不均衡，城区供水管网脆弱性较强，漏洞较多。究其原因，一是因为城市基础设施建设不到位。由于缺乏早期的长远规划，管网的敷设分布、管径的选择上都存在着很多不足；二是供水管网的更新换代速度较慢。部分运行时间较长的管道频繁出现断管、漏损现象，虽然实施了老旧管网改造，但也只是局部更新，不能从根本上彻底更换解决；三是日益扩大增长的供水面积对城区供水管网的压力也造成了一定的威胁。鉴于此，本文着重对凤翔县城市供水管网的脆弱性进行了深度的分析和研究。

2 供水管网脆弱性的影响因素

就目前凤翔县城市供水管网的情况来看，由于其分布点广泛，入口比较多，因此很容易受到一些因素的影响，其中以水力脆弱性影响和水质脆弱性影响因素最为严重。

（1）水力脆弱性影响因素

在具体的水力脆弱性分析和研究过程中，一方面需要分析和研究供水管网的组织结构是否合理，能否满足当前城市的供水需求。另一方面则是要检查城市供水管网的网络连接是否健全，能否通过改变树立条件来检验供水管网的水压、水量和水质等。凤翔县城区配水管网经过几次较大的改造，形成了2 环10 枝的管网格局，布局日趋合理，能够满足城区供水需求。但是城区地势西北高、东南低，高程相差较大，而供水采用重力自流方式，因此城区内各区域供水压力不均衡，总体呈现西北压力偏低、东南压力较高，供水压力平衡点很难掌握。所以水力脆弱性总体较强。

（2）水质脆弱性影响因素

供水管网的水质好坏直接影响着城市居民用水的健康。因此，做好城市供水管网的水质检测工作尤为重要。需定期的检测供水管网，分析当前供水管网的水质状况。除对余氯进行检测之外，还可以对供水管网当中水的滞留时间、水龄进行分析。目前，凤翔县委托陕西省城市供水水质监测网宝鸡监测站进行季度监测，监测指标34 项，从检测报告结果来看，凤翔城区出厂水、管网水各项水质检测结果均符合《国家生活饮用水卫生标准》（GB 5749-2006）。但凤翔城区供水主水源为白荻沟水库地表水，受气候、降雨及上游农业污染和工业建设污染等因素较多。因此，水质脆弱性总体较弱。

3 凤翔县供水管网脆弱性评价

1）基础设施脆弱性评估模型

对城市地区供水管网系统的脆弱性进行分析和评价，有着很强的实用价值。尤其将基础设施脆弱性评估模型应用到凤翔县城市供水管网的脆弱性评价中来，可以发现，凤翔县城市供水管网受外界和自身不稳定因素的影响较大，其脆弱性较高，抵御风险的能力偏弱。而在实际应用过程中，一方面，借助基础设施脆弱性评估模型来计算得出凤翔县城市供水系统的功能预估值，找出城市供水管网在受到威胁下供水系统对外界威胁和自身不稳定因素的易感性。另一方面则根据所计算得出的数据和结果，采取相应的对策来解决问题，进而降低凤翔县城市供水管网受外界和自身不稳定因素的影响力度。

2）水力脆弱性分析评估模型

水力脆弱性分析评估模型能够借助模拟的优势对管网的脆弱性进行计算，从而得出比较精确的数据。而借助水力脆弱性分析评估模型来对凤翔县城市供水系统进行评估和分析时，应该从三个步骤来进行。首先，需要通过查阅相关的文献资料和相关的数据，收集并整理得出凤翔县城市供水系统出现故障的频率。其次，利用EPANET 软件对凤翔县城市供水系统当中供水管网不同时间、不同区域的水流量和压力进行模拟。最后，通过对所搜集到的数据进行分析和计算，从而得出凤翔县城市供水系统其脆弱性的相关数据。借助水力脆弱性分析评估模型的分析和评估，我们发现凤翔县城市供水管网在不同时间、不同区域的水流量和压力情况是有所区别的，水流量且供水管网所承受压力越大的地区供水管网出现故障的频率越高。

3）威胁综合脆弱性评价法

将威胁综合脆弱性评价法应用到凤翔县城市供水管网的脆弱性评价中来，能够对简单的威胁情景设置脆弱性指标体系进行评价。在此过程中，首先需要凤翔县相关政府部门和供水公司建立随机模型，模拟威胁的情境，从而对于本地区的供水管网的脆弱性有一个大概的认识。随后，则需要识别供水管网之中容易受到影响的区域、设施和人群等，并针对被影响区域，进行影响分析。最后根据对该区域的影响分析，制定相应的降低影响的措施。借助这种评价方法来对凤翔县城市供水管网的脆弱性进行评价，发现在凤翔县整个城市当中，绝大多数的区域、设施和人群都受到城市供水管网脆弱性的影响。

4）水司风险评价法

借助水司风险评价法对凤翔县城市供水管网脆弱性进行分析评价，一方面可以识别供水管网的脆弱性，指出供水管网当中的不足之处，另一方面则可以为城市供水系统的升级换代以及如何降低灾害对城市供水管网脆弱性的影响提供一定的理论依据。在具体实施过程中，首先，需要对凤翔县进行脆弱性评价的区域进行审查，并进行合理的规划。随后，着重对该地区基础设施的特征以及规划所产生的后果和威胁等进行评估，进而找出规划过程中所存在的风险，并提出相应的改进意见。如此一来，既保证了供水管网脆弱性评价的合理性，又找出了所存在的一些问题。利用水司风险评价法对凤翔县城市供水管网的脆弱性进行分析和研究，发现凤翔县规划过程中还是有很多的问题存在，不仅自来水公司的风险预警能力偏低，同时城市供水系统落后，抵抗风险的能力较弱。

5）马尔科夫潜在影响模型

在对凤翔县某一区域供水管网的脆弱性进行分析和评价时，就可以利用马尔科夫潜在影响模型来进行。在此过程中，相关工作人员可以借助自上向下分析法将系统分解成若干子系统或决定元素，来追踪某一威胁从发生到产生的全过程，从而对凤翔县某一区域的供水管网进行风险评价。可以发现，凤翔县部分区域的一些小型供水系统的抵御风险的能力是比较小的。

4 建议

1）做好城市基础设施建设

凤翔县城区供水管网建设是伴随着城区城市化建设发展而同步进行，但是因为城市化进程的加快，导致凤翔县城区供水管网的建设跟不上城市化建设的脚步，呈现出落后的状态。鉴于此，就必须加强城市基础设施建设工作。不仅要从管网的敷设分布、管径的选择上做好精确合理，同时管网的敷设规划也要和城市的发展相一致，适当的扩充城市供水管网的直线，选用一些大口径的管道，从而解决凤翔县城区供水管网建设过程中所存在的管道口径设计较小的问题。

2）做好城市供水管网的更新换代

对于城区内的一些运行时间较长、且经常出现断管、漏损现象的管道及时地进行更换，并加大城市供水管网改造资金的投入力度，积极引进先进的供水系统和供水管网，进而从根本上解决当前城市供水管网所出现的断管、漏损现象。

3）做好日常的城市供水管网维护工作

一方面，需要相关工作人员做好日常城市供水管网的维护工作，努力提升自身的专业水平和维护能力。另一方面则需要合理的规划自来水公司供水设施的运行和调度，从而最大程度地缓解城市供水管网的压力。

4）共同拟定指标

由于城市供水管网脆弱性评价体系在建构过程中具有一定的直观性，很多指标的设立都是人为进行的，因此为了降低因为主观性所造成的城市供水管网脆弱性评价体系的影响，就需要在今后的分析和研究过程中联合多个供水公司和相关政府部门来共同拟定指标，从而最大程度地降低因为主观性所造成的城市供水管网脆弱性评价体系的影响。

5）综合考虑城市系统之间的相互作用

在进行凤翔县城市供水管网脆弱性的分析研究工作当中，还应该综合考虑整个城市系统当中不同枝干之间的相互作用，比如，城市供电系统在遭受损害时，是否会对城市的供水系统造成一定的影响。只有综合考虑到各个系统之间的联系，才能让凤翔县城市供水管网脆弱性的分析研究更加的科学和合理。

5 结论

城市供水安全其不仅直接关系到凤翔县城市居民的生命财产安全，同时也影响着当地社会经济发展的稳定性和可持续性。而城市供水管网作为城市供水系统当中最为重要的环节，保证城市供水管网的安全性是关键。只有切实做好城市供水管网的脆弱性评价工作，并根据对相关数据以及评价的结果来构建较为完善的风险预防措施和有效的水质监测设备，才能最大程度的降低城市供水管网在使用过程中可能存在的问题。但是，通过利用基础设施脆弱性评估模型、水力脆弱性分析评估模型、威胁综合脆弱性评价法、马尔科夫潜在影响模型等对凤翔县城市供水管网的脆弱性进行评价，发现了很多问题。一方面，凤翔县城市供水管网的脆弱性偏高，抵御风险的能力较弱，极易受到外界和自身多重因素的影响，进而导致一些老城区的供水管道会经常出现漏损和爆管的情况。另一方面，借助水司风险评价法对凤翔县地区的基础设施的特征以及规划所产生的后果和威胁等进行评估，发现凤翔县城区的很多基础设施趋于落后且不完善，而这导致凤翔县城市供水管网的脆弱性偏高，影响了城市供水的安全。而本次所研究的关于凤翔县城市供水管网脆弱性的分析研究，其目的就是为了给今后城市供水管网脆弱性的分析研究提供一定的理论依旧，并指明分析和研究的方向。