沿海城市供水系統(tǒng)易受咸潮、臺風(fēng)以及洪澇災(zāi)害等自然因素影響，從而導(dǎo)致城市供水安全風(fēng)險(xiǎn)加大。為增強(qiáng)城市供水安全保障，提高城市供水系統(tǒng)抗風(fēng)險(xiǎn)能力，采用矩陣分析法，以沿海某城市單一水源供水系統(tǒng)為研究對象，針對供水系統(tǒng)的典型特征，結(jié)合韌性城市的理念，分析多環(huán)節(jié)、多因素存在的風(fēng)險(xiǎn)，建立定性描述與定量評價(jià)相結(jié)合的供水系統(tǒng)風(fēng)險(xiǎn)評估體系，綜合評價(jià)城市供水系統(tǒng)風(fēng)險(xiǎn)等級并提出相應(yīng)對策，以期為其他城市的相關(guān)研究提供參考。

0 引言

在我國經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展的40年間，城市人口急劇增加，用水需求持續(xù)增長。隨著城市規(guī)模的擴(kuò)大和功能的不斷集聚，城市供水系統(tǒng)越來越復(fù)雜多樣。水資源短缺、水質(zhì)污染加劇、突發(fā)事件頻出使供需矛盾日趨加劇，尤其是沿海城市近年連續(xù)遭受咸潮上溯、臺風(fēng)、洪澇及其次生災(zāi)害，城市供水系統(tǒng)的脆弱性更加突顯。目前，我國已進(jìn)入高質(zhì)量發(fā)展階段，作為市政基礎(chǔ)設(shè)施之一的城市供水系統(tǒng)，必須與城市發(fā)展相適應(yīng)，因此，需要對城市供水系統(tǒng)進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)評估。根據(jù)評估結(jié)果針對性地制定應(yīng)對措施，建立一個(gè)安全、高效、有一定韌性的供水系統(tǒng)，以適應(yīng)城市高質(zhì)量發(fā)展，滿足城市對用水量及用水品質(zhì)的需求，就變得愈加迫切。

1 城市供水系統(tǒng)風(fēng)險(xiǎn)評估方法及評估體系

1.1 城市供水系統(tǒng)風(fēng)險(xiǎn)評估方法

城市供水系統(tǒng)由水源取水、輸水、水廠、調(diào)節(jié)及增壓構(gòu)筑物、城市供水管網(wǎng)組成。城市供水系統(tǒng)的安全供水目標(biāo)是 “水量足、水質(zhì)優(yōu)、水壓穩(wěn)”，同時(shí)又具有一定適應(yīng)災(zāi)害的能力即韌性。城市供水系統(tǒng)的風(fēng)險(xiǎn)來自于各子系統(tǒng)的不同生產(chǎn)環(huán)節(jié)，可分為原水子系統(tǒng)風(fēng)險(xiǎn)、水廠子系統(tǒng)風(fēng)險(xiǎn)、輸配水子系統(tǒng)風(fēng)險(xiǎn)、二次供水子系統(tǒng)風(fēng)險(xiǎn)等4個(gè)環(huán)節(jié)，城市供水系統(tǒng)風(fēng)險(xiǎn)評估是通過風(fēng)險(xiǎn)源識別、風(fēng)險(xiǎn)特征分析，進(jìn)而評價(jià)風(fēng)險(xiǎn)等級的過程。

根據(jù)城市供水系統(tǒng)的特點(diǎn)以及實(shí)際運(yùn)行、管理狀況，通過比較國內(nèi)外供水行業(yè)風(fēng)險(xiǎn)評估方法，確定以風(fēng)險(xiǎn)矩陣法，建立定性與定量評價(jià)相結(jié)合的城市供水系統(tǒng)風(fēng)險(xiǎn)評估體系，該體系分為3個(gè)步驟，首先對各子系統(tǒng)風(fēng)險(xiǎn)因素進(jìn)行單因子分析，初步獲得單因子風(fēng)險(xiǎn)值;再引入不同風(fēng)險(xiǎn)值范圍的權(quán)重系數(shù)，獲得子系統(tǒng)的風(fēng)險(xiǎn)值;最后衡量各子系統(tǒng)在供水系統(tǒng)中的相對重要程度，確定子系統(tǒng)權(quán)重，經(jīng)綜合評價(jià)得出城市供水系統(tǒng)風(fēng)險(xiǎn)級別。

1.2 城市供水系統(tǒng)風(fēng)險(xiǎn)評估體系

1.2.1 單因子評價(jià)

調(diào)查研究供水系統(tǒng)發(fā)生過的事故影響范圍及嚴(yán)重程度，辨析隱患及可能性，獲得風(fēng)險(xiǎn)清單，綜合考慮風(fēng)險(xiǎn)概率和風(fēng)險(xiǎn)嚴(yán)重性兩方面的因素，評判單因子風(fēng)險(xiǎn)等級，即風(fēng)險(xiǎn)值K=風(fēng)險(xiǎn)概率(K1)×風(fēng)險(xiǎn)嚴(yán)重性(K2)。風(fēng)險(xiǎn)事件按照可能性由小到大排序，賦值為K1=(1～5)，按照嚴(yán)重程度由低到高排序，賦值也為K2=(1～5)。風(fēng)險(xiǎn)等級的劃分主要根據(jù)同行業(yè)專家和運(yùn)行管理人員經(jīng)驗(yàn)確定，風(fēng)險(xiǎn)等級的劃分標(biāo)準(zhǔn)見表1。風(fēng)險(xiǎn)類型分為預(yù)防型和反應(yīng)型，若風(fēng)險(xiǎn)值(16~25)Ⅳ級風(fēng)險(xiǎn)，則應(yīng)不惜成本避免風(fēng)險(xiǎn)發(fā)生;若風(fēng)險(xiǎn)值(11~15)Ⅲ級風(fēng)險(xiǎn)，則合理安排資金避免風(fēng)險(xiǎn)發(fā)生;若風(fēng)險(xiǎn)值(6~10)Ⅱ級風(fēng)險(xiǎn)，則應(yīng)按照合理步驟避免其發(fā)生或盡可能減低發(fā)生后造成的影響，上述3類均為預(yù)防型，若風(fēng)險(xiǎn)值(1~5)Ⅰ級風(fēng)險(xiǎn)，影響較小，發(fā)生后再采取措施，為反應(yīng)型。

1.2.2 子系統(tǒng)風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)

按照風(fēng)險(xiǎn)因素風(fēng)險(xiǎn)值的范圍，引入權(quán)重系數(shù)j，將各子系統(tǒng)的風(fēng)險(xiǎn)因素做加權(quán)處理，則子系統(tǒng)風(fēng)險(xiǎn)值=∑(風(fēng)險(xiǎn)值×權(quán)重j)/∑權(quán)重。權(quán)重系數(shù)見表2。

1.2.3 供水系統(tǒng)風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)

供水系統(tǒng)的風(fēng)險(xiǎn)通過子系統(tǒng)的風(fēng)險(xiǎn)值和子系統(tǒng)的權(quán)重值來評價(jià)，即供水系統(tǒng)風(fēng)險(xiǎn)值=∑(子系統(tǒng)風(fēng)險(xiǎn)值×子系統(tǒng)權(quán)重值)，其中子系統(tǒng)的權(quán)重值指各子系統(tǒng)在整體供水系統(tǒng)中的相對重要程度，可以綜合衡量各子系統(tǒng)對于供水系統(tǒng)的風(fēng)險(xiǎn)比重。為了較為客觀地獲得權(quán)重值，項(xiàng)目組編制了調(diào)查問卷，邀請珠三角各地行業(yè)專家5人以及市內(nèi)水司運(yùn)行管理專家6人，共11人，進(jìn)行問卷調(diào)查及座談，評判各子系統(tǒng)權(quán)重值為：原水子系統(tǒng)45%，水廠子系統(tǒng)35%，輸配水子系統(tǒng)15%，二次供水子系統(tǒng)5%。

2 研究案例

2.1 城市供水系統(tǒng)概況

沿海某城市地處珠江口西岸，城市供水系統(tǒng)承擔(dān)本市約189萬人生活用水及工業(yè)用水，同時(shí)還承擔(dān)對澳門原水供應(yīng)。該城市利用西江客水資源作為城市供水水源，總量滿足本市及澳門用水需求，豐水期主要取水口水質(zhì)達(dá)標(biāo)，但枯水期咸潮上溯，導(dǎo)致境內(nèi)河道出現(xiàn)不同程度的咸度超標(biāo)，屬季節(jié)型缺水城市。目前已建成調(diào)咸水庫13座，總庫容約1.15億m3;市內(nèi)現(xiàn)有主力水廠9座，總供水能力 143萬m3/d，主要采用常規(guī)處理工藝，出廠水質(zhì)水量基本滿足全市生產(chǎn)生活需要;全市管徑DN200以上的供水管網(wǎng)總長1 289 km。管材有鋼筋混凝土管、鑄鐵管及鋼管等，其中管徑小于DN600的以灰口鑄鐵管和球墨鑄鐵管為主，管徑大于DN600的以鋼筋混凝土管及鋼管為主，管網(wǎng)漏損率15.5%。

2.2 供水子系統(tǒng)現(xiàn)狀及分析

2.2.1 原水系統(tǒng)

以西江水系的客水資源作為本市及澳門供水水源，已建成磨刀門水系、黃楊河水系、虎跳門水系三大原水系統(tǒng)，形成“江水為主、庫水為輔、江庫聯(lián)動、江水補(bǔ)庫、庫水調(diào)咸”的運(yùn)行管理模式，建立了取水泵站-給水廠、取水泵站-調(diào)咸水庫、調(diào)咸水庫-給水廠的城市原水管道系統(tǒng)，以及取水泵站-調(diào)咸水庫-澳門給水廠的對澳原水管道系統(tǒng)，已形成590萬 m3/d的取水能力和9 405萬m3的調(diào)蓄庫容，保障了該市及澳門兩地供水。然而該系統(tǒng)仍然存在調(diào)咸設(shè)施不匹配、各水廠調(diào)蓄庫容不均衡，以及受西江水資源調(diào)配制約、水質(zhì)污染突發(fā)的應(yīng)急等問題。

編輯：王媛媛