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1、城市供排水系统公共安全风险评估 体 系及应 用效果术 侣庆 民 许 开立 吴 穹 杨 锐 1 东北 大学资源与土木工程 学院 2 沈 阳航 空航 天大 学安全 工程 学院 【 摘 要 】基 于对供 排水 系统风 险 因素的分析 ， 建 立 了城 市供 排 水 系统风 险评估 体 系 ， 并将 建立 的风 险评估体 系应 用于 某市供排 水 系统 的风 险评估 ， 验证 了所建 立评估 体 系在 城 市供排水 系统 的风 险评 估 中的 良好 适 用 性 。 【 关键词 】 城 市公 共安全 ； 供水 系统； 排 水 系统 ； 风 险因素； 风险评估体 系 作为城 市生 命线 工程 ， 城 市供
2、排 水系统 是保 障城 市正 常运转 的重要 基础设 施 ， 近年 来一 系列 城 市供 排 水 系统 的 突发 事件 促 使 我 国越 来越 重 视城市供排 水 系统 的安 全问题 4 。 1供水系统 的风险因素分析 城 市供 水 系统 的 风 险 因素 可 以 从水 质安 全 风 险 、 给 水 系统 运营 管理风 险 、 自然灾 害风 险 和政治风 险四个方 面进行分析 。 1 1水 质安全风 险 水源保护与管理 ： 水源的选择直接影响着城 市供水 系统的水质问题。 水源的保护与管理 ， 影 响 着整个城 市供 水 系统 的运 行 ， 更影 响着城 市居 民的生活和生 产 。 供水 管
3、网材 料 ： 如果管 网的材料 恰好 能与水 中的化学物质发生反应 ， 那么反应产生的物质就 很难保证供水 的质量 ； 而且 日积月 累的 反应 ， 腐蚀 管壁 ， 还会影响供水 系统 的可靠性 。 管 网内的水 力停 留时 间 ： 随 着停 留时 间的增 加 ， 水 质会 发生一 定的化学 、 物理 或生物 变化 ， 水 质量 明显 下 降 。 其 风 险主 要包 括 ： 剩 余消 毒 剂的 损失 、 铁 和锰 的 累积 、 物理 及微 生物问题 。 水 质标 准 ： 水 质标 准 的 合理 与 否 ， 直 接 影 响 着供水 安全性 。 水处理技术 ： 主要存在化学物质对净化过程 的 “
4、污染 ” 风险和水 质P H值范 围和指数不稳定风险 。 1 2给水系统运营管理风险 系统 运营机 制 ： 给 水系统股 份控 制一 般要求 国有 ， 外资股份 限制加 入 。 应 急响应机制 ： 需要设 置城市应 急供水 系统， 基金项 目： 国家安全生产重大事故防治关键技术科技项 目( 2 0 1 3 年 ) 3 6 在 城 市常 规供 水 系统 不 能正 常 运行 的 情况 下 为 城 市居民提供紧 急供水 。 系 统监 控 ： 如果 配水 监 控 系统 出现 故 障 、 误 报 或 漏 报 ， 均会 对 供 水 系统 的 运 行 造 成 巨大影 响 ， 甚至 引发事 故 。 管理 人
5、员安 全 素 质 ： 根据 瑟利 模 型 ， 管 理人 员在危 险的各个阶段的反应和判断是否准确和 及 时 ， 将会影响危险的发生和带来的伤害或损害 。 外 部 施 工 ： 外部 施 工 时 可 能 会 损 坏供 水 管 道 ， 因此这 类 工程 的施 工时 ， 供 水 系统 管理 人 员 应 提供 相 应 的管 道布 置数 据 ， 并 且 监督 施 工 ， 以 免 盲 目的施工对供水 系统造成 破坏 。 1 3自然灾害风险 细菌、 病毒、 原生动物、 大肠菌及藻类对水质 卫生 安 全 的 影 响 ； 由于 暴风 雨 、 冰 冻 、 地 震 等 造 成 的灾 害。 1 4政治风 险 恐怖 袭
6、击 ： 供 水 系统 的设 施 、 原水 、 水 池 、 水 坝 、 进水 设 施 、 处 理厂 、 净水 池 、 水 箱 、 水塔 、 配水 管 网等， 都可能是难以防护的被攻击对象 ， 单体 元件受 到破坏 ， 会导 致 大的灾难 。 战 争 ： 战争 时很 难 获取 未被 污 染 的饮 用水 ， 一旦 水 资源 遭到 化学 武 器污 染 或污 水 处理 设 施 被破 坏 ， 该地 区将爆发大规模瘟 疫 。 2排水系统 的风险因素分析 城市排水 系统的风险 因 可以从排水 设 施功能性风险、 系统管理风险、 自然灾害风险和 政治风险 四个方面进 行分析 。 2 1排水设施 功能性风 险 主
7、 要 指 由于 对 城 市 暴 雨 强度 、 管 道 畅 通 程 度 、 管 道 断面 尺寸 等设 计 不合 理 ， 导 致 排 水 系统 不可靠 引发的事故风 险。 2 2系统管理风险 主要 指 由于 系统 监控 失效 、 外部 施 工破 坏 、 排水井盖丢失或不完整以及管理人员安全素 质 低导致的事故风 险 。 2 3自然灾 害风 险 对于 城市排 水 系统 而言 ， 自然 灾害带来 的破 坏 是 巨大 的 。 灾害 一 旦发 生 ， 必然 对城 市 生命 线 工程 的安全性造成危 害。 2 4 政治风险 主要 指恐怖 袭击和 战争时 ， 导致排 水 系统 故 障 以及其引发的其他关 联事
8、故 。 3供排水系统风险评估体系的建立 城市供排水 系统的风险评估体 系 ， 见表 1 。 表 1城 市 供 排 水 系统 风 险评 估 体 系 一级指标 二级指标 三级指标 四级指标 水源保护与管理S 。 。 水处理技术S 水质安全风险S 水 力停 留时 间S 。 管 网材料S ， 水质标准S 。 系统运营机制s ： 。 应急响应机制S 供 运营管理风险S ： 系统监控S 水 管理人 员安全素 质S 系 统 外部施IS ( S ) 地震S 3 1 泥石流S 自然灾害风险S 冻害S 城 洪水S 市 雪 灾 S 供 排 重大生物灾害S ， 水 战争S 。 系 政治风险S 统 恐怖事件 与袭 击S
9、 风 险 城市暴 雨强度R， 。 评 排水设施功能性 管道畅通程度R， 估 风险R 体 管 道断 面尺寸R， ， 系 系统监控R： 系统运营 机制R 应 急响应 机制R： ， 系统管理风 险R： 外部施 工 R 排 井 盖完 整性R 水 系 管理人 员安全素质R 统 地 震R ， 。 ( R) 泥石流R 冻害R 自然 灾害风险R 洪水 R3 4 雪灾R 3 5 重大生物灾害R ， 战争R 政 治风险R 恐怖事件与袭击 R 3 7 4风险评估体 系的应用 某 市城 区现 有 市政水源3 4 处 ， 其 中地 表水源 1 处 ， 地 下水源 3 3 处 。 现有水 厂9 座 ， 市街供 水管 网
10、2 5 3 2 k m， 现有 二次加压泵站2 0 6 4 座 ， 储水池2 0 6 4 座 。 4 1体 系各 层次指标权 重的确定 利 用层次分析法 确定各层次指标 的权重 。 首 先 依据 表 1 及 该城 市 供排 水 系统 现 状 ， 建 立 第 三 和 第 四 层 次 判 断矩 阵 ； 然 后 分 别确 定 第 三 层次各 指标 对第二 层次各 指标 的权重 ， 第四 层 次 各指标 对第 三层次 各指标 的权 重 ， 即 层次单排 序 ， 计算结 果见表2； 最 后根据表 2 的排 序结果 ， 分 别确 定第 四层各 指 标 对于 第 二 层各 指标 的 重要 性 排 序 ， 即
11、层次 总 排 序 ， 计 算结 果 见表 3 。 为 了评 价 层次排 序 的有效性 和可靠 性 ， 还 必须对 判断矩 阵的评价结果进 行一致性检验 。 表2 层 次 单 排 序 结 果 风险 因素 权重 风险因素 权重 水质安伞风险S 0 3 8 4 5 排 水设施功能性风险R 0 3 8 4 5 运营管理风险S ! O 3 8 4 5 运营管理风险R ： 0 3 8 4 5 自然灾害风险S 0 1 4 3 2 自然灾害风险R ( )l 4 2 3 政 治 风 险 S 0 0 8 7 8 政 治 风 险 R () 0 8 7 8 水 源保 护与管理S O 3 4 9 5 城市 暴雨强度计算
12、R 0 1 O 6 1 水处 理技术S O 3 4 9 5 管 道畅通程度R。 0 2 6 0 5 水力停留时间S 0 0 5 5 7 管 道断面尺 寸R ， 0 6 3 3 4 管道材料S 0 0 8 9 7 系统监控R ： 。 0 4 0 7 3 水质标 准S 0 1 5 5 6 运营机制R ： 0 0 5 7 9 运营射 L I s ： ， 0 0 5 6 6 应急响应机制R ： ， 0 l 7 0 9 应急响应机制S ： 0 3 7 8 2 外部施 _f = R： 0 0 9 6 5 系统监控S ： 0 2 l 8 7 井盖完整性R 0 O 9 6 5 管理人 员安全素 质S 0 2
13、l 8 7 管理人员安全素 质R 0 l 7 0 9 外部施 J L S O 1 2 7 8 地震S ， 0 1 01 8 地震R， ， ( )l 0 l 8 冻害S ， O 3 6 7 2 冻害R O 3 6 7 2 洪水S 0 l 0l 8 洪水R O 1 O l 8 雪灾S 3 5 O 3 6 7 2 雪灾R 3 5 0 3 6 7 2 重 人生物灾害S 0 0 6 2 0 重大生物灾害R 。 0 0 6 2 0 战争S ， 0 3 3 3 3 战争R O 3 3 3 3 恐怖袭 击与事件 S O 6 6 6 7 恐怖袭击 与事 件R 0 6 6 6 7 4 2供排水 系统风 险的综合评
14、估 根据上述得到的评估体系的各个指标的权 重和 专家给每 个指标 的评 语集 合的打 分权 重 ， 通 过 一 系列的矩 阵计 算 ， 可 以得到 供排水 系统 的各 分 系统 指标 权重 ， 然 后根据 最大 隶属度 原则给 系 统确定一一 个明确的评价等级 。 3 8 5 结 论 从 城 市 供排 水 系统 的 普 遍性 安 全 影 响 因素 入手 ， 主要进行 了以下工作 ： ( 1 ) 全 面 分 析 了城 市 供 排 水 系 统 的 风 险 因 素 。 供水 系统 的 风 险 因素主 要 有水 质安 全风 险 、 运营 管 理风 险 、 自然 灾 害风 险 和政 治 风 险 ； 排
15、水 表 3层 次 总 排 序 结 果 风险 因素 权重 风险 因素 权重 水源保护 与管理s 。 。 0 1 3 4 3 城市暴雨强度计算R o 0 4 0 8 水处理技 术s 。 0 1 3 4 3 管道畅通程度R。 0 1 0 O 2 水 力停 留时 间s 。3 0 0 2 l 4 管道断面尺寸R o 2 4 3 5 管 道材料 s 。 o 0 3 4 5 系统监控R 0 1 5 6 6 水 质标 准s ， o 0 6 0 2 运营机制R ： 0 0 2 2 3 运营 机N S 。 0 0 2 1 8 应急响应机制R 0 0 6 5 7 应急 响应机 制s 。 0 1 4 8 9 外部施工R 0 0 3 7 l 系统监控S 0 0 8 4 1 井盖完整性R 0 0 3 7 l 管理人 员安全素 质S ： 0 0 8 4 1 管 理人员安全素质R： O 0 6 5 7 外 部施IS 2 5 0 0 4 9 1 地 震S 0 O 1 4 6 地震R 0 O l 4 6 冻害S 3 3 0 0 5
