城市应急供水规划

城市应急供水规划

摘要：居安思危是人类面对各种灾害的挑战所总结出的具有高度智慧的治国理念，应急供水系统正是解决可能的供水危机的最好办法。本文从应急供水系统的

建设以及应急供水预警系统的建立与保障两个方面讨论了应急供水的规划问题。

关键词：城市，应急供水系统，应急供水预警系统

“居安思危，思则有备，有备无患”，面对自然灾害、水质污染、公共卫生事件、恐怖袭击、战争以及各种突发事件导致供水安全遇到挑战时，应急供水系统

将会发挥决定性的作用。应急供水系统是城市市政建设的重要组成部分，本文从

应急供水系统的建设以及应急供水预警系统的建立与保障两个方面探讨了城市应

急供水的规划问题。

1应急供水系统的建设

1.1 应急供水目标

如同建设任何工程项目，都需要有建设的目标如建设规模、质量指标等，应

急供水系统在规划时也要充分考虑供水的目标。应急供水目标主要是供水人口数量、人均供水量指标、供水规模和供水水质指标[1,3]。下面分别进行讨论。

⒈供水人口数量。由于人口数量是动态变化的，而应急供水系统应满足未来

若干年的需求，所以需要预测人口数量。人口预测模型有马尔萨斯模型、Logistic

模型、线性回归模型等，应根据城市人口抽样统计数据套用模型，选择误差最小

的模型计算供水人口数量[2]。

⒉人均供水量指标。应急供水的目标首先是满足人的基本生活需水，基本生

活需水指标国家目前尚无明确规定，文献[2]以联合国赈灾救助标准、世界卫生组

织建议及有关应急供水经验选用四个级别标准2.5～26L/人?d；文献[3]以拘谨型

家庭人均纯生活用水量为基础再考虑部分公建、服务用水选定100L/人?d。两篇

文献选用的人均水量指标差别很大，前者实际上是维持生命到最低生活标准的用

水指标，而后者则可以满足正常生活的用水指标。建议根据城市水源储量、经济

发展水平等综合考虑，人均供水量指标不应低于2.5L/人?d。

⒊供水规模。城市应急供水规模由应急生活用水、工业用水、消防用水、管

网漏损等四项组成[3]。应急生活用水量按照人口数量和人均供水量指标计算；应

急工业用水可取正常工业用水量的30%[3]；消防用水量可以按照GB50016-2006《建筑设计防火规范》表8.2.1一次灭火用水量数据基础上再考虑次生火灾用

水量而增加20%～40%[4]；管网漏损宜按各城市的控制目标考虑，一般不超过

12%[3]。

⒋供水水质指标。供水水质指标应符合GB 5749-2006《生活饮用水卫生标准》规定，但作为应急供水，因使用时间短及考虑投资成本问题，严控会造成急性中

毒的指标而可以适当放宽长期影响健康的指标[3]。

1.2应急水源规划

应急水源的选择应当遵循以下原则：

⒈依据国际惯例，水源应该按照“先地表水、后地下水”[3]的原则进行选择，

而且国外的大城市通常建设大规模的水库作为城市的可靠水源地，国内也有很多

大中型城市将水库作为备用水源[5]。因此，水源首先应该选择水库、河流、湖泊

等作为水源地；在地表水不能满足要求时才选择地下水做为备用水源。

⒉便于水厂取水，经济合理。取水点应距现有水厂较近，又在城镇和工矿企

业的上流，水质污染较小[3]。

⒊地表水质应符合GB 3838-2002《地表水环境质量标准》Ⅰ～Ⅲ类水质要求。地下水质应符合GB/T 14848-93《地下水质量标准》Ⅰ～Ⅲ类水质要求。

⒋地表水源的枯水流量保证率应满足90～97%[6]。地下水源储量应充足。

⒌采取多水源供水方式，提高供水可靠性。多水源供水是针对单一水源应对

突发水源污染抵御能力差的问题而提出的，多水源可以是地表水的不同水源，也

可以是地表水源和地下水源结合，还可以是多水厂联合供水或区域供水的供水方案。供水水源的途径还有如南水北调、海水淡化、苦咸水淡化、污水回用等[7]。

⒍多点供水，使服务水压趋于均衡。大中型城市常规供水一般由两个以上的

水厂供水，供水设施的管网配置、系统调度都比较合理和完善。如果应急供水集

中在一点，会带来一系列问题，如从管网未梢往干管供水、浑黄水反冲及水压不

均衡等，而且管道工程量急剧上升。因此，应急供水应采用多点供水，可以使服

务水压趋于均衡[3]。

1.3应急供水设施和管道建设

应急供水设施不宜选用较大的固定净化构筑物和较复杂的工程设施，而应选

用简单易行、机动灵活、能快速投入和有针对性的高效净化的应急技术与设备[7]。

应急工艺应满足经济、维护管理方便，符合应急临时供水的水质要求，同时

为今后水质目标提升留有发展余地[3]。

应急供水的管道如果可能受到地质灾害如强烈地震的影响，就应采用高强度

结构材料，同时沿途设置若干接口与地面供水管连通，以满足应急供水的需要；

而且为抵御地震的破坏力，管道的连接必须采用柔性接口[1]。

2 应急供水预警系统的建立与保障

2.1 建设完善的供水监测系统

供水监测系统解决两方面的问题：一是监测常规供水系统，当常规供水系统

出现问题不能使用时，可以立即启动应急供水系统；二是监测应急备用水源，保

证随时有备用水源可以投入使用。

监测系统的要求是能够实时、准确、远程、在线自动化控制。监测系统由水

样采集系统、预处理系统、在线自动分析仪器系统、水质监测自动控制与数据管

理系统、远程数据管理中心和系统软件等组成[8]。

把预警技术与供水监测系统关联起来，使水厂能主动调整运行参数和启动应

急供水系统，以便及时控制与防止造成城市供水中断突发事件的发生[7]。

2.2 建立应急供水信息管理系统[9]

信息管理系统可以基于3种方法建立： GIS、人工智能AI和多智能体Agent。但这三种方法之间并没有明显的界限，目前开发的应急系统大多同时综合了其中

两种或三种技术，利用GIS进行应急管理和三维图形显示，而用AI或Agent进行

应急决策支持。

应急供水信息管理系统应包括供水事故评估模块、应急预案选择模块、应急

供水选调模块、信息查询模块等，模块中包含各种数据库如基础信息数据库、水

质数据监测数据库、水质预警应急案例和城市供水应急预案库、资源库以及用于

直观显示的空间数据库等。

2.3应急供水预案的编制、演练和实施[9-11]

⒈应急预案的作用和组成。应急预案通过对突发事件的种类、范围及其危害

程度做出分析判断，为消除、限制事件影响范围的扩大，并采取减轻和消除事件

中不良后果的有效措施，尽快恢复城市供水的日常运行状况。预案主要包括建立

应急指挥体系、日常预防预警机制、应急响应、应急准备和应急终止几个部分。