沿海城市供水系統易受咸潮、臺風(fēng)以及洪澇災害等自然因素影響，從而導致城市供水安全風(fēng)險加大。為增強城市供水安全保障，提高城市供水系統抗風(fēng)險能力，采用矩陣分析法，以沿海某城市單一水源供水系統為研究對象，針對供水系統的典型特征，結合韌性城市的理念，分析多環(huán)節、多因素存在的風(fēng)險，建立定性描述與定量評價(jià)相結合的供水系統風(fēng)險評估體系，綜合評價(jià)城市供水系統風(fēng)險等級并提出相應對策，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)濟高速發(fā)展的40年間，城市人口急劇增加，用水需求持續增長(cháng)。隨著(zhù)城市規模的擴大和功能的不斷集聚，城市供水系統越來(lái)越復雜多樣。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遭受咸潮上溯、臺風(fēng)、洪澇及其次生災害，城市供水系統的脆弱性更加突顯。目前，我國已進(jìn)入高質(zhì)量發(fā)展階段，作為市政基礎設施之一的城市供水系統，必須與城市發(fā)展相適應，因此，需要對城市供水系統進(jìn)行風(fēng)險評估。根據評估結果針對性地制定應對措施，建立一個(gè)安全、高效、有一定韌性的供水系統，以適應城市高質(zhì)量發(fā)展，滿(mǎn)足城市對用水量及用水品質(zhì)的需求，就變得愈加迫切。

1 城市供水系統風(fēng)險評估方法及評估體系

1.1 城市供水系統風(fēng)險評估方法

城市供水系統由水源取水、輸水、水廠(chǎng)、調節及增壓構筑物、城市供水管網(wǎng)組成。城市供水系統的安全供水目標是 “水量足、水質(zhì)優(yōu)、水壓穩”，同時(shí)又具有一定適應災害的能力即韌性。城市供水系統的風(fēng)險來(lái)自于各子系統的不同生產(chǎn)環(huán)節，可分為原水子系統風(fēng)險、水廠(chǎng)子系統風(fēng)險、輸配水子系統風(fēng)險、二次供水子系統風(fēng)險等4個(gè)環(huán)節，城市供水系統風(fēng)險評估是通過(guò)風(fēng)險源識別、風(fēng)險特征分析，進(jìn)而評價(jià)風(fēng)險等級的過(guò)程。

根據城市供水系統的特點(diǎn)以及實(shí)際運行、管理狀況，通過(guò)比較國內外供水行業(yè)風(fēng)險評估方法，確定以風(fēng)險矩陣法，建立定性與定量評價(jià)相結合的城市供水系統風(fēng)險評估體系，該體系分為3個(gè)步驟，首先對各子系統風(fēng)險因素進(jìn)行單因子分析，初步獲得單因子風(fēng)險值;再引入不同風(fēng)險值范圍的權重系數，獲得子系統的風(fēng)險值;最后衡量各子系統在供水系統中的相對重要程度，確定子系統權重，經(jīng)綜合評價(jià)得出城市供水系統風(fēng)險級別。

1.2 城市供水系統風(fēng)險評估體系

1.2.1 單因子評價(jià)

調查研究供水系統發(fā)生過(guò)的事故影響范圍及嚴重程度，辨析隱患及可能性，獲得風(fēng)險清單，綜合考慮風(fēng)險概率和風(fēng)險嚴重性?xún)煞矫娴囊蛩?，評判單因子風(fēng)險等級，即風(fēng)險值K=風(fēng)險概率(K1)×風(fēng)險嚴重性(K2)。風(fēng)險事件按照可能性由小到大排序，賦值為K1=(1～5)，按照嚴重程度由低到高排序，賦值也為K2=(1～5)。風(fēng)險等級的劃分主要根據同行業(yè)專(zhuān)家和運行管理人員經(jīng)驗確定，風(fēng)險等級的劃分標準見(jiàn)表1。風(fēng)險類(lèi)型分為預防型和反應型，若風(fēng)險值(16~25)Ⅳ級風(fēng)險，則應不惜成本避免風(fēng)險發(fā)生;若風(fēng)險值(11~15)Ⅲ級風(fēng)險，則合理安排資金避免風(fēng)險發(fā)生;若風(fēng)險值(6~10)Ⅱ級風(fēng)險，則應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(lèi)均為預防型，若風(fēng)險值(1~5)Ⅰ級風(fēng)險，影響較小，發(fā)生后再采取措施，為反應型。

1.2.2 子系統風(fēng)險評價(jià)

按照風(fēng)險因素風(fēng)險值的范圍，引入權重系數j，將各子系統的風(fēng)險因素做加權處理，則子系統風(fēng)險值=∑(風(fēng)險值×權重j)/∑權重。權重系數見(jiàn)表2。

1.2.3 供水系統風(fēng)險評價(jià)

供水系統的風(fēng)險通過(guò)子系統的風(fēng)險值和子系統的權重值來(lái)評價(jià)，即供水系統風(fēng)險值=∑(子系統風(fēng)險值×子系統權重值)，其中子系統的權重值指各子系統在整體供水系統中的相對重要程度，可以綜合衡量各子系統對于供水系統的風(fēng)險比重。為了較為客觀(guān)地獲得權重值，項目組編制了調查問(wèn)卷，邀請珠三角各地行業(yè)專(zhuān)家5人以及市內水司運行管理專(zhuān)家6人，共11人，進(jìn)行問(wèn)卷調查及座談，評判各子系統權重值為：原水子系統45%，水廠(chǎng)子系統35%，輸配水子系統15%，二次供水子系統5%。

2 研究案例

2.1 城市供水系統概況

沿海某城市地處珠江口西岸，城市供水系統承擔本市約189萬(wàn)人生活用水及工業(yè)用水，同時(shí)還承擔對澳門(mén)原水供應。該城市利用西江客水資源作為城市供水水源，總量滿(mǎn)足本市及澳門(mén)用水需求，豐水期主要取水口水質(zhì)達標，但枯水期咸潮上溯，導致境內河道出現不同程度的咸度超標，屬季節型缺水城市。目前已建成調咸水庫13座，總庫容約1.15億m3;市內現有主力水廠(chǎng)9座，總供水能力 143萬(wàn)m3/d，主要采用常規處理工藝，出廠(chǎng)水質(zhì)水量基本滿(mǎn)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(cháng)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 供水子系統現狀及分析

2.2.1 原水系統

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

編輯：王媛媛