粤港澳大湾区的城市供水安全如何保障？

沿海城市供水系统易受咸潮、台风以及洪涝灾害等自然因素影响，从而导致城市供水安全风险加大。为增强城市供水安全保障，提高城市供水系统抗风险能力，采用矩阵分析法，以沿海某城市单一水源供水系统为研究对象，针对供水系统的典型特征，结合韧性城市的理念，分析多环节、多因素存在的风险，建立定性描述与定量评价相结合的供水系统风险评估体系，综合评价城市供水系统风险等级并提出相应对策，以期为其他城市的相关研究提供参考。

0 引言

在我国经济高速发展的40年间，城市人口急剧增加，用水需求持续增长。随着城市规模的扩大和功能的不断集聚，城市供水系统越来越复杂多样。水资源短缺、水质污染加剧、突发事件频出使供需矛盾日趋加剧，尤其是沿海城市近年连续遭受咸潮上溯、台风、洪涝及其次生灾害，城市供水系统的脆弱性更加突显。目前，我国已进入高质量发展阶段，作为市政基础设施之一的城市供水系统，必须与城市发展相适应，因此，需要对城市供水系统进行风险评估。根据评估结果针对性地制定应对措施，建立一个安全、高效、有一定韧性的供水系统，以适应城市高质量发展，满足城市对用水量及用水品质的需求，就变得愈加迫切。

1 城市供水系统风险评估方法及评估体系

1.1 城市供水系统风险评估方法

城市供水系统由水源取水、输水、水厂、调节及增压构筑物、城市供水管网组成。城市供水系统的安全供水目标是 “水量足、水质优、水压稳”，同时又具有一定适应灾害的能力即韧性。城市供水系统的风险来自于各子系统的不同生产环节，可分为原水子系统风险、水厂子系统风险、输配水子系统风险、二次供水子系统风险等4个环节，城市供水系统风险评估是通过风险源识别、风险特征分析，进而评价风险等级的过程。

根据城市供水系统的特点以及实际运行、管理状况，通过比较国内外供水行业风险评估方法，确定以风险矩阵法，建立定性与定量评价相结合的城市供水系统风险评估体系，该体系分为3个步骤，首先对各子系统风险因素进行单因子分析，初步获得单因子风险值;再引入不同风险值范围的权重系数，获得子系统的风险值;最后衡量各子系统在供水系统中的相对重要程度，确定子系统权重，经综合评价得出城市供水系统风险级别。

1.2 城市供水系统风险评估体系

1.2.1 单因子评价

调查研究供水系统发生过的事故影响范围及严重程度，辨析隐患及可能性，获得风险清单，综合考虑风险概率和风险严重性两方面的因素，评判单因子风险等级，即风险值K=风险概率(K1)×风险严重性(K2)。风险事件按照可能性由小到大排序，赋值为K1=(1～5)，按照严重程度由低到高排序，赋值也为K2=(1～5)。风险等级的划分主要根据同行业专家和运行管理人员经验确定，风险等级的划分标准见表1。风险类型分为预防型和反应型，若风险值(16~25)Ⅳ级风险，则应不惜成本避免风险发生;若风险值(11~15)Ⅲ级风险，则合理安排资金避免风险发生;若风险值(6~10)Ⅱ级风险，则应按照合理步骤避免其发生或尽可能减低发生后造成的影响，上述3类均为预防型，若风险值(1~5)Ⅰ级风险，影响较小，发生后再采取措施，为反应型。

1.2.2 子系统风险评价

按照风险因素风险值的范围，引入权重系数j，将各子系统的风险因素做加权处理，则子系统风险值=∑(风险值×权重j)/∑权重。权重系数见表2。

1.2.3 供水系统风险评价

供水系统的风险通过子系统的风险值和子系统的权重值来评价，即供水系统风险值=∑(子系统风险值×子系统权重值)，其中子系统的权重值指各子系统在整体供水系统中的相对重要程度，可以综合衡量各子系统对于供水系统的风险比重。为了较为客观地获得权重值，项目组编制了调查问卷，邀请珠三角各地行业专家5人以及市内水司运行管理专家6人，共11人，进行问卷调查及座谈，评判各子系统权重值为：原水子系统45%，水厂子系统35%，输配水子系统15%，二次供水子系统5%。

2 研究案例

2.1 城市供水系统概况

沿海某城市地处珠江口西岸，城市供水系统承担本市约189万人生活用水及工业用水，同时还承担对澳门原水供应。该城市利用西江客水资源作为城市供水水源，总量满足本市及澳门用水需求，丰水期主要取水口水质达标，但枯水期咸潮上溯，导致境内河道出现不同程度的咸度超标，属季节型缺水城市。目前已建成调咸水库13座，总库容约1.15亿m³;市内现有主力水厂9座，总供水能力 143万m³/d，主要采用常规处理工艺，出厂水质水量基本满足全市生产生活需要;全市管径DN200以上的供水管网总长1 289 km。管材有钢筋混凝土管、铸铁管及钢管等，其中管径小于DN600的以灰口铸铁管和球墨铸铁管为主，管径大于DN600的以钢筋混凝土管及钢管为主，管网漏损率15.5%。

2.2 供水子系统现状及分析

2.2.1 原水系统

以西江水系的客水资源作为本市及澳门供水水源，已建成磨刀门水系、黄杨河水系、虎跳门水系三大原水系统，形成“江水为主、库水为辅、江库联动、江水补库、库水调咸”的运行管理模式，建立了取水泵站-给水厂、取水泵站-调咸水库、调咸水库-给水厂的城市原水管道系统，以及取水泵站-调咸水库-澳门给水厂的对澳原水管道系统，已形成590万 m³/d的取水能力和9 405万m³的调蓄库容，保障了该市及澳门两地供水。然而该系统仍然存在调咸设施不匹配、各水厂调蓄库容不均衡，以及受西江水资源调配制约、水质污染突发的应急等问题。

编辑：王媛媛