城市供水突发事件的应急预案

浙江工业大学学报

JO U RN A L OF ZHEJIA N G U N IV ERSIT Y OF T ECH N OL O GY V ol.33N o.6Dec.2005

收稿日期:2005-05-09

作者简介:王亚宜(1977-),女,浙江上虞人,博士,讲师,主要研究方向为水污染控制.

城市供水突发事件的应急预案

王亚宜,严 敏

(浙江工业大学建筑工程学院,浙江杭州310032)

摘要:以浙江省供水现状为线索,通过对供水部门的突发事件包括水质污染,咸水入侵等意外事故以及水厂目前的管理状况的调查,研究了水厂事故发生的应急预案内容及其特点,提出了树立正确的供水安全应急管理意识及建立供水安全应急预案的重要性,旨在为中国城市供水部门提供可借鉴的安全供水应急方案.浙江是中国经济最发达的省份之一,但由于水资源分布不均以及严重的水污染问题,浙江省的很多地区因缺水而阻碍了地区经济的可持续发展.调查资料发现,水质性水资源缺乏是浙江缺水的主要原因,另一方面,对于供水部门来说,原水水质的污染亦是最可能发生的突发事故.作为浙江省会所在地的杭州,供水部门最危险的突发事件是原水水质污染和咸潮入侵.关键词:供水安全;突发事件;应急预案

中图分类号:X821.3 文献标识码:A

文章编号:1006-4303(2005)06-0660-05

Emergency response plan against water supply s vulnerability

WANG Ya -yi,YAN Ming

(School of Civil Engin eering and Architecture,Zhejiang Un iversity of T ech nology,H angzhou 310032,C hina)

Abstract:The hazards,such as w ater co ntamination and salt -tide hazard,as w ell as the character -istics of w ater supply utilities in Zhejiang are ex amined in this surv ey.So me area in Zhejiang pro vince,ow ing to the uneven w ater distribution and deterioration of w ater quality ,have suffered

a lot fro m w ater stor ag e w hich has severely affected the local social and eco nom ic sustainable de -v elo pment.Based on the accurate analysis,the study made some feasible proposals on innovation meas -ures and policies concerning water supply emergency planning for water supply utility in China.Key words:w ater supply security;emergency;emergency pr eparation

0 前 言

进入21世纪以来,全球范围内的各种突发事件接踵而至,如地震、火灾、爆炸、公众聚集场所人员伤亡等等,越来越多恶性突发事件的发生,已经引起人们的广泛关注.中国在SARS 事件以后,也开始逐步建立和发展自己的应急预案体系,加强应急管理能力[1]

.

水安全是关系到经济发展、社会稳定和生态安

全的大事. 9 11 事件发生后,美国饮用水水源地

及其基础设施的保护工作大大加快了步伐[2].而在中国,如何应对城镇供水过程出现的突发性事件,相

关的细则内容还不够完善.本文通过对中国浙江省供水系统水源污染的突发事件以及水厂目前的管理

状况的调查,研究了水厂事故发生的应急预案内容和特点,提出了树立正确的供水安全应急管理意识及建立供水安全应急预案的重要性,旨在为中国城市供水部门提供可借鉴的安全供水应急方案.

1 浙江省供水现状

浙江省位于中国东南沿海,全省人口约为4600万,是中国经济最发达的省份之一.该省平均水资源总量为937亿立方米,陆地面积10.18万平方公里,按单位面积计算的水资源量居全国第四位,饮用水资源相当丰富.但浙江省很多经济发达城镇,如杭州、温州、宁波、台州、义乌、舟山等地自2002年以来相继出现不同程度的缺水,随之导致这些地区大量的工业企业和服务行业停产,损失严重,社会正常生活生产秩序受到较大影响.城市供水已成为制约城市经济发展的瓶颈.

浙江省供水不足主要是饮用水源遭受污染引起的.如图1所示,很多城镇的水源水质已经趋于四类水体,甚至还有属于劣五类.一些企业为追求经济利益而大规模排放工业废水造成严重污染等诸多因素,使浙江戴上一顶沉重的帽子:水质性缺水.

供水

图1 浙江地表水水质状况图

不足使很多地方出现了一定程度的水荒,连生活用

水都不能保证,更不必说生产用水.

以上一系列问题的出现,一方面表明在水污染控制方面还需要加大力度;另一方面也给城镇供水行业提出了如何提高供水安全的问题.目前浙江省自来水普及率在80%以上,其中农村自来水普及率也已达到83.7%以上.作为基础设施的供水部门一旦发生事故,饮用水的安全性和公民的人身利益就会受到严重的威胁,因此,建立供水应急预案,将供水安全应急机制纳入供水部门的管理制度势在必行.

2 安全供水中的主要问题及应急预案

状况

据考察,浙江省供水过程中出现的问题主要是水质问题,原水水质突发事件亦是各自来水厂最常见的突发事件.笔者主要围绕以钱塘江作为水源水的杭州市的供水以及应急预案状况进行了调查,结果表明水质超标以及咸水入侵是杭州市供水部门出现最主要突发性事件.2.1 水质超标及其应急预案

杭州市几百万居民中,主城区的80%和淳安、建德、桐庐(大部分)、富阳、萧山等地的饮用水均来自钱塘江水系.如图2所示,杭州5大水厂中,除杭州祥符水厂外(水源来自青山水库下游的笤溪水系),清泰、九溪、南星、赤山埠4大水厂均以钱塘江水为水源水,因此,钱塘江水质的污染物超标将严重威胁着杭州的正常用水

.

图2 杭州市区供水公司分布图

杭州最大的自来水厂是九溪水厂,供水能力达到60M m 3/d,九溪水厂的原水来自钱塘江.近年钱塘江上游,兰江、兰溪和金华一带,污水乱排放现象严重,沿途至杭州,钱塘江水受污染程度更高,因此钱塘江的总磷总氮连续超标,并且超标期从以前的数小时增加到调查时的1~2个月;另外,还发现锰含量超标,而常规给水处理工艺对锰的去除效果往往不佳.磷、氮元素是藻类繁殖突发事件的 元凶 ,直接导致水体的富营养化,最后使整个水环境生态系统恶化;而锰则为水的性状指标,锰含量超标将引起水的色、嗅、味发生变化,饮用水达不到舒适爽口的要求.

661 第6期王亚宜,等:城市供水突发事件的应急预案

上述调查结果表明,现在的饮用水源水质较以前的饮用水源水质已发生较大变化,即应将现在的饮用水源看作微污染水源.应对微污染水源,供水部门就需要调整处理工艺,如进行预臭氧、活性炭等深度处理.杭州南星水厂是目前浙江省正式试行的直饮水基地,其采用处理方法就是臭氧加活性炭法.南星水厂的深度处理方法和经验将会逐步推广应用到其他各个水厂中,杭州市自来水总公司提出计划目标就是在2008年杭州市所有的水均达到深度处理要求.

针对杭州市最重要的取水水源--钱塘江日益严重的水质污染状况,杭州供水部门启动的应急预案如下:

其一,当钱塘江或东苕溪水系受到全面或局部严重污染,供水部门现有工艺不能保证出厂水质时,应根据污染情况和危害及时与上级部门(局、委、市)联系,同时停止取用污染水源,尽可能调用备用水源,并会同有关部门查明污染原因,必要时由出面与水系上游的各家发电厂联系,加大下泄流量,稀释和冲刷污染水体.水厂和水质监测站加强对水体污染物指标的监测(包括对尚未发现污染的其它水源),当水体污染物指标下降到取水允许标准时,方可恢复原取水方式.

其二,当钱塘江或东苕溪水系受污染但不严重,供水部门的处理工艺能大部分去除污染物,而不影响出厂水质指标,供水部门应会同有关部门查明污染基本情况后,向上级部门汇报,并提出消除改善污染源的意见,同时供水公司应尽可能地减少污染水源的取水量而调用未污染水源来保证供水水质.

其三,当中河南端龙山闸 凤山间水体受到严重污染而尚未进入或少量进入贴沙河时,供水部门应及时通知上级部门和河道管理所,立即关闭中贴联络渠闸门,启用双向泵房和抗成泵站或白塔岭泵站,加大中河南端的水量,向中河或新开河排放,直到水质达标.如果污染水已全面进入贴沙河,清泰水厂应停止或减少贴沙河取水量而直接从清泰水厂水源保护渠道取水,并联系河道管理所,稀释和排放贴沙河污水,直到水体有根本性好转.

其四,当珊瑚沙水库或其它水源受到人为故意性或过失性污染,总公司应立即向上级部门和执法机关报警,协助有关部门进行调查、取证、保护现场.同时,根据污染程度和危害性采取停止取水、减少取水、调用其它水源等措施,以确保水质安全.

另外,浙江省台州市椒江、黄岩、路桥三区针对供水紧缺的情况,分别制定了供水危机应急预案.该市确定以 先生活,后生产;先节水,后限水;先地表,

后地下 的供水原则,制定了三区的供水应急预案.三区在预案中分析了今年的供水情况,将可能出现的供水紧张情况分为一级危机、二级危机和三级危机,并制定了每个危机级别的对策方案.这样,在供水危机出现时,就按预案有序启动各级应急措施,尽力保证城市供水.在采取应急预案的同时,该市积极采取建造加压泵站增加原水输送量,扩建水厂设施,进行技术改造,兴修水利工程等措施,以提高供水量.另外,该市还大力开展节水宣传,开展节约用水和计划用水活动.

2.2 咸水入侵及其应急对策

钱塘江水最终流入东海(见图1),每年夏末秋初时节在入海口处都会发生咸潮倒灌,致使钱塘江水变咸.杭州市多年来深受咸潮之苦,咸潮一来,清泰、九溪、南星、赤山埠四大水厂(总供水量为105M m 3/d)的出水量大大减少,城区供水就全都依赖珊瑚沙水库.

2003年,杭州连续遭遇了十几次规模较大的咸潮侵袭,在咸潮冲击期间,杭城的用水全靠珊瑚沙水库供应,珊瑚沙水库的水位从7.10m 一路下降至6.16m,距离水库能够抽水的最低水位5.50m 只有0.5m 多.为保障城区供水,杭州九溪水厂被迫放宽取水标准.按照国家规定,氯根含量超过250m g/L,就应停止取水,而自来水公司在此期间把这条咸潮标准线 放宽 到499mg /L.另一方面,全城实行降压供水,有屋顶水箱的多层住宅、有加压水泵的高层住宅基本能满足用水要求.但其余地区,水压依然只能满足至二楼,因而一些高楼层的市民可能数天喝不到水.

咸潮给杭州城市供水安全造成了极大的威胁,杭州有关部门正在积极研讨抗咸工程的相关事宜.所提出的抗咸预案的实施包括咸潮前的准备、咸潮期间的生产调度和处置措施.其中根据水库取水口江水氯根超标时间的长短分成三种情况:一般情况、严重情况和紧急情况并分别启动不同的应急机制.

(1)一般情况为超标时间<8h,通过总公司合理调度,能保证杭城供水正常.

(2)严重情况为超标时间<15h,在这种情况,采取下述四个措施:一是及时向主管部门汇报咸潮供水情况;二是做好宣传报道,使市民了解咸潮供水情况;三是加强与华东电管局、新安江、富春江水电

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(3)紧急情况为超标时间>15h,此时在做好上述工作的基础上,必要时采取压缩工业用水,保证居民用水的应急措施,制订具体方案报主管部门和市建委批准实施.

2004年抗咸应急工程为咸潮来临架起坚固防线:在不受咸潮影响的周浦三阳村,由农灌渠把钱江水直接引到珊瑚沙,缓解咸潮对杭城的威胁,供水能力是50M m3/d,相当于杭州市日自来水需求量的一半.此外,市自来水总公司表示,将加强对钱塘江咸潮的观测,科学调度城区供水管网,力保杭城市民不吃咸水.

3 健全供水安全应急机制

3.1 树立正确的供水安全应急管理意识

从杭州市原水水质突发事件对城市供水的影响及自来水公司采取的应急措施来看,要及时有效地应对各种可能出现的突发事件,首先必须树立正确的供水安全应急管理意识,这要求我们必须做到以下几点:

(1)要肯定消极防守不是应急管理.供水部门的重要性不亚于航空母舰、核电站等,水质出了问题直接影响到城市中数百万人的身体健康,又比如出现供水不足的情况同时城市的一角发生火灾,需要足够的水压支援消防,损失的是人民的财产和生命.因此供水部门必须时刻保持警觉,获得高可靠性.

(2)供水中的突发事件不是一成不变的,其中未预料事件占了部分比例.应对这些未预料事件,就要看应急决策能力,光靠应急预案是不够的.例如现在的供水水源水质在悄悄发生变化.杭州三大自来水厂的原水取自钱塘江,2001年该段水质良好达到了国家二级水质标准,但近年钱塘江上游段污染增加,总氮超标,还有多项污染物超过水质标准,有时还检出 三致 物质的痕迹.钱塘江水体受到来自工厂、农田和生活的污水废物的影响,在加强钱塘江及支流的城镇的水污染治理的同时,也要注意到原水水质已变,不能再视为以前的饮用水原水,而要将其看作微污染水源.应对微污染水源,供水部门可能要调整处理工艺,比如进行深度处理等.

(3)完全放弃应急计划不可取.人不可能在突发事件发生后的短短几分钟内弄清所有问题,作出恰当好处的决策.因此,应急预案是必要的,它使供水部门在发生事故后有章可循,有法可依,在某种程度上可以舒缓人的紧张情绪.应急措施可以防止一般事故的发生,但这不表示失去警觉,启动应急预案后,只要把握好原则,根据实际情况随机应变,可提高处理危机的能力.

3.2 完善供水应急预案

为加强城市供水管理,确保城市供水安全,增强城市供水应对突发情况事故的能力,建立城市安全供水应急机制迫在眉睫.为实现这一目的,供水部门的各种突发事件应该充实入预案.实施应急预案的目的,是以最快速度恢复正常秩序,最大限度地减少突发事件带来的损失.总结突发事件的经验教训,不仅可以使供水部门的应变能力得到锻炼,也可以防止控制下次同样的事故发生并得到确实有效的突发事件处理方法.

如前所述,虽然钱塘江水质超标、咸水入侵事故严重,但由于市自来水公司迅速启动了应急预案,制定出合理的供水方案,千方百计地保证居民基本生活用水,将突发事件带来的负面影响减少到最小,这是成功处置突发事件可以借鉴的经验.当然,城市供水系统可能出现的突发事件很多,应急处理措施因根据供水突发事件的不同而分类,主要有三类:

(1)灾害性突发事件:如洪涝水灾、枯水、火灾、台风和地震等.

(2)原水水质突发事件:如水传播疾病、水质超标、红虫和咸水入侵等.

(3)给水设施突发事件:如供水设施破坏、水厂配变电故障和爆管抢修等.

面对上述可能发生的突发事件,应有针对性地分别建立应急预案.另外,随着 9 11 事件后恐怖活动的频繁,恐怖活动分子亦可能袭击供水系统.美国就此综合分析了袭击供水系统的可能性和采用的手段,并介绍水厂各种反恐措施,其中很多方法非常适用中国供水行业,很值得借鉴[2,3].杭州市于2004年底制订了有关供水问题的《突发性事件及险情应急预案》,并进行预演,要求杭州市97家供水企业中,7家公共供水企业、22家自备水厂和一些规模较大的镇水厂必须制订应急预案.

4 结 语

以浙江省供水现状为线索,研究了供水系统中

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第6期王亚宜,等:城市供水突发事件的应急预案

存在的突发事件问题及供水部门采取的事故预防处理措施,主要探讨了浙江省供水系统中目前存在的一些问题,分析了目前国际范围内供水安全方面的情况说明了确保供水水质安全的重要性,以及建立和完善供水安全应急预案的必要性.

通过对以钱塘江作为水源水的杭州市的供水以及应急预案状况的调查表明,水质超标以及咸水入侵是杭州市供水部门出现最主要突发性事件.为了完善应对类似突发性事件的应急机制,杭州市以及浙江省的供水部门应将各种突发事件充实入预案,总结突发事件的经验教训,这样不仅可以使供水部门的应变能力得到锻炼,也可防止控制下次同样的

事故发生并得到确实有效的突发事件处理方法.参考文献:

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[3] Samuel M .Emergency planning guide for utilities [M ].US A:

Pennw ell Books,1994.

(责任编辑:翁爱湘)

(上接第659页)

也没有改变.而桩身内力与等代柱的内力是不同的,桩身各深度处内力和变位应采用式(5~8)计算.

对于某一工程来说,不应将所有的基础均设计成一柱一桩形式,因为这样的基础尽管有纵横双向的基础梁拉结,但就整个系统而言仍然是侧向可发生较大位移,不利于基础的稳定性,也不能用本文等代柱的方法进行与上部结构的共同作用分析.应在纵横两个方向设置一定的多桩基础或其它稳定的基础形式,确保基础水平方向稳定性.

3 结 语

(1)工程中经常采用的一柱一桩的基础形式是一种稳定性较差的基础,尽管设计者将基础用双向拉梁联结,但基础对柱底的约束仍不能成为理想的刚接,与工程常用的计算假定误差较大.

(2)对于弹性长桩,桩的抗弯刚度可以用m 法求解弹性挠曲微分方程求得.可把桩等代成抗弯刚度相同的两端刚接的柱子,等代柱的截面同桩截面,

柱高度为2.676/ .

(3)将上部结构与等代柱以及基础梁一起进行共同计算分析,得到更符合实际的上部结构、基础梁以及桩顶部的内力结果,作为设计截面和配筋的依据,但桩身各截面内力与位移计算结果不同,桩身内力和位移应按式(5~8)进行计算.

(4)对于具体工程来说,不应将所有的基础均设计成一柱一桩形式,而应在纵横两个方向设置一定的多桩基础或其它稳定的基础形式,以确保基础水平方向稳定性.参考文献:

[1] 桩基工程手册编写委员会.桩基工程手册[M ].北京:中国建

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[2] JGJ 94-94,建筑桩基技术规范[S ].

[3] 张明义.基础工程[M ].北京:中国建材工业出版社,2002.[4] 郝 方,朱爱军,肖常安,等.单桩基础、地基梁与框架共同作

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(责任编辑:刘 岩)

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