城市供水系統(tǒng)脆弱性分析研究.pdf

1、城市供水系統(tǒng)是城市建設與發(fā)展的重要基礎設施，是生命線工程之一。“9·11”事件之后，美國政府認為城市供水系統(tǒng)也可能成為恐怖襲擊的目標，要求服務人口超過3300人的供水系統(tǒng)都要進行脆弱性分析，專家學者對此進行了大量的研究，并將研究成果應用于水司的日常管理中。而國內(nèi)在這一領域的研究還很少，缺乏系統(tǒng)的城市供水系統(tǒng)脆弱性分析方法。本文為了填補國內(nèi)在這一研究領域的空白，也為了給供水部門提升系統(tǒng)安全性提供科學依據(jù)，力求在國內(nèi)外現(xiàn)有研究基礎上，提出一

2、種城市供水系統(tǒng)脆弱性分析方法。
　　 首先，在分析了脆弱性、承災體脆弱性、生態(tài)系統(tǒng)脆弱性、水資源脆弱性、地下水脆弱性的概念之后，結(jié)合城市供水系統(tǒng)的特點，提出城市供水系統(tǒng)脆弱性的概念，為下文進行脆弱性定量化分析奠定基礎。
　　 其次，根據(jù)城市供水系統(tǒng)脆弱性的概念，確定其計算方法為威脅水平與功能缺失程度的乘積。分析總結(jié)城市供水系統(tǒng)面臨的自然威脅和人為威脅。對于自然威脅，利用查閱歷史資料的方法確定其威脅水平以及供水系統(tǒng)的功能缺

3、失程度；對于人為威脅，利用美國Sandia國家實驗室開發(fā)的馬爾科夫潛在影響模型(Markov Latent Effects model，MLE)確定其威脅水平，利用EPANET模擬城市供水系統(tǒng)在人為威脅發(fā)生后不能滿足用戶對水量、水質(zhì)、水壓要求的程度，進而確定整個供水系統(tǒng)的功能缺失程度。
　　 最后，利用本文所提出的城市供水系統(tǒng)脆弱性分析方法，對天津KGWL供水系統(tǒng)的脆弱性進行了定量化分析。通過查閱資料確定其潛在的自然威脅為地震，

4、并確定了地震的威脅水平以及供水系統(tǒng)功能缺失程度；通過實地調(diào)研設定了10種人為威脅模式，利用MLE計算其威脅水平，對比KGWL供水系統(tǒng)在人為威脅發(fā)生前后的運行狀態(tài)確定其功能缺失程度。最終得出KGWL供水系統(tǒng)脆弱性分析結(jié)果，提出改進其系統(tǒng)安全性的措施，并通過計算驗證了這些措施能夠降低系統(tǒng)的脆弱性。
　　 通過本文的研究，提出了一套城市供水系統(tǒng)脆弱性定量化分析的方法，能夠為供水部門進行安全評價提供參考依據(jù)，具有一定的理論意義和實用價值