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(shè)與發(fā)展的重要基礎(chǔ)設(shè)施，是生命線工程之一?！?·11”事件之后，美國(guó)政府認(rèn)為城市供水系統(tǒng)也可能成為恐怖襲擊的目標(biāo)，要求服務(wù)人口超過(guò)3300人的供水系統(tǒng)都要進(jìn)行脆弱性分析，專家學(xué)者對(duì)此進(jìn)行了大量的研究，并將研究成果應(yīng)用于水司的日常管理中。而國(guó)內(nèi)在這一領(lǐng)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(bǔ)國(guó)內(nèi)在這一研究領(lǐng)域的空白，也為了給供水部門(mén)提升系統(tǒng)安全性提供科學(xué)依據(jù)，力求在國(guó)內(nèi)外現(xiàn)有研究基礎(chǔ)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(zāi)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(diǎn)，提出城市供水系統(tǒng)脆弱性的概念，為下文進(jìn)行脆弱性定量化分析奠定基礎(chǔ)。
　　 其次，根據(jù)城市供水系統(tǒng)脆弱性的概念，確定其計(jì)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(duì)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(duì)于人為威脅，利用美國(guó)Sandia國(guó)家實(shí)驗(yàn)室開(kāi)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(duì)水量、水質(zhì)、水壓要求的程度，進(jìn)而確定整個(gè)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(duì)天津KGWL供水系統(tǒng)的脆弱性進(jìn)行了定量化分析。通過(guò)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(guò)實(shí)地調(diào)研設(shè)定了10種人為威脅模式，利用MLE計(jì)算其威脅水平，對(duì)比KGWL供水系統(tǒng)在人為威脅發(fā)生前后的運(yùn)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(jìn)其系統(tǒng)安全性的措施，并通過(guò)計(jì)算驗(yàn)證了這些措施能夠降低系統(tǒng)的脆弱性。
　　 通過(guò)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?yàn)楣┧块T(mén)進(jìn)行安全評(píng)價(jià)提供參考依據(jù)，具有一定的理論意義和實(shí)用價(jià)值