本文摘要：摘要：在本文之中，我們首先對(duì)城市供水系統(tǒng)應(yīng)急設(shè)計(jì)的必要性進(jìn)行了深入的分析，然后從實(shí)際情況出發(fā)，分析了應(yīng)急調(diào)度技術(shù)體系的建設(shè)對(duì)策，并結(jié)合實(shí)際案例，探究了應(yīng)急設(shè)計(jì)優(yōu)化和應(yīng)用的重點(diǎn)與要點(diǎn)，希望能對(duì)我國(guó)城市建設(shè)活動(dòng)的順利開(kāi)展起到一定的促進(jìn)作用。 關(guān)
摘要：在本文之中，我們首先對(duì)城市供水系統(tǒng)應(yīng)急設(shè)計(jì)的必要性進(jìn)行了深入的分析，然后從實(shí)際情況出發(fā)，分析了應(yīng)急調(diào)度技術(shù)體系的建設(shè)對(duì)策，并結(jié)合實(shí)際案例，探究了應(yīng)急設(shè)計(jì)優(yōu)化和應(yīng)用的重點(diǎn)與要點(diǎn)，希望能對(duì)我國(guó)城市建設(shè)活動(dòng)的順利開(kāi)展起到一定的促進(jìn)作用。
關(guān)鍵詞：城市供水系統(tǒng);應(yīng)急涉及;案例
一、城市供水系統(tǒng)應(yīng)急設(shè)計(jì)的必要性分析
隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)建設(shè)水平的不斷提升，我國(guó)城市的供水總量也從466億立方米增加到了501億立方米，這個(gè)數(shù)字也呈現(xiàn)出逐步增加的事態(tài)，城市用水率也隨著時(shí)間的推移和全年居民家庭用水量的增長(zhǎng)而增長(zhǎng)。然而由于我國(guó)正處于市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)體制轉(zhuǎn)型發(fā)展的關(guān)鍵時(shí)期，多種自然因素、人為因素不斷的交織，最終導(dǎo)致了多種突發(fā)污染問(wèn)題的產(chǎn)生，尤其是在水源地上游容易產(chǎn)生重大的污染問(wèn)題，對(duì)于下游城市的飲用水安全也容易產(chǎn)生一定的安全隱患。根據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，最近幾年我國(guó)城市水源地的突發(fā)污染問(wèn)題已經(jīng)超過(guò)了102起，其事故總體數(shù)量呈現(xiàn)出不斷上漲的趨勢(shì)，危害系數(shù)也在不斷提升，河道交通事故和工廠泄漏事故則是最為主要的污染事故，一般來(lái)說(shuō)，城市水源地引發(fā)的突然問(wèn)題往往會(huì)導(dǎo)致城市供水體系運(yùn)行出現(xiàn)問(wèn)題，最終引起突然停水的惡劣后果。
雖然說(shuō)大部分問(wèn)題都在相關(guān)部門(mén)的協(xié)調(diào)之下得到了合理解決，然而其應(yīng)急體系的相應(yīng)時(shí)間遠(yuǎn)遠(yuǎn)比我國(guó)規(guī)定的突發(fā)環(huán)境實(shí)踐要求的1小時(shí)之內(nèi)應(yīng)急的時(shí)間要求要高。而我國(guó)城市供水系統(tǒng)在水源選擇以及系統(tǒng)設(shè)計(jì)上也存在著較為顯著的地域性差異。我國(guó)北方城市往往會(huì)采用水庫(kù)進(jìn)行蓄水，或者以地下水為主要的水源，原水體系包含了水庫(kù)以及配套的引水工程，整個(gè)水源機(jī)制較為單一;而南方地區(qū)則以江水為主要水源，而距離入海口較近的城市也會(huì)面臨著咸潮上溯的問(wèn)題。對(duì)于南方城市而言，其水源原水系統(tǒng)較為分散，因此能夠使水源地突發(fā)的安全問(wèn)題得到有效的控制，然而在污染事故發(fā)生時(shí)，能否在保障供水體系安全性的前提下，運(yùn)用相應(yīng)的體系，選擇合理的調(diào)度方案，提升系統(tǒng)優(yōu)化調(diào)度的合理性也就成為了當(dāng)前需要考慮的重點(diǎn)問(wèn)題[1]。
二、應(yīng)急調(diào)度技術(shù)體系的建設(shè)
(一)應(yīng)急調(diào)度技術(shù)體系框架
城市水源地突發(fā)污染問(wèn)題應(yīng)急管理的過(guò)程包含了應(yīng)急預(yù)案啟動(dòng)和應(yīng)急機(jī)制應(yīng)用兩個(gè)部分，前者是對(duì)應(yīng)了突發(fā)污染事件程序化操作和規(guī)范化操作的規(guī)程，而后者則是為了確保相關(guān)預(yù)案能夠順利實(shí)施，為人力資源管理和物資保障提供的制度保障。在這之中，應(yīng)急預(yù)案是應(yīng)急管理的重要工具，也是相關(guān)企業(yè)開(kāi)展應(yīng)急調(diào)度的主要依據(jù)。從應(yīng)急調(diào)度技術(shù)體系的構(gòu)建來(lái)看，應(yīng)該對(duì)原水系統(tǒng)進(jìn)行水力學(xué)模型的構(gòu)建，對(duì)不同來(lái)水和需水條件的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行深入分析，并將其作為評(píng)估系統(tǒng)安全性的批評(píng)要求。從實(shí)際情況來(lái)看，整個(gè)體系應(yīng)該包含了在線監(jiān)控體系、調(diào)度和決策支持體系、應(yīng)急指揮體系三個(gè)系統(tǒng)[2]。
其中，在線監(jiān)控體系是對(duì)突發(fā)污染事件信息進(jìn)行獲取的系統(tǒng)，而應(yīng)急調(diào)度決策支持平臺(tái)包含了水質(zhì)量監(jiān)督管理，整個(gè)系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)評(píng)估，應(yīng)急策略管理，系統(tǒng)優(yōu)化調(diào)度等多種方面的內(nèi)容，而應(yīng)急指揮系統(tǒng)則應(yīng)該包括了應(yīng)急調(diào)度方案調(diào)度指令以及操作的應(yīng)急調(diào)度流程。在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)往往會(huì)建立在水源地的上游監(jiān)測(cè)站之中，并對(duì)原水水質(zhì)進(jìn)行實(shí)時(shí)的監(jiān)督和管理，通過(guò)數(shù)據(jù)采集和分析系統(tǒng)將相應(yīng)的水質(zhì)分析參數(shù)傳輸?shù)綌?shù)據(jù)庫(kù)之中，如果監(jiān)控參數(shù)出現(xiàn)了問(wèn)題，就應(yīng)該對(duì)相應(yīng)的位置進(jìn)行迅速的確定，并以定量檢測(cè)的方式，對(duì)污染物的類(lèi)型和污染物的總量進(jìn)行深入分析，確定污染事件與取水點(diǎn)之間存在的距離。
決策支撐系統(tǒng)應(yīng)該包含了水質(zhì)管理模型，系統(tǒng)狀態(tài)評(píng)估模塊和系統(tǒng)評(píng)估系統(tǒng)等體系共同組成。如果說(shuō)系統(tǒng)在不安全的區(qū)域之下，則應(yīng)該運(yùn)用應(yīng)急策略判定模塊，通過(guò)模糊推理判定體系進(jìn)行可行應(yīng)急策略的推定，如果說(shuō)系統(tǒng)處于安全的狀態(tài)之下，或者經(jīng)過(guò)判定應(yīng)該采取應(yīng)急調(diào)度方式，則應(yīng)該調(diào)動(dòng)優(yōu)化分解計(jì)算模塊，通過(guò)相應(yīng)的問(wèn)題分析機(jī)制進(jìn)行優(yōu)化算法解答，從而獲取優(yōu)化調(diào)度方案，在確保水源安全性和穩(wěn)定性的前提之下，降低供水體系的電能消耗。應(yīng)急指揮體系應(yīng)該通過(guò)調(diào)度中心將相應(yīng)的方案轉(zhuǎn)變成為指令，最終確保各個(gè)泵站和水庫(kù)管理體系能夠明確調(diào)度的內(nèi)容，從而使其能夠符合應(yīng)急條件下的調(diào)度要求[3]。
(二)應(yīng)急決策支撐系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)
從實(shí)際情況來(lái)看，水質(zhì)模型預(yù)測(cè)的目標(biāo)在于以水源地流量和濃度進(jìn)行計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)，獲取污染事件對(duì)于水系統(tǒng)取水造成的影響，并在不同的情況之下對(duì)時(shí)間和影響力進(jìn)行推測(cè)，明確相關(guān)信息的完善性和差異性。由于水源地污染事件的產(chǎn)生存在著一定的不確定性，因此對(duì)突發(fā)污染事故的精確化處理也就成為了當(dāng)前需要解決的重點(diǎn)問(wèn)題。我們可以以瞬時(shí)排放條件為基準(zhǔn)，以河道水質(zhì)模型為基礎(chǔ)，推導(dǎo)出相應(yīng)的特征量計(jì)算公式，并且在應(yīng)急條件之下，通過(guò)估計(jì)值與耗時(shí)的數(shù)值計(jì)算分析得出相應(yīng)的結(jié)論，進(jìn)而為應(yīng)急工作提供更加有力的依托。從實(shí)際要求上來(lái)看，系統(tǒng)的狀態(tài)評(píng)估可以運(yùn)用SCADA系統(tǒng)開(kāi)展，進(jìn)行數(shù)據(jù)采集分析，并結(jié)合系統(tǒng)的要求獲取相應(yīng)的信息，通過(guò)水力模型對(duì)系統(tǒng)的安全性進(jìn)行深入分析，在沒(méi)有外部水源的條件下計(jì)算供水體系能夠持續(xù)正常運(yùn)行的時(shí)間。將固有系統(tǒng)的安全性與污染事件以及取水口的時(shí)間進(jìn)行對(duì)比，進(jìn)而獲取評(píng)估系統(tǒng)的安全性和穩(wěn)定性，從而為后續(xù)的應(yīng)急策略判斷提供堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
三、城市供水系統(tǒng)應(yīng)急調(diào)度的案例應(yīng)用分析
某城市在當(dāng)?shù)亟虻闹鞲闪髂┒�，包含了四個(gè)入海口，其主要水源系統(tǒng)為主城區(qū)的原水系統(tǒng)，不僅負(fù)責(zé)向主城區(qū)供水，同時(shí)還要向其他地區(qū)供水，屬于一種典型的分散、復(fù)雜的原水體系。從安全性的角度來(lái)看，這個(gè)城市承載了上游城市工業(yè)分布以及產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整所必須的水資源供應(yīng)，也將面臨著城市不斷發(fā)展對(duì)水資源造成的影響，這也使其面臨著較為嚴(yán)峻的供水形式。而結(jié)合我們之前所說(shuō)的應(yīng)急調(diào)度機(jī)制，開(kāi)發(fā)了針對(duì)于某城市的應(yīng)急調(diào)度應(yīng)急系統(tǒng)，從而對(duì)該城市上游污染事件的進(jìn)行合理應(yīng)對(duì)[4]。
首先要通過(guò)EPANET軟件構(gòu)建出當(dāng)?shù)氐脑到y(tǒng)的水利模型，并對(duì)相關(guān)數(shù)據(jù)和信息進(jìn)行校檢和核對(duì)，這個(gè)模型能夠?qū)ο到y(tǒng)運(yùn)行的實(shí)際情況加以有效反應(yīng)。結(jié)合實(shí)際情況來(lái)看，當(dāng)?shù)孛嫒∷谠诿吭聲?huì)經(jīng)歷兩次大潮和一次小潮，而取水的時(shí)間段往往集中在漲潮開(kāi)始的兩天或者三天之后，同時(shí)也需要考慮到潮汐漲落的影響因素。為了確保整個(gè)體系構(gòu)建具有相應(yīng)的實(shí)效性，會(huì)在泵站的上游設(shè)置相應(yīng)的監(jiān)督管理機(jī)制，并通過(guò)突發(fā)污染事故情況的模擬和計(jì)算，對(duì)供水體系功能性是否存在失效的問(wèn)題加以分析，提升調(diào)度方案的科學(xué)性和合理性。在優(yōu)化過(guò)程之中，最應(yīng)該遵循的原則就是安全性原則和合理性原則，對(duì)泵站電耗的目標(biāo)函數(shù)加以深入分析，確保其初始條件包含了泵站的可取水時(shí)間序列，以及蓄水庫(kù)的初始水位，并設(shè)置合理的決策變量，最終達(dá)到提升水庫(kù)總體需水量和泵站體系節(jié)能效力的作用，確保應(yīng)急調(diào)度體系不僅能夠提升城市供水系統(tǒng)運(yùn)用的安全性，也能夠?qū)崿F(xiàn)預(yù)期的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益，為城市供水體系的正常運(yùn)轉(zhuǎn)奠定更加堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
供水論文投稿刊物：《城鎮(zhèn)供水》雜志主要刊登的內(nèi)容有國(guó)家有關(guān)城鎮(zhèn)供水的文件、通知，有關(guān)供水的法律法規(guī)、國(guó)家和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn);國(guó)內(nèi)外有關(guān)城鎮(zhèn)供水的先進(jìn)生產(chǎn)技術(shù)、企業(yè)管理的理論和使用性文章;供水技術(shù)論文和國(guó)外考察報(bào)告;國(guó)內(nèi)外先進(jìn)供水設(shè)備的引進(jìn)與使用情況;縣鎮(zhèn)供水企業(yè)的革新與改造;節(jié)約用水和水資源管理的文章以及供水設(shè)備器材的研制生產(chǎn)銷(xiāo)售信息。
四、結(jié)束語(yǔ)
綜上所述，在城市建設(shè)活動(dòng)開(kāi)展之中，必須結(jié)合實(shí)際情況做好城市供水系統(tǒng)的應(yīng)急調(diào)度工作，才能確保城市供水體系能夠滿足使用者安全性的具體要求。而對(duì)于城市供水而言，水源地突發(fā)污染事故往往會(huì)對(duì)其造成一定的威脅，這也就要求我們能夠通過(guò)相應(yīng)的手段和措施，結(jié)合城市的實(shí)際需求構(gòu)建有效的應(yīng)急策略，在系統(tǒng)安全的前提下，以優(yōu)化計(jì)算為基礎(chǔ)提升應(yīng)急調(diào)度的有效性。
參考文獻(xiàn)
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作者：侯繼燕
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