极寒气候对上海中心城区供水安全保障的影响及应对措施

金勰

【摘要】2016年1月下旬 上海遭遇严重寒潮侵袭 一月 中心城区供水管线发生大量管损事件城区大面积供水压力不足 管网压力监控设备大量受损 中心城区日供水总量历史最高，针对这一情况做出分析提出在应急状态下的措施和建议，为应对提供科学依据。

【关键词】上海市；供水管网；寒潮；2016年

引言

2016年1月下旬，上海遭遇35年最强寒潮侵袭，徐家汇气象站1月24日上午8时实测最低气温降至零下7.2℃。在此次强寒潮期间，上海中心城区供水管网集中爆发大口径管损事件；在冬季日供水总量创历史新高；出现管网水质短时大幅度波动等异常现象。本文通过收集整理相关数据，并进行分析研究，在宏观层面给出在极寒气候条件下保障上海中心城区供水安全的应对措施。

1、寒潮对上海中心城区供水造成的影响

1.1 大口径（DN500及以上）供水管道管损事件的情况与分析

根据上海市供水相关部门数据，2016年1月份上海中心城区累计共发生DN500以上管损事件62起（其中46起发生在1月下旬寒潮侵袭期间），较去年同期（2015年1月份共24起）增长158.3%，环比2015年12月大口径管损次数同样大幅增长。在短时间内集中爆发管损事件数量之多，近年来十分罕见。

1.1.1 管损与温度的关系

通过收集寒潮期间上海气象站历史气温数据以及上海供水部门大口径管损事件记录信息，建立图表对比1月份每日气温与该日发生管损事件次数的关系，如图1所示。根据上海中心气象站数据，上海中心城区从22日（当日最高温度为5℃）开始迅速降温，于24日早晨8时21分跌到最低值零下7.2℃，在短时间内温差达到12℃。

对比查阅上海供水部门大口径管损详情记录发现，上海中心城区于24日中午开始集中爆发大口径管损事件（管损次数为7次），并在次日25日管损次数达到最高峰，单日管损事件多达11次。

目前中心城区多数供水管网为钢管或铸铁管，此类金属管对于温度变化较为敏感。气温骤变后，管道发生收缩与膨胀，承受较大的纵向交变应力，加重金属疲劳破坏，最终导致管损。因此急剧的温差变化是这次寒潮期间爆管事件集中爆发的重要原因。

1.1.2管损与供水、用水模式的关系

查阅相关记录，将此次寒潮期间发生的管损事件按照不同时段进行划分并建立表格，如图2所示。可见午后13时、16时和晚间22时这三个时段明显是管损事件高发时段。

其中13时、22时两个时段为中心城区供水企业午后和晚间上水箱时间，16时则正好是居民用水晚高峰。在上水箱时间段里供水企业会通过增开增压泵、水库泵的方式来提升自来水厂和泵站的出厂、出站水压，此时段管网平均压力会处在较高水平达到200Kpa以上。在居民用水晚高峰时段，城區管网会因为居民集中用水而出现平均压力大幅下降的情况，为满足居民用水需求，供水企业同样会采取相应措施来提升相关区域的自来水厂和泵站输出压力。

由此可知，由于供水管网在这些时段处于高压状态，因此供水管网的管损几率增高。再者由于自来水厂进行开停机泵的操作，会造成管网水压的剧烈波动，加重正、负水锤效应，并最终在管网薄弱环节造成破坏导致管损。

1.2 供水日均总量异常增长的情况与分析

由于中心城区管网存在大量管损点，导致供水管网压力普遍低于警戒值160Kpa，为保证市民正常生活用水，供水企业采取增开出厂输水机泵或提高输水机泵功率的方法，以此保证中心城区的管网压力，但同时也导致了大量自来水漏损的现象。中心城区日供水量在1月28日达到历史最高值。

1.3 寒潮期间管网水质波动的情况与分析

在中心城区爆发大规模管损事件后，随着管网抢修工作的开始，管网频繁的阀门开启与、关闭，加上在抢修管网时无可避免的经常需要开挖道路等工程，管网，同时发生了供水管网水质明显波动现象，多地，大范围，水质指标管网浊度出现了明显的波动，突升明显。

2、应对措施

2.1 短期应对措施

上海作为特大型城市，老旧管网设备改造存在一定的阻力与难度，短期从根本上彻底扭转这一局面并不现实。上海应设立供水应急响应中心并制定预案，做好应对媒体预案，联动供水热线等现有组织机构，在发生大规模管损事件时做好断水低水压区域的民众信息告知工作。

2..2 加强模型GIS等数字系统

GIS能协助快速、准确地定位爆管位置、抢修停水影响范围，通过管网运行状态分析，可快速分析爆管原因。GIS数据库的建立，能掌握管网安全薄弱环节，对易发生爆管管段进行重点监测，并注重供水管网安全调度，可有效降低爆管率。

2.3 进行管网改造

管网爆管资料可作为管网改造的依据，爆管相对集中的管段应为管网改造的重点，在不均匀沉降造成爆管多发段应考虑加装伸缩节或柔性接头，气囊水击多发段加装排气阀，通过有针对性的改造消除管网爆管隐患。

3、结语

城市供水管网是城市基础建设的重要组成部分保障作为城市基础设施的重要组成部分，供水管网的管损，别提，会对城区供水水压、供水水量造成较大影响，影响区域大，会对市民用水造成很大影响，同时部分漏水爆管会影响道路交通，或者造成商铺进水，造成进一步经济损失，通过此次事件的分析可知，加强供水企业业务管理是预防灾害发生的关键。供水服务的管理是全方位的，因此要求供水企业管理者对工作质量、安全、成本、文明服务等采取正规化、标准化管理，以期保证安全供水，同时取得良好的经济效益和社会效益。

参考文献：

[1]郭洪英.旧城区供水管网改造措施分析[J].经营管理者，2015（03）：332.