基于多风险要素的供水管道风险评估方法应用

马学军

摘 要：主要从风险发生可能性与风险后果这两大方面着手进行评估，评估出来的是管网本质安全风险，通过合理、有效的安全管理可以一定程度降低管网风险发生的可能和后果，结合前端安全监测设备的布设、定期的巡检运维有助于及时感知风险，应急队伍和应急资源的远近有助于及时处置风险，基于以上多风险要素的供水管网风险评估方法的应用。

关键词：多要素 供水管网 评估方法 风险管控

中图分类号：TU991.33     文献标识码：A

Application of the Risk Assessment Method for Water Supply Pipelines Based on Multiple Risk Factors

MA Xuejun

（Hefei Zezhong Urban Intelligent Technology Co.， Ltd.， Hefei， Anhui Province， 230000 China）

Abstract：This paper mainly evaluates from the two aspects of risk occurrence possibility and risk consequences， and what is evaluated is the essential safety risk of the pipe network. Reasonable and effective safety management can reduce the possibility and consequence of pipe network risks to a certain extent， regular inspection and operation and maintenance can help timely perceive risks in combination with the deployment of front-end safety monitoring equipment， and the distance of emergency teams and emergency resources can help timely deal with risks. This paper discussesthe application of the risk assessment method for the water supply network based on the above multiple risk factors.

Key Words：Multiple factors; Water supply network; Evaluation method; Risk management and control

隨着我国经济建设的发展，城市人口不断增加，随之产生的用水需求量也在不断攀升，给市政供水管网工作带来较大的压力，供水管网漏损现象严重。随着时间的增长，供水压力大、管道老化、管道漏损等现象频繁发^[1]，导致管网泄漏，引发爆管、地面坍塌等次生衍生灾害。分析了主要风险因素的事故影响机理，包括第三方破坏、腐蚀、老化和温度变化^[2]。当前技术的发展和使用趋势，对数字孪生技术在智慧供水建设中的实际探索进行相应^[3]，一种基于多风险要素的供水管道风险进行评估，对于本质的风险结合目前的防控措施进行风险系数修正，形成新的风险值，从而可有针对性地指导管网管道的运行维护管理与更新改造^[4]。

1 技术方案

此次风险评估首先进行控制性指标判断，如存在老旧管线和动态指标则根据控制性指标方法进行判断；如无控制性指标，则进行安全风险评估，考虑风险发生可能性和后果性；评估结完成后采用安全管理进行修正，修正后输出评估结果，技术路线详见图1。

2 控制性指标

2.1 老旧管网

根据《城市燃气管道等老化更新改造实施方案（2022—2025年）的通知》，供水管道改造的范围包含水泥管道、石棉管道、无防腐内衬的灰口铸铁管道；运行年限满30年，存在安全隐患的其他管道等。

2.2 动态控制

管网高风险区域，为监测的关键位置^[5]，当供水管网安装有爆管和漏水监测时，进行耦合风险分析，同时调整管网风险等级。未提供预测范围时默认为设备关联管网上下游的管线为对应行业的评估单元。风险耦合有效时间为接到报警信号（人工验证通过后）预警事件发生后24 h，当接到消警信号立即取消风险调整。

3 风险发生可能性评估

供水管网安全风险评估的可能性考虑管网的物理属性、管网周边环境以及管网的运行状态等。根据管道不同物理属性、周边环境、运维状态等给出评分。

3.1 物理属性

供水管网的物理属性包含管材、管径和管龄。

3.1.1 管材

根据《室外给水设计标准》（GB 50013-2018）输水管道管材一般采用预应力钢筒混凝土管、钢管、球墨铸铁管、预应力混凝土管等。根据不同管道承压能力、耐久性、耐腐蚀性，设定不同风险分数。评分值越高，表明该材质的管道发生管网事故的概率越高，详见表1。

3.1.2 管径

供水管网系统由不同口径管道组成，大口径管道位于输配管网的上游，小口径管道位于相对下游的位置，管径越大其结构安全状态越易受到影响，相对危险程度高。评分值越高，表明该管径的管道发生管网事故的概率越高，详见表2。

3.1.3 管龄

结合历史事故的调研，发现管龄在10～30年，50～70年期间内敷设的供水管道，其发生的事故概率较大，其整体规律符合“浴盆曲线”。评分值越高，表明该管龄的管道发生管网事故的概率越高，详见表3。

3.2 周边环境

供水管网的周边环境包含覆土深度和区域环境。

3.2.1 覆土深度

在道路等级确定的情况下，覆土深度对管线结构的受力状态影响较小。埋深越浅，供水管道受到地面交通荷载或外界施工等作用越大，越容易发生事故，评分越高，详见表4。

3.2.2 区域环境

考虑道路条件和通行需要可分为四类：绿化带、人行道、非机动车道和机动车道。不同区域交通荷载作用大小和方式不同，机动车道下的供水管道受到交通荷载的冲击作用最大，绿化带下的管道受到环境影响最小，详见表5。

3.3 运维状态

供水管网的运维状态包含漏损率、历史事件。

3.3.1 管网漏损率

根据《室外给水设计标准》（GB 50013-2018），输配水管应减少漏损。一般来说，管道漏损越大，其施工质量、养护水平等越差，发生事故的概率越大。根据住建部要求，到2025年全国城市公共供水管网漏损率力争控制在9%以内，详见表6。

3.3.2 历史事件

管网的历史事件，在一定程度上表明，该段管线在日常巡查中受到了忽视，或是该段道路施工频繁，历史事件次数的计算按照管网年均次数，建议按照风险评估组织前不少于三年连续历史记录数据进行统计，详见表7。

4 风险发生后果性评估

供水管网安全风险评估的可能性考虑管网的影响用戶数、敷设区域以及管网的可靠性等。根据管线所在道路等级、管线影响用户数、管线周边区域重要性、是否属于环状管网等给出评分。

4.1 管线所在道路等级

参照《城市道路工程设计规范》（CJJ 37-2012），将道路分为快速路、主干道、次干道和支路四级。道路等级越高，评分值越高，表明道路下的供水管道发生事故的危害性越大，对交通的影响越大，详见表8。

4.2 管线影响用户数

配水管网应满足用户要求。一段管道其用户越多，其发生事故后导致无法用水的群众越多，同时其长期停水，导致建筑内的水灭火设施无水可用，间接导致更大的事故后果，详见表9。

4.3 管线周边区域重要度

城市场所中有一些重要单位，保障该类单位供水安全性具有重要意义。如：政府单位、医院、学校等，详见表10。

4.4 是否属于环状管网

根据《室外给水设计标准》（GB 50013-2018）第7.1.8条，配水管网宜采用环状布置。考虑到某些中、小城镇等特殊情况，一时不能形成环网，可按枝状管网设计，但是应考虑将来连成环状管网的可能，详见表11。

5 安全管理

评估城市供水系统的应急能力与风险识别能力^[6]，良好的安全管理有利于降低管网风险，提高供水管网可靠性，当爆管频率高或出现影响管道安全运行等情况时，可缩短巡检周期或实施24 h监测，提升管网可靠性。

5.1 安全管理评估指标

上下游监测设备能够实现该段管网安全性实时感知，并且有应急队伍与物资可以快速降低风险严重性，巡检的次数低或巡检制度不完善，不利于发现管网事故，同时可能造成较为严重的后果，详见表12。

5.2 安全管理修正规则

安全管理修正规则详见表13。

6 供水管网安全风险计算

根据供水管网可能性和后果性指标的重要性，设定其指标权重，也可通过专家打分之后再进行确定，如表14所示。本权重参照《城市供水管网安全风险评估技术规范》（DB31/T  1332-2021）。

7 结语

本文主要应用场景是已建设供水管网安全监测系统的城市。当前端监测设备上传的各类实时监测数据生成风险预警后，管网风险也随之动态变化，实时展现当前的供水管网风险一图掌握。

（1）文章在评估风险发生可能性及风险后果之前新增控制性指标判断流程。文章控制达到老旧管线指标的管网直接给予高风险等级。国家文件对于管网的评估在文章中得到了充分重视，更好地指导主管部门尽快进行改造建设。管网的运行状况和健康状态不是静止的，而是随着时间和各类突发事件而不断变化的。

（2）本文在评估风险发生可能性及风险后果之后新增安全管理修正指标。合理有效的安全管理可以一定程度降低管网风险发生的可能和后果。前端安全监测设备的布设、定期的巡检运维有助于及时感知风险，应急队伍和应急资源的远近有助于及时处置风险，都可以减轻事故发生的严重性。因此，上述因素对于管网风险的修正是合理的、有价值的。

参考文献

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