应急供水的启示——日本神户市应急供水系统简介＊

朱思诚,吕金燕,任希岩

(中国城市规划设计研究院,北京 100037)

0 引言

当城市遭遇了地震、洪水等自然灾害或水厂重大事故灾害后,常规的供水系统往往会受到严重破坏,不能正常供水,为控制灾情扩大,保障城市居民大灾后的基本需求,需要设置城市应急供水系统,在城市常规供水系统不能正常运行的情况下为城市居民提供紧急供水。日本神户市在阪神大地震后,提出了水道耐震化建设计划,制定了应急供水系统的建设方案并付诸实施,对城市灾后应急供水提供了可靠的保障。

1 应急供水系统建设目标

1995年1月17 日日本发生了阪神大地震,共造成约6 000人死亡,3万多人受伤,数十万人无家可归,经济损失近1 000亿美元,大地震使神户市的供水系统受到很大破坏,大部分地区供水设施需要10周时间抢修才可基本复原。根据阪神大地震造成的破坏情况,神户市水道局提出了水道耐震化建设计划,构筑安全的城市供水工程,以保障灾后恢复期间150万市民必需的生活用水。

应急供水系统要达到的目标是:灾害发生3 d后,要满足城市人均供水3 L/d;灾害发生10 d后,满足城市人均供水20 L/d;灾害发生21 d后,满足城市人均供水100 L/d;灾害发生28 d后,城市人均供水达到250 L/d。

2 应急供水系统的构成

神户市建设应急供水系统主要在基本供水设施、应急储水设施、配水管道、送水管道、供水建筑、电气计量和管道控制设备、管道抗震7个方面实施,围绕增强供水设施的抗震强度、应急水源储备和供给进行,应急供水系统的建设方案见图1。

图1 神户市应急供水系统图

3 应急储水设施建设

应急储水设施用于灾害发生后储备应急水源,应急储水设施可以是水厂的清水池,也可以是单独设置的储水池和储水槽,这些设施平时参与供水系统运行,当大灾发生时,通过监控设备迅速判断灾害的影响程度并自动采取紧急处置措施,关闭应急储水设施与常规供水管道的阀门,将水源保存在应急储水设施中,避免水源从破损的管道流失(图2、图3)。

图2 应急配水系统

图3 应急储水槽

为储备应急水源,神户市共建设了123个储水池(槽),储水规模达到90万m3(图4)。

图4 应急供水设施分布图

应急供水系统在灾害发生后3 d后运行,通过应急储水设施向供水车供水,然后分送各临时供水站;灾害发生后10 d后,应急储水设施向应急供水干管送水;灾害发生后21 d后,应急储水设施向应急供水次干管送水,同时向避难场所配水管送水;灾害发生后28 d后,城市供水系统基本修复,应急储水设施纳入常规运行。

4 大容量送水管建设

大容量送水管作为应急供水系统的组成部分,主要用于向各应急储水池、供水站和应急供水干管输水。大容量送水管连接主要水厂,采用高强度结构材料,可以耐受强烈地震,沿途设置若干接口与地面供水管连通,以保证灾害应急供水的需要(图5、图6)。

图5 与大容量送水管连接的供水站

图6 供水站外观

神户市的大容量送水管一期工程是奥平野水厂到芦屋市的12.8 km管道,在地下40 m深处埋设,由此避开建筑基础和地下层。管道直径为2.4 m,最大送水能力为40万m3/d,工程计划投入400亿日元,相当于每km投入2.35亿人民币。

5 供水管道的抗震建设

为使应急供水管道能经受大地震的破坏,供水管道抗震也是应急供水系统建设的重要一环。

根据阪神大地震对供水管道的破坏情况分析,大部分管道是在接口部分受到破坏,接口经不起地震力的拉升和震荡,尤其是刚性接口,增强管道接口的柔韧性是抵御地震破坏的有效手段,神户市的应急供水管大多采用了橡胶密封可伸缩的接口,有一定的伸缩余量,在发生纵向拉伸时以缓解受力,管道并配以强度较大的球墨铸铁管,以保证其抗震能力(图7、图8)。

图7 受地震破坏的管道接口

6 结束语

图8 可伸缩的供水管道接口

目前,我国城市还没有专门应对重大灾害的应急供水系统,随着灾害应对机制的逐步完善,灾害救援、灾后安置等问题逐步妥善解决,作为灾后生存的基本条件——应急供水系统也会建立起来。神户市的应急供水系统可以给我们一定的启示,建设城市应急供水系统的基本思路、需要考虑的系统方案、需要解决的重大问题以及可采取技术方法,希望对我国城市应急供水系统建设以及解决灾后供水有一定的帮助。