现场直击 | 仇保兴：城市应急供水系统的设计要点

但是近年来，随着影响城市供水安全的“黑天鹅”频显，特别是2005年松花江突发污染事件，给城市的供水安全敲响了警钟，基于此，城市应急供水系统的设计尤其重要。11月26日上午的第十四届中国城镇水务发展国际研讨会与新技术设备博览会城镇水务发展主论坛上，国务院参事、中国城市科学研究会理事长、住房和城乡建设部原副部长仇保兴对城市应急供水系统的设计要点，提出了自己的观点。报告原标题为《城市应急供水系统设计要点——基于复杂适应理论（CAS）》

影响城镇供水安全

的“黑天鹅”频显

仇保兴理事长首先介绍了当前频繁影响我国城镇供水安全的“黑天鹅”。“黑天鹅”泛指来去突然，影响程度大的预期外地突发事件。仇理事长认为，目前容易频发的“黑天鹅”主要包括：极端气候、地震等自然灾害、网络攻击、停电和人为破坏、强致病菌、人工合成生命等新型生物污染、突发性污染事件，如上游运载化工产品车（船）翻车（船）、化工厂爆炸、仓库爆炸、核电站事故等。

通过历史经验发现，当一个国家的城镇化率超过50%，城镇供水的突发污染就相对更容易发生，从而对城市的安全运行带来威胁。

以我国为例，当前正值污染事件频发的高峰期，具有代表性的比如：

2011 杭州 新安江苯酚污染事件，引发下游居民恐慌；

2012 长江 韩国籍轮船运送苯酚在长江泄露，导致镇江市自来水明显异味，南通、上海等城市居民恐慌；

2014 兰州 兰州市自来水公司在自检时发现二水厂出水及3号、4号自流沟水体苯超标；

2014 长江 长江运油船撞上大桥发生油污泄露事件

……

但是

这些“黑天鹅”

到底会对城镇供水

的安全带来多大的危害呢？

典型的“黑天鹅”事件和危害：

2005年松花江污染事件

2005年11月22日，吉林石化工厂双苯厂发生爆炸，导致大量硝基苯流入松花江。硝基苯密度大（1.205g/ml），不溶于水，有低毒性，与硝酸接触反应强烈容易二次爆炸，因此对松花江下游影响很大。

从地理位置上看，松花江经哈尔滨后流入俄罗斯境内，下游有俄罗斯百万人口级别的城市，影响范围广大；从水质监测数据看，事件发生后曲线存在明显的污染团峰值，且持续时间长。鉴于突然的严重污染，哈尔滨市决定停水四天，并由此带来了诸多意料之外的后果，如城市居民洗衣、冲厕用水停止供应、所有宾馆饭店停业、所有国内外会议停办、绝大部分企业停产、并且引发了下游城市的连锁反应，甚至引发国际纠纷。

为了妥善应对突发的污染事件，国家迅速成立了工作协调小组，确定下游城市原则上不停水，政府向居民大量发放瓶装水的应急措施，并明确供暖企业一律不停水。在水质的改善方面，通过从取水口端混入粉末活性炭，并在水厂进行过滤的方法，成功削减了近40%的污染物，使哈尔滨市尽快恢复供水。

在这次典型的突发污染事件之后，有关部门迅速着手研究编制《关于突发性水源污染时城镇公共供水停水处置决策技术指南》，拉开了我国设计城市应急供水系统的序幕。

基于CAS的城市应急供水系统设计原理

《城市弹性与地域重建》一书的作者，日本专家林良嗣、铃木康弘曾指出，“只要提升居民个人的素质，即可决定减灾的成败。在灾害现场，必须要求人们在不确定信息的基础上开展合理的避难行动。”

因此，城市应急供水系统设计原理第一条是主体性原理，即系统主体对外界干扰具有自适应能力，适应能力和能动性对系统结构的影响是隐在的，但却是主导的，各层次主体的素质和能动愿望共同决定城市供水的韧性，如结合二次供水，社区或单位有备用水源；结合社区直饮水提供应急饮用水；政府对超市和小卖部规定瓶装水的最低仓储要求等。

第二条是多样性原理，即任何一个生态系统具有越多的物种和生境，就越具有韧性，越能抗干扰。事实也证明，分布式、去中心化、小型化并联式等绿色生态城市常用的生命线新模式就比传统城市大规模化、中心控制、串联运行旧模式更具有多样性。例如当城市水处理应在用户室内、建筑、社区等各个层面采用不同的技术和设施实现处理，系统就会变得更韧性。新加坡以海水淡化、再生水、雨水收集各占三分之一的比重形成“三个水龙头”，使国家的水源供给更为韧性。

第三条原理是自治性原理，即城市内部各层级子系统都应具有备用水源、彼此间的切换能力甚至微循环利用，如徽派建筑的四水内流，日本居民家中可储备三天全家饮用水的应急包，苏州的前巷后港，以及东京的多组团韧性改造方案（每个组团中供水、污水系统相对独立，但又和不同组团相联网）。

第四条是冗余原理，虽然现代主流经济学追求系统的运行效率，但也造成了“剑走偏锋”的脆弱性，城市供水系统设计必须要有“无用”的冗余量，当系统遭遇重大灾害时，“无用”部分就会如同系统预备队般发挥决胜作用，如杭州的第二水源，以及针对可预见的突发污染的水处理新技术（羟基自由基预氧化藻类等）。

第五条是慢变量管理，我们应当意识到，许多城市的脆弱性是“温水煮青蛙”造成的，在潜移默化、不知不觉过程中对风险习以为常地淡化了，主要表现在供水管网漏损破裂和地下燃气管网老化等方面。但我们可以采用智慧化手段，通过积累性计算察觉和警示，并学会管理“灰犀牛式”缓慢来临的风险因子和外在的影响因素带来的临界突变式灾难。如，让自来水公司直接投资和管理水源，使水源风险变为供水系统内部风险，便于加强风险管理）等。

第六条原理是标识，标识在复杂系统中的意义在于提供了主体在灾变环境中搜索和接收信息的具体实现办法，人们通过标识来区分各种不同主体的特征，高效地相互选择，从而减少因系统整体性和个体性矛盾引发的雷同性信息混乱。标识的运用越成熟，主体的能动性越强，系统主体在灾害发生时能准确辨别什么是脆弱的、风险的，或安全的、避灾的。目前，我国已构建了突发事故案例库、应急监测方法库和应急处置知识库，包括900余例水质污染事故的案例库，近40种现场快速检测的设备库，涵盖180种特征污染物的490种检测方法。

最后，仇保兴理事长进行了总结，提出以下观点和建议：

1	对于城市供水应急保障而言，基于复杂适应理论的主体性、多样性、自治性、冗余、慢变量管理、标识等，演化式改良城市供水系统，是保证城市水安全的新思路。
2	城市供水正如人体血液循环系统，不能随意停供，紧急情况下应依据预案分别利用。
3	结合老旧改造，推行分布式供水和微中水再生系统。

4	建立城市的多样性水源供水模式，基于就近和循环利用的原理，克服大引大排。
5	研究出台《关于突发性水源污染时城镇公共供水停水处置决策技术指南》。

《净水技术》杂志社编辑将在会议现场全程记录部分精彩演讲报告的核心观点内容，并力争在第一时间为读者送上解读。

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