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应急给排水系统在城市防灾减灾中的作用与构建

作者

韩昌妮

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摘要:随着城市化建设的不断推进,城市的规模越来越大,在提升人们生活水平的同时也出现了一些城市灾害。以近年来发生的城市洪涝为例,城市排水系统在设计和建设的过程中,对可能发生的风险预估不足,因此极端天气下容易出现城市内涝。本文将从应急排水系统入手,对其在城市防灾减灾中的作用与构建进行深入的分析和讨论。

关键词:应急排水系统;城市防灾减灾;构建

一、应急给排水系统概述

1.1定义与功能

应急给排水系统构成了城市基础设施的关键部分,能够在正常供排水能力丧失或者难以满足紧急需求时快速运作,并实现临时性水资源供给以及废水的排放处置,这种功能性框架不仅能在自然或人为危机导致水源切断时维持居民及核心部门的基础水需求,还承担着妥善管理过量雨水和废液的责任,规避可能由此引发的次生危害链条。建设应急给排水体系时,可靠性与冗余性成为必要考量因素,唯有如此才能保障其在极限条件下的平稳运转,同时,灵活性及适应性同样是不可忽略的关键要素,该系统必须能够契合多样的灾害类别与规模变化,并响应城市化进程中的动态需求。

1.2应急给排水系统的重要性

现代城市安全管理框架下,应急给排水系统的重要性不容忽视,无论是满足居民在灾害情境下的基本生活所需,还是保障基础设施的运行状态,其作用均不可或缺。按照国际灾害风险指数(IDRI),一个城市的灾害响应水平直接映射其潜在的伤亡程度与经济耗损之间的关系,于是打造能够迅速回应、长期稳定操作的应急给排水解决方案便成了加强城市防灾韧性的焦点所在。

二、 应急给排水系统在灾害应对中至关重要

2.1灾害发生时的供水保障

面对灾害情境,应急给排水系统的功能表现显得格外关键,尤其是在维护城市供水网络的安全层面,此类工程化体系既需实现高效的初期应急行动,支撑基础生活用水补给,又必须具备支持消防等极端情境下所需水源的战略能力。而从全球领先的防灾减灾治理经验观察,在该领域布局中常嵌入一种最低标准,即确保居民基本饮水需求维持三日的核心容差设计已成为共识框架的一部分。应急供水系统的设计应当融入模块化与冗余理念,即便泵站、储水单元或输水干线等核心部件局部受损,整套体系依旧能够运转,既维持功能性延续,又强化其场景适应能力,数据支持下的动态调整让系统更具弹性与可靠性。

2.2灾害发生时的排水处理

灾害降临时,应急给排水系统在排水环节的重要性无法忽视,例如2011年泰国特大洪灾,洪水使曼谷及周边区域的排水设施整体失效,由此引发惨重的经济损失和生命威胁。应急排水系统的设计需要立足于风险评估与历史数据支撑,借助前沿的水文模型模拟潜在的洪水路径及其深度变化,以此为依据设计科学有效的排水方案,在城市规划领域,融入绿色基础设施例如雨水花园以及透水铺装显得尤为重要,这类设施通过提升地表水下渗效率来分解传统排水系统的压力负荷。

三、应急给排水系统的构建原则

3.1系统的可靠性与冗余性

城市安全防护体系里,应急给排水系统的可靠性与冗余性堪称关键支撑,持续稳定的给水排水服务构成了系统的基本属性,特别是在极端灾害情景下直接关系到民生保障和城市运行的底线,以2011年日本东北大地震为例,东京凭借其高效的应急给排水架构,在很大程度上缓解了灾情对城市运转的冲击程度,这正体现了可靠性的实际价值。而谈及冗余性,它更多表现为一种设计上的弹性预留,通过嵌入额外容量和备份设施增强抗风险能力,这种弹性可通过多源供水布局、扩大输水干管规格及增设备用泵站等路径达成,赋予应急方案更强的韧性与容错空间。冗余性的设计能够为突发状况预留较为充分的缓冲空间,模块化思路在此类系统的搭建过程中也被认为是可以大幅提升灵活度的方向之一,它通过结构分解与功能单元分离实现更强的环境适配能力,从而确保服务响应不仅更快,也更贴近实际需求。

3.2系统的灵活性与适应性

城市安全防护体系里,应急给排水系统以其灵活性与适应性占据重要地位,说到灵活性,关键体现在对突发事件的迅速反应能力,比如地震、洪涝或者人为灾害场景下,供水与排水功能的紧急保障不可或缺,以日本为例,在多次地质灾害的冲击下,他们的给排水设施采用了模块化的规划理念,一旦遭遇地壳震动的破坏,受损部分能被高效替换或快速修复,显著缩短了供应网络的恢复周期。而适应性更进一步表现在环境变迁与社会发展的动态应对中,例如极端气候事件频发现象以及大规模城市化导致的资源需求骤增条件下,系统的调整能力显得尤为重要。借助前沿预测模型与实时监测手段,应急给排水系统得以预先优化运行方案,从而更好地适配潜在的多样化情形,提升城市抵御灾害与减轻风险能力。

四、应急给排水系统的构建策略

4.1硬件设施的规划与建设

应急给排水系统的硬件设施规划与建设成为保障城市安全的关键支撑,水需求的精准预测成为供水容量确定的前提条件,像国际水协会(IWA)提到的那样,应急供水能力通常需要达到日常用水需求两倍的水准才能应对各类突发事件,在这一基础上对多个水源点和供水管网进行提前布局便显得尤为必要。排水系统硬件设施建设的关键在于提升排水效率与防洪性能,鹿特丹市的“水广场”配合可调控水闸门的设计,便将城市排水转化为适应极端天气的动态网络结构,成为经典范例。排水管道的直径规格与材质选定涉及城市地质属性和降水特征,选用如HDPE这类尖端材料,其卓越的抗腐蚀性与承压稳定性为整体系统的延寿和运行保障注入强劲动力。

4.2 软件管理及应急方案制定

构建应急给排水系统过程中,软件管理与应急预案的设计直接决定了系统的运行效率,从日常监控到维护保养,再到系统运行数据的深度挖掘分析,都是确保灾害响应敏捷性的核心环节,借助先进的传感器和自动化采集模块,可动态捕捉水质、管道压力及流速等敏感参数,这类实时反馈能够快速激活备用方案形成闭环控制路径。预案的设计离不开对历史灾情记录和风险分布的精准评估,同时需采用SWOT框架展开结构化推演,从而预判不确定因素并将对应策略嵌入执行逻辑中,灵活而可落地的操作性成为关键,使应急方案能够在多样化的复杂场景中迅速适应和发挥作用。

参考文献:

[1]靳文波,杨继星,刘韶菲,张云雷,肖甜甜.特大城市暴雨灾害断链推演与应对方法研究[J].中国工程科学,2023,25(1):20-29.

[2]熊立华,闫磊,李凌琪,江聪,杜涛.变化环境对城市暴雨及排水系统影响研究进展[J].水科学进展,2017,28(6):930-942.