城市供水管網(wǎng)脆弱性研究進展*

劉 菁，郭廣翠，雙 晴

(北京交通大學(xué) 經(jīng)濟管理學(xué)院，北京 100044)

城市供水管網(wǎng)脆弱性研究進展*

劉 菁，郭廣翠，雙 晴

(北京交通大學(xué) 經(jīng)濟管理學(xué)院，北京 100044)

供水管網(wǎng)是城市基礎(chǔ)設(shè)施系統(tǒng)的重要組成部分，是保障城市供水安全的關(guān)鍵所在。自然災(zāi)害頻發(fā)使威脅情境下供水管網(wǎng)脆弱性成為研究領(lǐng)域的熱點問題。在指出脆弱性的內(nèi)涵及其與風(fēng)險、可靠性的差異的基礎(chǔ)上，給出了供水管網(wǎng)脆弱性的定義、分類及影響因素，重點回顧了城市供水管網(wǎng)脆弱性評價的五種方法，這五種方法涵蓋了水力、水質(zhì)脆弱性評估，數(shù)學(xué)工具與計算機模擬結(jié)合使用和供水管網(wǎng)脆弱性評價指標體系法、計算公式等，并對這五種評價方法的評價思路、優(yōu)缺點和適用范圍進行了對比分析。研究發(fā)現(xiàn)，供水管網(wǎng)脆弱性評價指標體系建立過程中有較強主觀性、供水管網(wǎng)脆弱性研究尚無統(tǒng)一標準和規(guī)范，研究的有效性、定量化、標準化有待進一步加強。

供水管網(wǎng)；脆弱性；評價方法；綜述

供水管網(wǎng)是城市和居民賴以生存的公共基礎(chǔ)設(shè)施，要使得城市健康運轉(zhuǎn)，這些基礎(chǔ)設(shè)施能夠保持正常工作的重要性可想而知。供水管網(wǎng)點多面廣，從水源到用戶各個環(huán)節(jié)都得具備一定的可靠性，否則任何部分的紕漏都可能會“牽一發(fā)而動全身”，所以合理準確的對供水管網(wǎng)薄弱環(huán)節(jié)進行識別和評估是必要的。脆弱性評價是風(fēng)險評估的一個重要組成部分也是風(fēng)險評價的基礎(chǔ)[1]，通過對供水管網(wǎng)脆弱性進行評價，可以識別和評估整個管網(wǎng)中的薄弱部分，并且確定它們的脆弱性等級，繼而能有針對性地對供水管網(wǎng)采取一定的防范和保護措施，按照輕重緩急程度合理分配有限資源。

1 概念和定性研究

1.1 脆弱性、風(fēng)險和可靠性

脆弱性是指系統(tǒng)或組織的內(nèi)部結(jié)構(gòu)特征所決定的面臨外部風(fēng)險或擾動時自身抵抗力差或彈性小從而失去原有功能或狀態(tài)的一種屬性[2]。隨著越來越多的脆弱性研究的出現(xiàn)，已經(jīng)由最初的流行病學(xué)向災(zāi)害學(xué)，計算機領(lǐng)域和環(huán)境生態(tài)等各個方向都有所涉及。各個領(lǐng)域雖然對脆弱性的具體定義有所不同，但究其本質(zhì)來說，脆弱性一般具有暴露性，敏感性和適應(yīng)性。

風(fēng)險較之脆弱性更常見易懂，傳統(tǒng)的風(fēng)險是指某種危險情況發(fā)生的可能性大小。它有兩層含義，一是危險情況發(fā)生的不確定性，而是危險情況發(fā)生后產(chǎn)生后果的不確定性。所以可將風(fēng)險看成威脅事件發(fā)生的可能性與所產(chǎn)生后果的相關(guān)函數(shù)。由此可見風(fēng)險側(cè)重于危害事件可能所產(chǎn)生的后果，而脆弱性則是重點分析對危害事件的敏感性。美國Sandia國家實驗室指出系統(tǒng)的風(fēng)險大小可以取威脅發(fā)生的可能性，后果的嚴重程度以及系統(tǒng)的脆弱性的交集來共同確定[3]，其關(guān)系如圖1所示。

可靠性與脆弱性是系統(tǒng)完全相反的內(nèi)涵，可靠性則是系統(tǒng)基于一定的時間和使用條件下能夠達到或滿足預(yù)定功能的概率大小。蘇懷[4]則將管網(wǎng)系統(tǒng)的可靠性分為運行可靠性和網(wǎng)絡(luò)可靠性去考慮。

隨著脆弱性研究領(lǐng)域的不斷擴大，脆弱性評價的研究也逐漸增多[4-15]。根據(jù)脆弱性評價研究思路和方法的不同將脆弱性評價分成以下四種方法。

表1 脆弱性評價方法一覽表

圖1 脆弱性、風(fēng)險關(guān)系圖

1.2 供水管網(wǎng)脆弱性

結(jié)合學(xué)者[3,13-14,18-19]對脆弱性的概念內(nèi)涵以及城市供水管網(wǎng)的相關(guān)研究，對城市供水管網(wǎng)脆弱性給出以下定義：

供水管網(wǎng)在其規(guī)定的條件和時間內(nèi)出生故障以后各管段受影響的程度和整個管網(wǎng)系統(tǒng)功能的缺失程度?？梢杂靡韵氯c來概括供水管網(wǎng)脆弱性的定義。

(1)供水管網(wǎng)系統(tǒng)或內(nèi)部存在的固有不穩(wěn)定性；

(2)供水管網(wǎng)系統(tǒng)或組織對外部威脅的敏感性和易感性；

(3)供水管網(wǎng)脆弱性體現(xiàn)了系統(tǒng)或組織在威脅發(fā)生后功能缺失的程度。像不能滿足用戶的用水量、水質(zhì)需求和一定的水壓，進而對公共健康造成不利的影響，都屬于供水管網(wǎng)的功能缺失。

一般的，在進行城市供水管網(wǎng)脆弱性分析時，都要對以下幾個要素進行考慮：首先是該城市供水管網(wǎng)系統(tǒng)的特點，如它的任務(wù)、設(shè)施或運行特點等，然后分析可能遭受威脅的一些關(guān)鍵設(shè)施和所產(chǎn)生的不利后果，最后對現(xiàn)有的安全設(shè)施和風(fēng)險進行評估，并采取降低風(fēng)險的計劃。

1.3 供水管網(wǎng)脆弱性分類及影響因素

供水管網(wǎng)為了達到其使用功能，所以分布點廣泛，而且入口也很多，這就決定了它容易受到的影響因素既有物理的因素，又有人為破壞的因素。其中，發(fā)生物理上的威脅破壞，一般情況下多數(shù)會導(dǎo)致經(jīng)濟上的損失，對人們的身體健康影響較弱，但如果是人為惡意的向供水管網(wǎng)里投入易擴散的污染物，這樣對飲用水用戶來說，生命也就繼而受到了威脅。因此在對供水管網(wǎng)脆弱性評估研究時將其脆弱性為物理、管理系統(tǒng)和應(yīng)急系統(tǒng)三方面的脆弱性[13]，其中物理脆弱性可以與管網(wǎng)的水力功能結(jié)合考慮，主要涉及到管網(wǎng)的設(shè)計結(jié)構(gòu)和外界的干擾威脅，管理系統(tǒng)脆弱性則是針對在管網(wǎng)運行過程中人的整體素質(zhì)的影響大小，還有應(yīng)急系統(tǒng)脆弱性指的是管網(wǎng)系統(tǒng)在應(yīng)急體系方面的缺失程度。 結(jié)合趙元[20]，莊寶玉[1]等對供水管網(wǎng)脆弱性的形成原因的分析，將其影響因素概括為以下兩點。

(1)水力脆弱性影響因素

水力脆弱性可以從供水管網(wǎng)的拓撲結(jié)構(gòu)，節(jié)點的供水級別、度數(shù)和供水管網(wǎng)的水力特性三個影響因素去考慮。

供水管網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)拓撲關(guān)系是其固有并客觀存在的物理結(jié)構(gòu)，能不能滿足供水要求主要看其設(shè)計是否合理，即供水管網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)連通性功能是否健全；供水管網(wǎng)的水力特性主要是通過改變水力條件來檢驗管網(wǎng)的水壓、水量和水質(zhì)是否達到使用需求。

(2)水質(zhì)脆弱性影響因素

供水管網(wǎng)的水質(zhì)好壞直接影響到用戶的飲水安全，甚至危及生命，不可忽視。為了減緩管網(wǎng)水質(zhì)惡化，必須定期對供水管網(wǎng)中的余氯進行檢測，因為它能間接反映管網(wǎng)水質(zhì)狀況。除了余氯之外，水齡，即水的滯留時間，也會對水中的生化反應(yīng)進度和余氯的縮減量產(chǎn)生影響，因此，水齡也是分析供水管網(wǎng)脆弱性時的重要因素。

2 供水管網(wǎng)脆弱性評價進展

將脆弱性評價引入供水管網(wǎng)脆弱性的分析已經(jīng)有30年左右的歷史，然而，僅僅從自然、物理因素方面考慮脆弱性已不夠全面，對供水管網(wǎng)的脆弱性進行多方位的評價顯得尤為緊迫。《十三五規(guī)劃綱要》[21]中明確規(guī)定要加快完善水利基礎(chǔ)設(shè)施網(wǎng)絡(luò)，推進水資源科學(xué)開發(fā)、合理調(diào)配、節(jié)約使用、高效利用，全面提升水安全保障能力。各個省市也相繼給出了加強城市生命線建設(shè)安全以及應(yīng)對能力保障的發(fā)文，如深圳和哈爾濱?！笆濉币?guī)劃中還將“構(gòu)建城市地下綜合管廊”列入國家戰(zhàn)略的工程項目級別，影響重大，可見供水管網(wǎng)屬于綜合管廊的一員，建設(shè)的重要性不言而喻，從而對供水管網(wǎng)脆弱性的評價已勢在必行。

根據(jù)上節(jié)所述，供水管網(wǎng)脆弱性評估的兩大方面包括水力和水質(zhì)脆弱性，水力脆弱性分析評估模型(VAMWSS)和威脅綜合脆弱性評價法(TEVA)便是針對以上兩大特性進行供水管網(wǎng)的水力和水質(zhì)脆弱性評價，其中水質(zhì)脆弱性主要側(cè)重于人為威脅情境下的脆弱性。在進行脆弱性分析過程中，數(shù)學(xué)工具和計算機模擬軟件的應(yīng)用是不可缺少的，MLE模型+EPANET模擬結(jié)合法則是選取比較有代表性的工具和軟件對脆弱性的威脅水平和功能缺失程度進行了測度分析，進而得出供水管網(wǎng)脆弱性大小。除了模型和工具的使用，還有直接對供水管網(wǎng)脆弱性進行定量計算的方法和公式，如基于脆弱性指標體系構(gòu)建的基礎(chǔ)設(shè)施脆弱性量化評估模型(I-VAM)采用專家打分法確定因子權(quán)值等；源于風(fēng)險計算的水司風(fēng)險評價法(RAM-WTM)來確定供水管網(wǎng)中脆弱性較高的關(guān)鍵設(shè)施，并進行安全防護。以下是對這五種供水管網(wǎng)脆弱性評價方法的詳細介紹。

2.1 水力脆弱性分析評估模型

供水管網(wǎng)脆弱性分析模型(VAMWSS)是基于蒙特卡羅隨機模擬理論而構(gòu)建的用于測定供水管網(wǎng)水力脆弱性的一種模型化方法，其中考慮到蒙特卡羅方法在處理結(jié)構(gòu)復(fù)雜，數(shù)據(jù)繁瑣并且規(guī)模較大的供水管網(wǎng)時，具有明顯的優(yōu)越性。

該模型在分析供水管網(wǎng)脆弱性時主要遵循以下步驟：首先通過各種途徑獲得當(dāng)?shù)毓┧芫W(wǎng)故障發(fā)生的概率，然后基于這些故障概率利用EPANET[22]對供水管網(wǎng)全天性的任意時間的流量和水壓進行動態(tài)水力模擬，最后再對所建立的指標層和測得的節(jié)點數(shù)據(jù)進行加權(quán)計算得出最終量化得出脆弱性，而且在賦予權(quán)值時主要從四個方面考慮：節(jié)點的級別、度數(shù)，拓撲結(jié)構(gòu)的自由度，供水量和水壓。

在以上基礎(chǔ)上還可以利用Borland Delphi 7.0編制供水管網(wǎng)脆弱性分析程序板塊[20]：事件隨機發(fā)生板塊，計算水力模擬板塊，脆弱性計算板塊，如圖2所示。

該模型在應(yīng)用方法和步驟方面通用性強，可用于區(qū)域類供水管網(wǎng)脆弱性的評價，如天津市區(qū)域供水管網(wǎng)[1]。

圖2 水力脆弱性分析評估模型

2.2 威脅綜合脆弱性評價法

威脅綜合脆弱性評價法(TEVA)是指基于一定概率基礎(chǔ)的潛在人為威脅可能對供水管網(wǎng)脆弱性以及對公眾健康和經(jīng)濟發(fā)展等的影響進行分析，并提出緩解措施的一種綜合性、廣義的脆弱性評價方法。

TEVA包括3個分析過程，建立模型、影響分析和緩和措施[20]。如圖3所示。

圖3 TEVA分析過程圖

2004年，美國EPA研究中心考慮到供水管網(wǎng)在運行和使用過程中受到時間和空間的制約，情況復(fù)雜，所以在TEVA 的分析基礎(chǔ)上將水力、水質(zhì)、公眾健康和傳感定位系統(tǒng)有機

地綜合起來分析供水管網(wǎng)脆弱性。TEVA還可以與水力水質(zhì)模擬軟件EPANET 配合使用[20]，其中EPANET提供的Mass-Booster選項模擬管網(wǎng)節(jié)點注入污染物的變化情況，根據(jù)節(jié)點服務(wù)暴露人口百分數(shù)的大小來判斷脆弱性大小，進而對脆弱性進行量化。

2.3 MLE模型+EPANET 模擬結(jié)合法

基于美國Sandia 國家實驗室開發(fā)的評價系統(tǒng)安全性的工具—馬爾科夫潛在影響模型(MLE)，Vincent等提出MLE模型 + EPANET 模擬法對供水管網(wǎng)進行脆弱性評價。該方法是指由MLE定量計算供水管網(wǎng)潛在的威脅水平，接著利用EPANET進行后果分析，包括對水力和水質(zhì)的影響后果。MLE的基本分析過程如圖4所示。

圖4 MLE基本分析過程

在以上內(nèi)容的基礎(chǔ)上，還可以將威脅水平與功能缺失程度的乘積當(dāng)作脆弱性大小[19]。其中威脅水平包括人為威脅和自然威脅，人為威脅就是按照MLE+EPANET的操作過程分別確定威脅水平和功能缺失程度，然后兩者乘積即為所求；自然威脅情況下則是通過查閱歷史資料來確定當(dāng)?shù)赝{水平和功能缺失程度。此外，可以利用該方法對區(qū)域供水管網(wǎng)面臨人為威脅時風(fēng)險大小進行定量化計算[23]。

2.4 基礎(chǔ)設(shè)施脆弱性量化評估模型

重要基礎(chǔ)設(shè)施脆弱性評估模型(I-VAM)是基于基礎(chǔ)設(shè)施風(fēng)險評價模型(I-RAM)和脆弱性的量化公式，側(cè)重于供水管網(wǎng)對威脅情境的敏感程度[24]，以價值函數(shù)作為評價方法的一種模型。

該模型選取威懾、延遲、檢測、響應(yīng)4個因子來評估供水管網(wǎng)各個功能子系統(tǒng)，通過專家打分法確定子系統(tǒng)權(quán)重和評價因子的賦值，最后將各子系統(tǒng)脆弱性計算結(jié)果疊加得出整個供水管網(wǎng)量化的脆弱性結(jié)果。由此可見，該模型主觀性較強[6]。例如，供水管網(wǎng)系統(tǒng)的脆弱性，可由如下公式計算：

(1)

式中：xi由專家打分所得；vi(xi)的相應(yīng)的值由價值函數(shù)得到；n為評價指標數(shù)；ωi為評價因子總權(quán)重。則系統(tǒng)的脆弱性為：

Ω=V*(X)-V(X)。

(2)

式中：V(X)是供水管網(wǎng)功能估測值；V*(X)是供水管網(wǎng)功能理想值，取100；Ω是供水管網(wǎng)脆弱性。

在實際情境中, 該模型的輸出結(jié)果一般是連續(xù)參數(shù)，所以用期望來表示供水管網(wǎng)脆弱性：

(3)

該模型思路和方法除了用于供水管網(wǎng)系統(tǒng)脆弱性評價之外，還可以用于其他基礎(chǔ)設(shè)施，比如城市防災(zāi)系統(tǒng)和交通運輸系統(tǒng)。

2.5 水司風(fēng)險評價法

水司風(fēng)險評價法(RAM-WTM)最初是對安全保護系統(tǒng)的有效性進行評價，從而為系統(tǒng)提供安全防御途徑。該方法旨在后果驅(qū)動，找出系統(tǒng)脆弱性較高的關(guān)鍵設(shè)備和資產(chǎn)，從而為初期防御策略確定分級優(yōu)先順序。該方法流程圖如圖5所示。

圖5 水司風(fēng)險評價法流程圖

在計算脆弱性時采取的計算公式是傳統(tǒng)的風(fēng)險計算方法：

R=Pa(1-Pe)C。

(4)

式中：Pa為供水管網(wǎng)潛在威脅發(fā)生概率；Pe為供水管網(wǎng)防御有效性；C為威脅發(fā)生所造成的后果。該方法可以為資源緊缺的供水管網(wǎng)系統(tǒng)分配有限資源提供合理的參考依據(jù)，使得資源配置最優(yōu)化。該工具在美國應(yīng)用最廣。

2.6 其他方法

除了上述介紹的五種供水管網(wǎng)脆弱性評價方法之外，還有其他學(xué)者[3,8,10,13,16,19,25]試著探索供水管網(wǎng)的脆弱性研究，例如陸仁強[3]在風(fēng)險熵的基礎(chǔ)上考慮符合突變級數(shù)的脆弱性，得出包括脆弱性在內(nèi)的風(fēng)險熵的計算方法；李浩賓提到CVAT[8]，即公共事業(yè)單位脆弱性評價工具和脆弱性自我評價法VSA[19]以及魯娟介紹了脆弱性自我評價工具VSAT[13]用來評價脆弱性；吳小剛[25]等采用最小割集理論建立了城市供水管網(wǎng)系統(tǒng)的故障風(fēng)險評價模型，并通過自行編制的程序進行了相關(guān)的實例分析；胡定軍[16]為了克服脆弱性評價常用的綜合指數(shù)法和函數(shù)模型法諸如主觀性強的特點，提出應(yīng)用DEA模型對系統(tǒng)脆弱性進行評估，并探索將其應(yīng)用到脆弱性評價的可行性；Johansson J等[10]介紹了測試基礎(chǔ)設(shè)施系統(tǒng)可靠性分析和脆弱性的方法，并對兩者進行了比較。

3 研究討論

第二部分介紹和回顧了進行供水管網(wǎng)脆弱性評價時常用的幾種方法，各有特點。在這一部分首先按照一定的原則和標準介紹以上幾種方法的聯(lián)系和區(qū)別，接著對供水管網(wǎng)脆弱性評價未來的研究方向和面臨的挑戰(zhàn)做出了一定的說明。

表2 五種方法的比較

3.1 方法比較

上述幾種方法評價角度和方法不同，既有定性分析和定量分析，也可以從評價思路，優(yōu)缺點和適用范圍對它們進行對比，便于系統(tǒng)決策者結(jié)合實際情況選擇合適的脆弱性分析方法，或者在進行供水管網(wǎng)設(shè)計和選擇時提供一定的參考(表2)。

3.2 未來研究方向和挑戰(zhàn)

結(jié)合第二部分的發(fā)展回顧和3.1的方法比較，下面主要闡述供水管網(wǎng)脆弱性今后的研究方向和面臨的挑戰(zhàn)。

(1)在供水管網(wǎng)脆弱性評價指標體系建立過程中具有較強的主觀性，比如指標設(shè)立及其權(quán)重的確定，大多都是人為商定，在分析供水安全脆弱性評價體系構(gòu)建[12]時要對影響因子構(gòu)建模型矩陣以及對指標因素設(shè)定權(quán)重，而且城市面臨的潛在人為威脅的發(fā)生本身就具有一定的主觀性，對其進行分析時應(yīng)聯(lián)合多個供水部門以及司法部門，以積累資料和經(jīng)驗為人為威脅的定量化分析奠定堅實的基礎(chǔ)。

(2)在研究供水管網(wǎng)的脆弱性時還應(yīng)當(dāng)適當(dāng)考慮整個“生命線”系統(tǒng)之間的的關(guān)系和相互影響，任何一個系統(tǒng)中出現(xiàn)了損害，都有可能對另外的系統(tǒng)產(chǎn)生影響，比如在供電系統(tǒng)受到損害后相應(yīng)的也會對產(chǎn)生一定的影響，像地震災(zāi)害就會產(chǎn)生類似的一系列威脅[26]。綜合考慮各個系統(tǒng)雖然會使得供水管網(wǎng)的脆弱性分析變得復(fù)雜，但是對系統(tǒng)的可靠性確實大大的提高了[11]。

(3)目前城市供水管網(wǎng)脆弱性的研究還沒有統(tǒng)一的概念和標準規(guī)范的評價工具或方法，因此研究者在評價供水管網(wǎng)脆弱性時應(yīng)根據(jù)各種方法的優(yōu)缺點及適用范圍選擇。

4 結(jié)論

供水管網(wǎng)脆弱性評價是一個有力工具，可以檢驗供水管網(wǎng)范圍內(nèi)的薄弱環(huán)節(jié)，使管理者對管網(wǎng)系統(tǒng)有清楚認識，確定能夠減少損失的合理方法。本文從城市供水管網(wǎng)安全可靠的角度出發(fā)，對供水管網(wǎng)在威脅情境下的脆弱性分析、評價的發(fā)展歷程進行了回顧和總結(jié)，重點分析了供水管網(wǎng)脆弱性評價的五種方法并進行了對比，通過對比發(fā)現(xiàn)，評價方法雖種類繁多但不統(tǒng)一，還存在諸如主觀性較強，模型通用性較差的問題，今后對供水管網(wǎng)的評價方法或者模型構(gòu)建的科學(xué)嚴謹性還應(yīng)繼續(xù)深入研究。

[1] 莊寶玉, 高斌. 基于脆弱性分析的區(qū)域供水管網(wǎng)風(fēng)險評價—以天津市為例[C]//中國城市規(guī)劃年會，2012.

[2] 張晟. 脆弱性概念分析及其在各行業(yè)中的應(yīng)用[J]. 科技經(jīng)濟導(dǎo)刊，2015，1(16)：18 - 22.

[3] 陸仁強. 城市管網(wǎng)脆弱性分析及風(fēng)險評價系統(tǒng)方法研究—以地震災(zāi)害為例[D]. 天津：天津大學(xué)， 2010.

[4] 蘇懷，張勁軍,楊楠,等.大型天然氣管網(wǎng)可靠性評價方法研究進展[J]. 油氣儲運,2016，35(1)：7-15.

[5] 吳眾華，張土喬，黃亞東，等. 供水管網(wǎng)脆弱性評價[J]. 中國供水排水， 2010，26(5)：59 - 62.

[6] 邵傳青, 易立新. 重要基礎(chǔ)設(shè)施脆弱性評價模型及其應(yīng)用[J]. 中國安全科學(xué)學(xué)報,2008, 18(11)：153 - 158.

[7] 尤荻，梁雙陸. 重要基礎(chǔ)設(shè)施脆弱性評價研究綜述[J]. 科技管理研究，2014，34(21)：81- 86.

[8] Flax L K, Jackson R W, Stein D N. Community vulnerability assessment tool methodology[J]. Natural Hazards Review，2002，3(4)：163-176．

[9] Ouyang M. Review on modeling and simulation of interdependent critical infrastructure systems[J]. Reliability Engineering & System Safety，2014，121(1)：43- 60.

[10]Johansson J，Hassel H，Zio E. Reliability and vulnerability analyses of critical infrastructures: Comparing two approaches in the context of power systems[J]. Reliability Engineering System Safety，2013，120(12)：27 - 38.

[11]鄭藝婷，蘇國鋒，陳建國，等. 震害下考慮供電的供水管網(wǎng)可靠性分析模型[J]. 災(zāi)害學(xué)，2015，30(3)：204 - 207.

[12]張艷麗.城市供水安全的脆弱性評價體系構(gòu)建[J]. 科教導(dǎo)刊旬刊，2011，3(9)：158 - 159.

[13]魯娟．給水管網(wǎng)脆弱性評估研究[D]. 合肥：合肥工業(yè)大學(xué)，2007．

[14]黃建毅，劉毅，馬麗，等. 國外脆弱性理論模型與評估框架研究評述[J]. 地域研究與開發(fā), 2012，31(5)：1- 5.

[15]李莉，王曉婷，王輝. 脆弱性內(nèi)涵、評價與研究趨勢綜述[J]. 中國漁業(yè)經(jīng)濟，2010，28(3)：161-169.

[16]胡定軍. 基于DEA模型的區(qū)域自然災(zāi)害脆弱性評價研究[D]. 成都：西南財經(jīng)大學(xué), 2012.

[17]趙玲. 基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的城市燃氣管網(wǎng)系統(tǒng)脆弱性評價[D]. 重慶：重慶大學(xué)，2014.

[18]李鶴，張平宇，程葉青. 脆弱性的概念及其評價方法[J]. 地理科學(xué)展，2008，27(2)：18- 25.

[19]李浩賓．城市供水系統(tǒng)脆弱性研究[D]．天津: 天津大學(xué)，2009．

[20]趙元. 輸配水系統(tǒng)的脆弱性及風(fēng)險評估研究[D]. 天津：天津大學(xué)，2009.

[21]中華人民共和國國民經(jīng)濟和社會發(fā)展第十三個五年規(guī)劃綱要[N]. 人民日報，2016-03-18(001).

[22]魏磊. EPANET軟件在市政給排水工程中的應(yīng)用[J]. 科技展望，2014，24(17)：14-14.

[23]牛志廣，高希麗，王晨晨. 城市供水管網(wǎng)脆弱性評價研究進展[J]. 中國安全科學(xué)學(xué)報，2012，22(6)：157- 163.

[24]Ezell B C．Infrastructure vulnerability assessment model[J]．Risk Analysis，2007，27(3)：571-583．

[25]吳小剛，張土喬. 城市供水管網(wǎng)系統(tǒng)的故障風(fēng)險評價決策技術(shù)[J]. 自然災(zāi)害學(xué)報，2006，15(2):73-78.

[26]Chen Y，Niu Z，Bai J，et al. Seismic vulnerability assessment of water supply network in Tianjin，China[J]. Frontiers of Environmental Science & Engineering，2014，8(5)：767-775.

Review on the Progress of Urban Water Supply Network Vulnerability

LIU Jing, GUO Guangcui and SHUANG Qing

(SchoolofEconomicsandManagement,BeijingJiaotongUniversity,Beijing100044,China)

Watersupplynetwork,asanimportantpartofurbaninfrastructuresystems,isthekeytoguaranteeurbanwatersupplysecurity.Naturaldisastershavemadewatersupplynetworkvulnerabilityunderthethreatsituationbecomesahotresearchfield.Onthebasisofpointingoutthevulnerability'sconnotation,thedifferencesamongreliability,riskandit,givethewatersupplynetworkvulnerability'sdefinition,classificationandinfluencingfactors,focusonreviewingthefivemethodsofurbanwatersupplypipenetworkvulnerabilityassessment,andthisfivemethodscoverhydraulic,watervulnerabilityassessment,mathematicaltoolsandcomputersimulationusedinconjunctionwithwatersupplypipenetworkvulnerabilityassessmentindexsystemmethod,calculationformulas,etc.,thencomparethisideaofthescopeoftheevaluationofthefivekindsofevaluationmethods,advantages,disadvantagesandapplicable.Thestudyfoundthatthereisastrongsubjectivevalidityintheprocessofestablishingwatersupplynetworkvulnerabilityevaluationsystem,andwatersupplypipenetworkvulnerabilitystudieshavenouniversalstandardsandnorms,theeffectiveness,quantitativeandstandardizedofstudyneedstobefurtherstrengthened.

watersupplynetwork;vulnerability;evaluationmethods;review

2017-01-07

2017-03-08

國家自然科學(xué)基金青年基金項目(71501008)；北京交通大學(xué)人文社會科學(xué)專項基金項目(2015jbwj014)；北京交通大學(xué)人才基金項目(2015RC002)

劉菁(1969-)，女，山東青島人，副教授，主要從事供水管網(wǎng)安全性研究. E-mail：jliu1@bjtu.edu.cn

雙晴(1987 -)，女，北京人，講師，博士研究生，主要從事供水管網(wǎng)脆弱性研究. E-mail：qings@bjtu.edu.cn

10.3969/j.issn.1000-811X.2017.03.023.]

X915.5；X5

A

1000-811X(2017)03-0131-06

10.3969/j.issn.1000-811X.2017.03.023

劉菁，郭廣翠，雙晴. 城市供水管網(wǎng)脆弱性研究進展[J]. 災(zāi)害學(xué)，2017，32(3)：131-136. [LIU Jing，GUO Guangcui and SHUANG Qing. Review on the Progress of Urban Water Supply Network Vulnerability[J]. Journal of Catastrophology，2017，32(3)：131-136.