張孝忠¹ , 劉志剛²

（1.徐州市水利建筑設計研究院有限公司，江蘇徐州221000；

2.寧波市自來水有限公司, 浙江 寧波 315041）

摘  要：以寧波為代表的沿海城市每年都受到數次臺風影響。臺風過境前后，山體水庫水位短時驟升、水量極具增加、水質迅速變化；水廠進水水質持續變差，水處理藥劑耗量成倍增加。臺風引起的水質問題增加水處理過程的負荷，應急管理給水廠庫存帶來挑戰。結合臺風季節水庫和水廠基本參數，將臺風應急管理分為風前、風期和風后三種情況分別給予應對，對于突發性變化水質的針對性處理，確保臺風季節的安全供水。

關鍵詞 臺風，應急管理，水庫，水廠

1介紹

以水庫水為代表的地表水源作為飲用水源，水質易受臺風、洪澇、干旱、極端降水等外屆環境因素的影響^[1,2]。其中，臺風作為最嚴重的自然災害之一，過境時攜帶的強降雨造成水庫原水水質嚴重惡化，如濁度急劇變化，氨氮、耗氧量等污染物濃度持續增長；原水水質突變必然對水廠制供水帶來巨大挑戰^[3]。

在寧波，四座現代化水廠（毛家坪水廠、江東水廠、北侖水廠、江北水廠）的原水均取自水庫^[4,5]。每年7月至10月進入汛期，寧波都會臺風的影響，如2022年第11號臺風“軒嵐諾”、2022年7月第11號臺風“桑達”、2022年9月的“梅花”，以及2017年9月間接影響寧波的“海葵”。

臺風引發的強降雨對水庫周圍表層土壤侵蝕嚴重，水庫周邊山體土壤中大量泥沙和有機污染物隨強降雨一道匯入水庫，致使水庫水質瞬時嚴重惡化。突發性水環境和污染水質引起的連鎖反應，包括對水庫和水處理廠的影響，使水庫和自來水廠的常規管理失效^[6]。 

目前，臺風應急管理的研究主要涉及疾病、工業、災害評估等經濟領域。只有少數應急管理研究涉及飲用水。本文通過對近年來臺風對山體水庫水文和水質的影響以及對水廠和水處理過程的影響的分析，針對性提出應急管理方案，并為受臺風頻繁影響水庫和水廠的應急管理模式提供借鑒基礎。

2材料和方法

2.1 寧波受臺風影響基本情況介紹

一般來說，寧波每年受到五到八次臺風的影響。據統計，中國建國以來，到訪的臺風估計不下150次。通過分析歷史上臺風的數據和特征，將影響規律分為三類:

 (1)直接登陸。海平面最大風力可達15級，沿海面積可達13級以上，陸地面積可達9級以上，過程面降水量為200 ~ 400mm，西、南山區和靜脈東段迎風坡度可達400 ~ 600mm 以上。海岸風暴潮最高可超過2.5米。

2)在浙閩交界處登陸，然后經浙江向北移動。寧波最大海平面在14以上，沿海地區可達11以上，陸地可達8級以上，過程面積200 ~ 300mm，其中西部、南部山區和東部迎風坡降水量可達300 ~ 500mm 以上。海岸風暴潮最高可超過1.5米。

(3)從寧波市北部沿海登陸。寧波最大風力15以上，沿海地區可達13級以上，陸地面積可達9級以上; 過程面積100 ~ 250mm，其中明四山及東海岸迎風坡可達300mm 以上; 沿海地區最大風暴潮可達2.0 m 以上。

2.2 水庫及水廠介紹

皎口水庫位于鄞州區，毗鄰余姚和奉化。集水區主要涉及兩個城市(區)的四個市鎮，流域面積為259平方公里。周公宅水庫及皎口水庫下游通過天然河流形成梯級水庫。原水通過直徑2.8米的涵洞輸送至水廠，全過程約9.6公里。原水引水工程的重力流動，入水廠后進行強化混凝、沉淀及過濾的傳統處理水凈化。

2.3 臺風對水庫的影響

臺風往往伴隨著極端暴雨，期間的降雨量遠高于多年平均水平，過程雨量為280 ~ 400毫米^[9,10]。研究表明，在臺風季節，風暴潮和強降水占年降水量的70% 。水庫在大范圍暴雨中，徑流聚集速度加快，常常引起洪水，洪水聚集到河口，進入水庫。水庫作為防洪、灌溉、飲用水一體化的水利工程，臺風引起的降水對水庫的影響是不言而喻的。臺風過境后，水庫水位和蓄水能力發生巨大變化，水位上升約6-10米，蓄水能力增加39% 至147%。為了減低臺風對水庫的影響，減少不必要的損失，水庫管理人員必須接收5-6天前的臺風預警和預報，提前開閘放水，控制水庫極限水位。

表1. 水庫水位和蓄水能力

2.3 臺風對水處理的影響

從臺風期間水廠的統計數字(表一至三)可見，臺風對水處理過程的影響一般在臺風期間及過境后七至二十天。水處理過程的負荷增加，主要原因是原水水質持續變化。

水廠水質歷史資料表明，以濁度為代表的原水水質惡化將導致水處理廠停產。一般來說，當沉淀水濁度低于2NTU 時，出水濁度基本可以控制在0.5 NTU 以下。通過對臺風期間降水水質資料的比較，不難發現臺風過境初期沉淀水濁度的波動幅度很大(遠大于2NTU) ，這間接反映了水廠不能為臺風引發的水質變化做好充分的準備，同時也不能忽視水質的快速變化給水廠的控制帶來的巨大困難。 

在水處理過程中，首先受到影響的是水處理設備減少，過濾頻率增加，反沖洗周期縮短，洗滌頻繁。其次，試劑消耗量的快速增長對植物的庫存構成了嚴峻的挑戰。以混凝劑為例，每日消耗量為正常每日計劃消耗量(12mg/L)的2.5至5倍。同時，消毒劑和石灰的使用增加了2倍余。

2.4 臺風對水廠基礎設施的影響

2013年10，第23臺風“菲特”登陸象山縣沿岸，導致供水系統被破壞，供水區大致暫停；2015年7月，臺風“海葵”導致超過100萬用戶停電，三個水廠停電。

面對臺風對水處理廠的強烈沖擊，水處理廠的工作人員要能夠有效地防范和應對防汛單位在各種情況下可能發生的各種情況，從而避免和減輕臺風等自然災害對供水設施造成的影響，有必要預設臺風來襲擊一切可能發生的緊急情況。經驗表明，水廠防洪的重點是改善泵房、反沖泵房和周邊山坡。

3 水庫、水廠抗臺風應急管理

3.1 在臺風過境前

3.1.1 水庫抗臺應急管理

(1) 臺風過境前，水庫管理員必須對遙測站進行檢查和維護。及時檢查安全隱患，確保各儀器正常運行，確保水雨信息的準確傳遞。同時，需要調整入流站的距離系數，并在此之前對實測流量進行訓練仿真。從而保證了關鍵數據的測量和準確性，為防洪提供了可靠的數據信息。

(2) 密切注意氣象部門掌握臺風相關信息(如形態、路徑、風速、降水量等) ，預測未來水位，提前釋放蓄水能力，使水庫最大限度地發揮泄洪作用。強調在加強水庫科學調度的同時，充分考慮水庫下游河道的承載能力和運行安全。科學地降低水位，保證臺風期水位控制在限制水位以下，充分發揮水庫防洪和綜合效益。

(3) 水庫管理人員要加強對建設設施和非工程設施的檢查和維護，提前制定科學詳細的防汛應急預案。進一步加強工程檢查，確保水情遙測系統、防洪閘系統、防洪通信系統、供電系統、洪水預報系統等設施的正常運行，做到及時、有效、有力的應對保障。

3.1.2 水廠抗臺應急管理

為了建立臺風來襲時水庫與水處理廠的聯動機制，水庫采取措施，水廠不能閑置。

(1) 收到有關寧波受臺風影響的消息后，水廠立即召開防汛應急會議，成立防汛應急小組，確定并部署準備工作，同時向全體員工傳達防臺防洪工作，提醒在抗臺風期間注意工作和行車安全。

(2) 設備有關部門應當事先對供電線路、生產設施、設備等進行防洪、安全檢查。同時，要重點加強室外設備和設施的建設，檢查廠內照明設備和排水泵，確保緊急情況下的正常使用。最后但并非最不重要的，找出可能的薄弱環節，實施及時的預防措施或糾正。

(3) 對水廠排水溝進行清淤，確保排水順暢。

(4) 檢查水凈化的儲備，并預先購買次氯酸鈉、氯化鋁及氫氧化鈣，以免因交通阻塞而影響水凈化的供應。預測臺風的影響時間和一般使用的藥水，科學地儲存各種水凈化。

(5) 備有足夠的防洪物資，包括應急燈、潛水泵、草繩、雨衣及其他用具，以備在危險情況下使用。

(6) 水質實驗室及運作小組應加強在臺風季節監測水質的次數，以防止洪峰期間原水受到污染。

(7) 加強和加固植物區域，特別是公路樹木的加固。

3.2 在臺風過境時

臺風過境時，水庫的前期工作已基本完成。但自來水廠仍面臨巨大壓力，員工必須保持警惕:

（1）緊急救援隊員立即進入預定情況，水廠指定緊急救援隊員24小時輪班值班，并立即參與救援工作。

(2)安全生產應急領導班子應全面分析上游水情信息，及時反饋，做到早發現、早報告、早防范

 (3)應急人員應定期對廠區進行檢查，注意停電后水泵房的排水和設備狀況，在最短時間內組織維修。

(4)應急小組成員應密切關注水廠的監測數據和設備設施，增加檢查次數，及時向應急救援小組報告。

(5)水質測試部門每兩小時檢測原水水質和出水水質，以便指導投放水凈化的員工根據水質測試部門提供的數據準確投放藥劑。除此之外，給藥人員還需要密切注意沉淀池和過濾器濁度的變化，以便在出現異常情況時與實驗室人員取得聯系。同時，增加了沉淀池的刮泥次數，縮短了污泥吸入和過濾器反沖洗周期。出水濁度未達到內控指標時，應減少用水量，降低生產負荷，提高水處理效果，并通知給水泵房調整供水流量。

(6)維修廠房門窗，停止臨時用電，外出時注意安全，留意周圍是否有綠化或懸掛物，以免受傷。

3.3 臺風過后

寧波受臺風的正面影響和降水過程相對較短，持續時間為12 ~ 20小時。但臺風超強破壞力引起了一系列連鎖反應，影響水庫及水廠的正常運行，如山洪暴發、水庫及大壩周圍發生滑坡等。因此，在臺風離開后，水庫管理人員應及時監測溢洪道的流量和安全系統的情況。對于水處理廠來說，重點是加固和重建受損的基礎設施，修復受損的結構，保證城市的正常供水。

4結論

極端降水的臺風將對水庫產生巨大的影響，導致水位和水量瞬間迅速上升，水廠的破壞性影響將是廣泛而持久的。臺風引起的水質水處理過程的每一個環節都面臨嚴峻的挑戰。為了確保城市安全和人民生命安全，快速、安全的應急措施是飲用水場應對臺風季節的重要組成部分，必須實施小規模的應急措施。水庫和水電站的有關從業人員應該相互合作，共同應對臺風造成的災害。

參考文獻

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[3]. Li, S., et al., Optimization method of skeleton network partitioning scheme considering resilience active improvement in power system restoration after typhoon passes through. International Journal of Electrical Power and Energy Systems, 2023. 148.

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[5]. 朱昕暉, 方孫珂與林建民, 基于地震學的臺風監測研究. 地震學報, 2023. 45(03): 第411-430頁.

[6]. 謝濤, 陳佳俊與鄢俊潔, 臺風中心區域亮溫空間擾動特征研究及臺風定位應用. 自然災害學報, 2023. 32(02): 第161-177頁.

作者簡介：張孝忠（1992-），男，江蘇徐州，碩士，工程師，主要從事城市給排水、海綿城市等工作。通訊地址：江蘇省徐州市新安路9號。聯系電話：15205196605，Email：1403691909@qq.com。