城市供水系统韧性是指系统在极端天气等突发冲击下，抵抗破坏、快速恢复并自适应进化的能力，核心区别于传统 “稳态可靠性” 评价，更强调极端场景下的抗冲击阈值、恢复时效和冗余兜底能力。多水源应急调度则是提升供水韧性的核心手段，通过 “多源互补、分级响应、智能协同” 实现极端天气下的供水安全兜底。

一、供水系统韧性的核心评估框架

针对极端天气场景，韧性评估主要围绕四大维度展开，通常采用情景模拟法（如模拟连续干旱 30 天、水源突发污染、管网大面积破损等极端工况），量化测算系统失效时间、供水缺口率、恢复时长等核心指标：

1、水源韧性：多水源配置均衡度、备用水源覆盖率、应急供水保障天数、水源抗污染风险能力

2、设施韧性：水厂 / 管网抗毁等级、设施冗余度、关键部件备用率、快速修复资源配置

3、调度韧性：预警响应时效、跨水源协同能力、供需动态匹配精度、跨区域调水能力

4、管理韧性：应急预案完备性、跨部门协同机制、应急演练频次、公众沟通机制

国家《城市供水条例》明确将多水源互补作为韧性提升的硬性要求：单一水源供水的城市必须建设应急水源或备用水源；使用外调水的城市需保障本地水源与外调水联动互补，从源头筑牢韧性基础。

二、极端天气对供水系统的典型冲击场景

不同极端天气触发不同类型的供水风险，对应差异化的调度策略：

1、持续干旱：水源地水位降至死水位、来水量锐减，形成水量型供水缺口

2、暴雨 / 洪涝：原水浊度暴增、水源污染、水厂淹没、管网破损，形成水质 + 设施双重冲击

3、高温热浪：居民降温用水激增导致需水量超常规 15%-30%，同时管网爆管频发，形成供需失衡型冲击

4、台风 / 强对流：电力中断、取水设施损毁、山体滑坡堵塞取水口，形成设施型供水中断

三、极端天气下多水源应急调度的核心体系

1. 多水源互补的配置格局（韧性物理基础）

按照 “主源保障、备源兜底、多源互补、平急结合” 原则构建三级水源梯队：

（1）常规主水源：本地地表水（水库、河流）、跨流域外调水，承担日常 90% 以上供水

（2）应急备用水源：地下水应急井、备用水库、专用应急水厂，平时保持热备状态，应急时快速启用

（3）补充替代水源：再生水、雨水集蓄，主要用于工业、市政杂用，置换优质淡水保障生活用水

（4）区域联网兜底：通过主干管互联互通实现跨片区、跨水厂互为备用，形成 “厂间互济、区域互补” 的管网格局

2. 分级响应与量化触发机制

对应气象预警等级，设定明确的供水应急分级与调度触发阈值，实现梯次响应：

3. 联合调度的核心技术支撑

（1）一体化耦合模拟：构建 “水文 - 水质 - 管网水力” 联动模型，提前模拟不同极端场景下各水源的供水能力、水质扩散路径和管网压力分布，预演多套调度方案并择优

（2）多目标优化算法：以 “优先保障生活用水” 为前提，同时优化水量保障率、水质安全、调度能耗、运行成本等目标，自动生成最优水源组合与分配方案

（3）智慧调度平台：依托物联网实时监测水源水位 / 水质、水厂产能、管网压力，结合气象预报进行超前预判，实现 “提前预警 - 自动生成方案 - 远程阀门调控” 全流程闭环

4. 三类典型极端场景的调度流程

（1）水量短缺型（干旱 / 高温）

A、先行挖掘主水源潜力，提高水库取水负荷，通过管网调蓄错峰应对用水高峰

B、启用再生水替代工业、市政绿化用水，置换出优质淡水保障居民生活

C、梯次启用地下水备用水源、应急水厂补充供水缺口

D、必要时按优先级压减工业、建筑、景观用水，守住民生用水底线

（2）水质污染型（暴雨 / 污染物泄漏）

A、立即切断污染水源取水口，同步启动厂内应急处理（活性炭吸附、强化消毒、应急沉淀池）

B、快速切换备用原水水源，提升其他未受影响水厂的供水负荷

C、通过管网互联互通工程，从相邻洁净片区跨区域补水，覆盖受影响区域

D、原水水质达标后逐步切换回常规水源，控制切换速度避免管网水质波动

（3）设施损毁型（台风 / 主干管爆管）

A、快速隔离损毁管段或故障水厂，启用周边水厂富余产能

B、通过环状管网、连通管从相邻片区反向补水，保障重点区域供水

C、应急送水车队伍定点保障医院、学校等关键单位及无替代水源的居民小区

D、同步开展设施抢修，恢复后逐步泄压回归正常调度模式

四、国内典型实践案例

1. 武汉：“一江一湖” 双源应急模式

武汉江南片区原 95% 以上供水依赖长江，水源结构单一。建成梁子湖应急水厂（设计总规模 50 万 m³/ 日），构建 “长江主源 + 梁子湖备源” 双水源格局：日常以 20 万 m³/ 日规模就近供水，应急状态下一键切换满负荷运行，通过 6 条应急主通道在 48 小时内覆盖整个江南片区，彻底解决长江突发污染风险。

2. 天津：三大水库联动调蓄体系

通过尔王庄水库增容工程，与王庆坨、北塘水库形成三大水库联动格局，实现引滦、引江双外调水互补调蓄，城市应急供水保障时长从 15 天提升至 30 天，有效应对干旱、调水线路故障等极端风险，破解北部区域水资源调配不均衡难题。

3. 昆明：多库串联链式调度

构建 “掌鸠河 - 松华坝 - 清水海 - 牛栏江” 多水源串联体系，形成 “常规主源 - 备用补充 - 应急兜底” 三级梯队。任一水源发生故障时，可通过连通工程快速由其他水源补位，同时配套管网互联互通实现跨厂、跨片区互济，应对干旱、水源污染等多重冲击。

五、韧性提升的长效保障措施

1、工程保障：持续推进水源连通工程、管网互联互通改造、应急水厂建设、调蓄设施扩容，提升系统物理冗余度

2、机制保障：建立水利、住建、环保、气象、应急管理跨部门协同机制，定期开展极端场景应急演练

3、技术保障：建设数字孪生供水系统，完善极端天气情景库，迭代优化 AI 智能调度算法