试论自来水管网的检漏技术

毛嘉荣

摘 要：近年来城市建设发展对水资源要求越来越高，这也使得自来水管网运行面临巨大压力，出现诸多问题。例如目前比较常见的管漏就是自来水给排水管道中主要病害之一，它不但造成了大量的水资源浪费，也为城市社会发展建设与居民生活带来困扰阻碍。文章主要基于自来水管网漏损特性，介绍了多种基于检漏技术及其相关应用要点。

关键词：自来水管网；漏损；仪器检漏；技术应用

中图分类号：TV674 文献标志码：A 文章编号：2095-2945（2017）22-0040-02

我国当前水资源浪费现象严重，它已经深刻影响到国家经济的向前发展。为了最大程度限制水资源浪费，我国也在近年来大力推行自来水管网检漏技术，希望通过对给排水管道、自来水管线的严格控制来有效节约水资源，节约自来水管网管理成本。同时也希望创新自来水资源管理技术，为国家未来水资源发展奠定扎实技术基础。

1 自来水管网的漏损特性分析

自来水管网存在漏洞在近年来我国各个城市地区已经屡见不鲜，其管网漏损会持续发生，导致漏失总水量伴随漏失时间的延续而不断增大。必须对其漏损点进行及时准确定位，并采取相应的修复技术措施。在我国，地下自来水管网漏损不易被人发现，严重时可持续数月甚至数年，所以说对城市地下自来水管网的漏损状况监控、发现与定位修复更加重要，如图1。

如图1所示，它表示了自来水管网漏损失水量与时间之间的动态函数关系。其中发现代表了发现管网漏损存在所需要的时间；定位代表准确定位漏损点所需要的时间；维修表示对漏损点实施维修所需要的时间。这种变化对于城市自来水管网给排水效率影响非常之大，如果不及时发现并进行定位修复可能会导致大量自来水资源白白流失，所以必须提高对自来水管网的检漏技术水平[1]。

2 自来水管网的仪器检漏技术类型及与技术应用分析

2.1 检漏技术应用概述

仪器检漏技术是针对自来水管网中给排水管道、原水管线等等最为重要的技术体系之一，它融入了更多现代化科技元素，主要对管网管道中的漏水声及自来水所发出声音的声波与反射波进行侦测判断，最终定位漏损点位置。这种仪器检漏技术非常适合于我国当前在自来水管网中所采用的铸铁、球墨铸铁、钢管、塑料以及预应力混凝土等材料。考虑到目前我国许多个人家用给排水管道所采用的都是塑料管材，客观讲由于塑料管材的声音信号衰减较快，所以它又为自来水管网的检漏工作带来全新技术挑战。

检漏技术主要针对自来水管网进行物理漏损控制，具体来讲就是根据管网漏水冒出管道时间来再划分为主动检漏法与被动检漏法。仪器检漏所采用的检漏控制技术为主动检漏。

2.2 仪器检漏技术的基本类型与具体应用

2.2.1 音听法

音听法还分为阀栓音听法、钻孔音听法与地面音听法等等，无论是哪一种音听法其所采用的核心设备都包括了听漏棒与电子放大听漏仪。

首先说听漏棒，听漏棒也是音听法中最早存在的检漏仪器，它的整体架构相对简单，通过尖头金属棒与接听头部来进行音听听漏。在对给排水管道的漏损听漏定位过程中，它就主要负责查听管件、自来水管网的建筑入户接口以及消火栓位置。从功能上来看，听漏棒并没有特殊的声音增强功能，它会受到外界噪声直接干扰影响，如果仅仅通过它来确定管道漏损点可能存在一定难度。

为了解决听漏棒抗干扰能力差的问题，可以为其配备电子放大听漏仪。该听漏仪主要由耳机、传感器与电子放大器所组成，它相比于听漏棒更加先进，能够利用传感器来转化地面震动声，将其转化为仪器可判断的音频电压输出，再通过电子放大功能将音频传达到耳机部位。它在检漏过程中可以配合听漏棒一起使用，主要是确定给排水管道漏水管段的漏损点，做到精确定位。虽然说电子放大听漏仪在抗干扰能力方面比听漏棒更强，但一般技术人员也会选择在夜间操作两设备进行管道漏损配合检测，此时能够更准确捕捉漏水声信号位置。

2.2.2 探地雷达法

地表雷达是日本在上世纪80年代所发明的探测仪器，它利用无线电波对自来水管网漏水状况进行详细探查，通过图像来显示给排水管道实际运作状况，同时显示漏水孔周围实际状况。该探地雷达在技术表现方面具有一定优越性，它能够实现漏水点精确定位，而且表达直观。不过它的缺陷是一次性可搜索范围过小，需要配合漏水检测仪器来共同使用。

以塑料给排水管道检漏工作为例，可以将传感器设置在给排水管道外部位置，再通过探地雷达的电磁波辐射来扫描整个自来水管网，此时探地雷达会实施捕捉电磁波回波图形信息，技术人员通过数字仿真操作来辨识这些所扫描到的雷达图像，再根据图像数据信息来确定漏点具体位置。这样就极大程度规避了塑料管材给排水管道在声音信号衰减劣势，所以探地雷达法在现在以塑料管材为主的建筑自来水管网中应用较为广泛[2]。

2.2.3 相关检漏法

相关检漏法主要围绕以金属管道为材料的自来水管网展开，这种检漏法在抗外界噪声方面表现出极强能力。如果管道漏水，其漏水周围区域都会产生漏水声波，这种声波会沿着给排水管道逐渐向远处传播。

在相关检漏法中通过相关仪主机接收来自于给排水管段的漏水点位置。因为金属制给排水管道在存在漏水点后其漏水声会以一定速度在管段中向两侧快速传播，根据图示其漏水声会先传到左侧最近的A点，然后再传到右侧相对偏远的B点，这种声音传播现象就叫做时间延时传播。这里要利用到相关仪主机中的相关仪分析技术来首先确定这一时间差，并逐渐图例计算出管段漏水点具体位置。以下给出漏点距离相关仪传感器的距离计算公式：

上述计算公式中Lx就代表了漏点距传感器A的实际距离，D代表相关仪的两个传感器在给排水管道中的相互距离，V代表声波在给排水管道中的传播速度（此处要同时考虑给排水管道的管径与管材因素），Td代表漏水声波到达两个传感器的延迟时间。

目前我国也针对自来水管网采用了新型相关仪仪器，它集合了漏水预定位技术与精确定位技术，是典型的多探头相关检漏仪，可以在同一时间内同时、多次检测同一漏点，做到对管道漏损的全面精确定位[3]。

2.2.4 爆管预警系统

爆管预警系统的开发原理是基于水锤对管道爆管所造成的伤害所研发的，一般来说城市自来水管网都会存才水锤现象，它能够对所监测管道进行爆管预防。当给排水管道在水泵启动关闭时会存在一定的高速水压现象，它能够在0.001s以内为管路带来超出常规压力4～10倍的巨大压力，称之为正压（负压）突波，它也是造成自来水管网破裂的关键原因。而在面對如此突然的破坏，普通压力感测指示仪与控制器等等设备是无法在0001s极短时间内感测并记录该高速水锤压力信号的。此时就要采用可感测0.0001s的压力感测元件，配合爆管预警系统、计算机软件来组合形成感测记录装置，对给排水管网漏损进行持续不间断监测，做到即时测量并记录高速水锤压力，并第一时间定位漏损点位置。

3 结束语

总而言之，针对城市自来水管网的检漏技术还有很多，目前我国还研究了针对自来水管网区块化与建模化的漏损点检测技术，并取得了一定的技术检测成效。在未来，还要深入研究并拓展这些技术内容，以应对越来越复杂的自来水管网漏水状况，保证城乡人们用水效益，并间接提高社会发展经济效益。

参考文献：

[1]陈耀.关于自来水管网的检漏技术的分析[J].城市建设理论研究（电子版），2015，5（26）：544-545.

[2]王海霞.自来水地下供水管网泄露的原因及检测方法[J].城市建设理论研究（电子版），2015，5（12）：6868-6869.

[3]沈志云，张晓东，沈旭，等.供水管网漏损控制研究[J].城镇供水，2013（3）：73-77.