供水管網漏水檢測淺談

牟 勇 王海強

（1.千陽縣人畜飲水工程管理站 陜西 千陽 721100；2.商洛水文局 陜西 商洛 726000）

城市供水管網漏水一直以來是困擾自來水成本和效益的一個關鍵因素，據不完全統計，目前縣級自來水公司管網漏失率在20%左右，能夠把漏失率控制在10%以內的縣級自來水公司很少。如何解決管網漏水成了當前乃至今后一段時間自來水公司一個非常頭痛，但又迫在眉睫需要解決的問題。

目前漏水檢測按原理上劃分大體可以分為以下幾種：聲學檢漏、紅外線成像、雷達測漏、氣體測漏。其中紅外線成像、雷達測漏、氣體測漏的檢漏方法只能在特定的情況下使用。具體使用也相當煩瑣，經驗性也相當強，加之檢漏經濟代價昂貴所以在國內此幾種檢測手段幾乎不做應用。聲學檢漏這種檢測手段自從20世紀80年代末期引進到國內，20多年來已經在國內供水企業得到廣泛推廣，實際檢測效果也相當理想，本文做以重點介紹。

1 聲波法漏水檢測技術的原理

漏水聲波的產生。一定壓力下的供水管網，一旦破損發生泄漏，由于管內外壓力差的作用，水會從破損點溢出，并具備一定的速度，溢出的水會產生兩種力學運動過程：由于水的粘滯性并具備初速度，會摩擦管壁，形成振動，該振動以波動形式沿管道向兩側傳播。從波動理論來講，其波動屬于線狀波，聲源為泄漏點，聲音能量—聲強呈指數規律衰減，衰減系數與傳播介質的彈性模量、水壓大小、聲波的頻率有關。

由此看出，漏水聲波在傳播過程當中，主要沿管道方向傳播，在土壤中以徑向傳播也遵循此項規律。由于介質損耗，不同頻率的波能量會出現衰減，高頻衰減較快，低頻衰減慢，離漏水點越近，高頻部分能量相對比例較高，通過一定的儀器用耳朵傾聽，會感覺聲音尖銳；離漏水點越遠，由于高頻衰減較快，所以人耳會感覺聲音比較低沉。

當水柱從破損處溢出后，由于具備質量和初速度，會沖擊管體周圍的土壤介質，形成振動，并以波動形式，等勢面呈球面向四周發散傳播，其波動屬于球面波，其衰減由兩部分組成：空間方向傳播的球面發散和徑向方向傳播的內部介質熱損耗，徑向傳播遵循線狀波的衰減規律（同上）。

漏水噪聲傳播的距離越近，該處的聲強越大，利用這個特點，可以采用地面聽音的方式進行漏點精確預定位。

由于傳播過程中，振動造成介質的內熱損耗以及其他特殊結構（三通、四通、空腔等）原因引起能量衰減，高頻衰減快，低頻衰減慢。離漏水點越近，高頻部分能量相對集中，聲音尖銳；離漏水點越遠，由于高頻部分衰減較快，低頻部分能量相對集中，聲音低沉。

表1 影響漏水聲波頻率分布的幾個因素

2 漏水檢測工作步驟與方法

（1）管網資料收集、分析。收集管網的圖形資料，流量、壓力統計資料，分析局部流量、壓力異常，分析管道位置和閥栓分布密度，為區域噪聲檢測工作開展提供依據，為制定漏水調查方案、操作人員的檢測分區提供依據。對水司的供水量、漏失水量、管網的管徑、材質、防腐、閥拴等進行全面調查，并做好記錄。

（2）最小夜間流量壓力分析。對小區為典型的樹枝狀管網，根據區域內供水用戶的時間特點，選取用水低峰期（一般為凌晨2:00～4:00點），理想狀況為用戶無用水，這時測定該區域管網袋口徑流量（一般為進入該區域的主干管道、總表），多次測量結果比較，測得的最小流量將接近于該區域的漏水量。該方法對用水呈時間周期性特點區域管網最為有效。實際上該方法一般主要用于定性半定量評估區域管網漏水狀況，由于用戶用水的隨機性，測得的最小流量和實際漏失量相比一般存在誤差。

（3）閥栓聽音、區域漏水噪聲監測、識別。分析整體管網結構，按照一定步驟次序對全區域管網進行噪聲檢測，精確確認漏水發生管段，為精確定位漏點提供準確范圍。另外，建立整體管網的噪聲曲線庫，和以后測得的噪聲曲線進行比對，可以判斷新發現的漏水，同時提供漏水預警提示。使用聽音棒或聽漏儀，對區域內的所有閥拴進行聽音，以聽取漏水點傳播至閥拴上的漏水聲波，從而確定漏水異常區域。對所有管路暴露點和閥門進行聽音調查對有異常音響的閥門進行記錄，以便對此存在異常的管段認真仔細進行路面聽音。閥栓聽音率100%。同時仔細記錄閥栓明漏，經閥栓調查發現有異常的管道構建物做好標記。

（4）路面聽音調查。對區域噪聲檢測分析定的漏水區間進行路面聽音，進行漏水點定位和漏水異常點預定位。同時對區域噪聲檢測不能完全控制的管網管段進行漏水普查。使用聽漏儀，沿管道走向，在地面上檢取漏水點傳播至路面的漏水音波，以發現漏水異常。

在進行路面聽音的過程中，一定要盡量使地面傳感器在管道上方附近，通常S步，左右傳探測間隔在1m左右，前后傳感器位置間隔在1.0m左右，在異常處用紅色噴漆做標記；操作人員的工作筆記進行及時記錄以免遺忘。

路面聽音率100%；對所有已知管路進行路面聽音調查，對未知管線首先進行管線探測后進行聽音調查。對非漏水異常要仔細查明原因。

路面聽音的同時應輔助閥栓聽音及環境調查；尤其是背景噪聲與漏水聲接近的噪聲尤其需要注意，避免引起誤判。

工作時間：下午 2：00～5：00進行閥栓調查管路踏勘，對異常管路進行詳細記錄；夜間在24：00～4：00之間進行作業，主要工作內容為進行路面聽音。

（5）相關確認。分析上述方法確定的漏水區間附近的管網結構，選取合理的相關點，用MIC6相關儀進行相關測試，減小誤差，精確定點。

（6）打孔聽音確認。在懷疑漏水點上方，精確定位管道位置和埋深，用電錘打孔至管道附近，用聽音棒插入孔中，聽取漏水噪聲，并看是否有清水，確認漏水點準確位置，誤差小于1.0m。要求：有聲、見水，對有聲沒有水點、異常點要特別小心必須進行認真排查，漏點定位精度≤±1.0m;漏水點定位準確率≥95%。

（7）確定漏水點。用鉆機鉆透表面混凝土層，在用打孔棒向管子位置鉆孔，鉆孔過程中，要反復用電子聽漏儀、聽音棒在鉆孔位置判斷是否是真正漏水點。如在打孔棒頂端有明顯水滴，說明已經定準漏水點；

（8）開挖修補。

3 實例分析

2009年4月某日凌晨,在商南縣自來水公司DN150球墨鑄鐵供水管道某段用聽漏儀，沿管道垂直路面檢測管道時，聽到刺耳聲音，懷疑此處存在漏水，經過前后反復比對，確認了漏水點的位置，用鉆機鉆開混凝土層，漏水量約為50m3/h，按照當地銷售水價2.4元/方計算，經修復后，年累計節約損失1051200元人民幣。

4 結語

供水管網由于管道質量、施工質量等多種原因，存在著相當數量的管道暗漏，不僅使大量的水資源白白流失，還造成重大的安全隱患。因此進行管網漏水檢測對節約資源、降低損耗、提高效益有極為重要的意義。陜西水利