检漏技术在自来水管网中的应用

郑丽华

（阳谷县城乡供水服务中心，山东 聊城 252300）

淡水资源极其珍贵，水资源直接影响居民的生活质量，供水管道的水泄漏会造成水资源的浪费，也造成了一些次生的灾难，如路基、建筑物地基的破坏、污染物和矿物质的渗入等。供水管网系统是一种大型的、复杂的网络系统，管道按一定的配置方式进行连接，它的基本包括管道、水泵、水塔、蓄水池等。目前已有的管道有钢管、铸铁、球墨铸铁、预应力混凝土、塑料等，其中环保卫生塑料管道的使用日益广泛。但是，由于塑料管道中的声波信号会迅速地减弱，因此，自来水的管道泄漏检测技术将会遇到新的问题。

随着城市建设不断深化，对供水的需求量不断增加，管道的布置也日益复杂紧密。在自来水管道出现渗漏时，管道系统的错综复杂，会使准确定位泄漏部位成为一项技术上的难题。通过对泄漏部位进行快速的探测，可以有效地降低水的损耗，延长管线的使用年限。自来水管网的检测是一件涉及人民群众利益的比较复杂的工作，而且专业性很强，对相关工作人员的要求较高。为此，工作人员必须强化学习，熟练运用最新的检测技术，确保供水设备的安全。

1 检漏技术的应用概况

检漏技术是针对供水管道、输水管道等最关键的一项技术，将现代技术引入管道系统中，通过检测管道中的漏水声和自来水所发出的声音的声波等，从而确定泄漏点的具体位置。这种检漏技术是一种适用于目前国内供水管道使用的铸铁、球墨铸铁、钢管、塑料以及预应力混凝土等材料。鉴于国内很多家庭使用的水管都是塑料管，客观地说，塑料管材的声波衰减速度很快，这就为供水管网的检测工作提出了一场新的技术挑战。

检漏技术是针对供水系统的物理泄漏进行的检测方法，它按泄漏发生的时间分为主动检测和被动检测两种。目前，所采用的检漏技术多是主动检漏技术。

2 自来水管道检漏技术的重要作用

自来水管老化、外力等因素是导致自来水管渗漏的一个主要原因，因此，在自来水管出现管泄漏后，应进行维修。（1）管道渗漏后，将不断发生的水流渗漏，导致水资源的浪费，及时对管道进行检查，以减少渗漏，防止水资源的浪费。（2）管道泄漏后不及时进行维修，很可能会导致管道泄漏的情况更为恶化，影响管道的使用寿命，对公司的经济效益不利，所以检漏维修可有效延长管道使用寿命，提高经济效益。（3）管道渗漏后，将管道淹没在污水中，导致管道被污物侵蚀，导致渗漏加剧，并容易对供水管道进行二次污染，及时检查和维修可以有效地减少渗漏带来的危害。（4）管道一般没有地基支撑，道路或建筑物的坍塌会对管道造成一定的损伤，而且管道在平时是保持压力均衡的，如果出现渗漏，很可能会导致管道失去平衡，从而影响正常的供水，通过检测技术可以解决管道渗漏，并能稳定管道的承压，确保供水的安全。

3 管网泄漏检测的重要设备及其特性

3.1 听音棒

水管泄漏检测设备中，最常用的就是听音棒，其分为金属棒和木质棒两种。其最大的优势在于其易于随身携带，而且在检漏时具有很高的敏感性，不受测试环境的制约。当检测时，将听音棒一头置于地板上，另一头则让测试员通过听觉来确定水管有没有渗漏，不过，听音棒也有一个很大的缺陷，那就是无法探测到1m之下的漏水点。

3.2 电子放大检漏器

电子放大检漏器由过去的模拟信号处理发展到今天的数字信号处理。它可以完成数字频率分析、最小值和瞬间值的测量，并且对周围环境的抗干扰能力也很强。同时，该系统可以对泄漏进行持续监测，可将渗漏与短期用水区别开，从而改善泄漏检测的质量。

3.3 示踪检漏仪

本仪器适用于供水系统比较简单的情况。该方法运用了压力的相关理论，将一定浓度的气体注入管道，若管路中存在泄漏，则会引起管路内、外部的压力差异。当这些气体通过管线泄漏时，地面上的气体浓度会升高，就可以确认泄漏的地方。然而，该设备并不适用于较复杂的地下管线。另外，在采用示踪器的情况下，对地表进行钻探集气时，应留意两个孔之间的间隔不得超过3.5m。

3.4 相关检测仪器

相关检测仪器也是收集管道里发出滴答滴答的漏水声音，不过，它接收的是水管里传来的漏水信号。通过在管道的两个末端安装一个检测装置来采集泄漏信号，再将这些信号发送给相关设备，通过一套精密的计算，判断出水管有没有渗漏。然而，目前相关检测仪器对声音传感器的要求较高，目前尚未得到广泛推广。多探头相关器与常规相关器的工作原理基本相同，也可侦测渗漏讯号。而多探头相关仪器可同时对一根管线进行大范围的检测。这个仪器由主机、多个探头和相应的软件构成，并不需要考虑管道的特性，不过，这个仪器也对声音传感器要求极高，对于精度和宽度要求也高。

3.5 水听器传感器

水听器传感器是一种与相关仪器配套的探测器，它是将水下的声音转化为电信号的被动换能器，它可以通过对水下的泄漏声音进行测量，将水听器直接连接到消防取水装置，或者是直接与供水系统的装置连接，因为泄漏声音在塑料管道中的传输方式的特殊性，所以对50Hz以内的漏水声的探测效果要好于外部的压电陶瓷的加速度计，通过水听器可以探测出在水中传播漏口的摩擦声音，从而减少漏口的摩擦声音的传递路径，防止泄漏声音的衰减。目前，国内外已经有了一种具有穿心型的主动换能器，该设备具有更小的尺寸和更好的应用前景，可以为检测装置提供精确的水声数据，并提高其位置的准确性。

4 自来水管检漏的方法

由于引入了检漏设备，使得检测技术得到了很大程度的提高，而检漏的方法就是利用这种方法来提高检漏工作的效率。检漏技术的应用与工人的技术和经验有关，水管的分布存在着错综复杂的问题，需要工作人员分析渗漏情况，确定采用的工具和检漏方法，使检漏工作顺利开展，提高检出漏水点的准确性。以下是检漏技术的主要方式。

4.1 听音检漏法

听音检漏法是最常见、成本低廉是目前最常见的一种检漏法，而听音法则以听音杆为基础，其中最常见的是阀栓听音法和地面式听音法，阀栓式听音法是确定渗漏范围，地面式听音法则是寻找渗漏点的位置。而听音法在很大程度上取决于工作人员的工作经验，但听音法可以快速地减少探测面积和发现渗漏部位，并且由于它的简便、成本低、效率高，成为目前最普遍的一种检漏技术。

4.2 被动检漏法

被动检漏法是一种常规的检漏技术，它的检漏费用和成本较低，性价比极高。漏水信息主要是由检漏人员或市民发出的警报，这种方法只能检测明漏，很难用于检查暗漏，可以用来做渗漏报警后的常规检查，但不能作为主要的检查手段。

4.3 水平衡检测方法

水均衡检验法，由三个阶段来检验渗漏水量是否处于规定的值，以判断有无渗漏情况。首先，必须在供水最少时段内（通常是夜间）关掉全部用水系统，封闭干扰探测用水管，并使旁道管处于开启的情况下，利用旁道管上的流量计来观测水流，如管路中有渗漏，则总水表不能正确运行，而管道不漏水时，总表运行正常且良好。第二阶段的探测，是对对应的排水管道进行探测，找出渗漏部位，减小探测范围。第三个步骤是利用设备来确定漏水的地方。水平衡检测方法是一种很复杂的方法，它具有时间限制，但是，它可以探测到的暗泄漏，所以可以根据实际的条件来进行。

4.4 示踪气体检漏方法

这种方法的目的是找出漏水的地点，在探测过程中，先将5%的氢气和95%的氮气混合注入管道中，然后，在地表用氢气探测器探测地表的气体浓度的变化，当探测到地表的氢气含量上升时，表明该点是泄漏的地方。此算法可用于测定某一特定范围内及单个管线的渗漏点，但在测量范围过大时，不宜采用此种检漏方法。

4.5 声波检测法

声波检测技术是利用声波检测设备对渗漏部位进行检测的方法，它包含辅助设备声波检测、管道声波检测、管道内自来水声波检测等。管道漏水后，漏水周围会发出噪声，通过管道周围的介质和管道中的水进行扩散。在进行检测时，可以依据技术状况，比如，仪表、人力等来确定渗漏部位。这种方法需要很高的听觉技术，因而其实际应用时费用昂贵，至今还没有得到广泛的推广。

4.6 探地雷达法

地面雷达是日本20世纪80年代研制出来的一种检漏设备，可以用无线电波对管道的渗漏情况进行检测，并将管道的运行情况实时地反映出来。该探地雷达具有技术性能上的优势，可以精确定位出漏点，并可直观的表示。但缺点是，一次只能探测到很少的区域，要有漏水探测器配合使用才行。比如，在塑料排水管道的外面安装一个感应器，然后利用探地雷达的电磁信号对整个系统进行扫描，此时，探地雷达就会采集到电磁波回波形信息，由技术人员进行模拟仿真，从而判断出泄漏的具体位置，很大程度上避免了塑料管道声音信号衰减的劣势。因此，目前探地雷达法主要应用在以塑料管道为主体的管道系统中。

4.7 综合分析法

水管分布复杂，管道渗漏部位难以仅靠一台设备和一种检测手段进行准确定位，必须进行现场环境评价，选用相应的检测设备和检测手段，并结合管道分布、管道连接、水流、不明支管等因素进行分析，从而发现渗漏部位。综合的检测方法需要运用各种方法和工具进行补充校正，充分利用人力和设备的力量，排除虚漏，找到真实渗漏的具体部位。综合分析方法对工作人员的工作水平和丰富的工作经验都有很高的需求，但是，它可以侦测到各种渗漏的问题，所以必须加强工作人员的相关学习，以应付各种管道的错位检查，并及时发现渗漏部位并修补，以确保供水的安全。

4.8 相关检漏方法

相关检漏方法以金属管材为原料的供水管网展开，此检漏方法对外部噪音具有很好的抗扰性能。当水管渗漏时，渗漏的地方会出现泄漏的声音，声波会通过输水管慢慢扩散到很远的地方。

在相关检漏方法中，由有关仪表的主设备接受管道漏水点的位置。由于金属供水管道出现泄漏后，渗漏的声音会迅速地沿管道的两边扩散。漏水声音的传播会出现时间延时现象，这就需要采用相关仪器的主机的相关解析技术来确定这一时间延时，判断管道漏水点的准确位置。现在，国内也引进了一种新的相关检漏仪器，将渗漏预定位技术和准确定位技术结合起来，是一种典型的多探针相关检漏设备，能同时检测多次检测泄漏部位，实现全方位、准确的检测。

4.9 爆管预警系统

爆管预警系统是根据水锤对管道爆炸所产生的破坏而研制出来的，通常情况下，在城市供水管线中都会存在水锤现象，能够对自来水管道系统进行检测。当管道系统在水泵开始和关机时，会给管道会产生一种快速的水压，这种高压可以在0.001s之内，将管道中的压力提升到4～10倍，这就是所谓的正压（负）突波，也是导致管道断裂的主要因素。在这样的情况下，一般的压力表和控制系统是不可能在这么快的速度下检测和记录这种速度的。这时，可以使用可感测0.0001s的压力传感器，再加上爆管预警系统和计算机软件，组成一个感测记录装置，对管道泄漏进行实时监控，实时地测量，及时确定泄漏点的位置。

5 结语

综上所述，在管网错综复杂的情况下，检漏工作的技术含量越来越高，必须不断学习，掌握多种检测设备的运用技巧，不断提升自己的技术，及时发现自来水管道渗漏部位，及时维修，确保供水设备的安全。