高 偉　埃德爾集團(tuán)

　　摘　要：適合我國(guó)供水管道檢漏的主要方法及儀器。
　　關(guān)鍵詞：供水管道 檢漏方法 檢漏儀器

一﹑前言

　　淡水是人類生存最基本的條件之一，水資源貧乏和環(huán)境污染是制約城鎮(zhèn)供水的主要因素。供水管道漏水是對(duì)寶貴水源的浪費(fèi)，他不僅增加了凈水成本，而且還額外地增大了供水設(shè)施的投資費(fèi)用，同時(shí)，也導(dǎo)致一些次生災(zāi)害。因此，保護(hù)水源，節(jié)約用水，檢漏降損，已成為全人類的共識(shí)。

二﹑我國(guó)供水管道漏失狀況

　　據(jù)中國(guó)水協(xié)1998統(tǒng)計(jì)，我國(guó)城市水司平均漏失率為12～13%，如果按單位管長(zhǎng)單位時(shí)間的漏水量統(tǒng)計(jì)，則我國(guó)的漏水量遠(yuǎn)大于經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)國(guó)家，具體數(shù)字見表一：

表一：?jiǎn)挝槐嚷┧拷y(tǒng)計(jì)表

國(guó) 家

中 國(guó)

意大利

馬來(lái)西亞

日 本

英 國(guó)

德 國(guó)

新加坡

匈牙利

單位比漏水量

2.85

2.5

1.2

1.0

0.8

0.4

0.3

0.2

　　其中，漏失率=漏水量/供水量×100%；
　　單位比漏水量=年漏水量/(365×24×管長(zhǎng)), m³/h/km，即為單位管長(zhǎng)單位時(shí)間的漏水量。

　　目前我國(guó)多數(shù)城市采用被動(dòng)檢漏法或以此法為主，而地下管道漏水的規(guī)律是由暗漏到明漏，有時(shí)暗漏的水流入河道、下水道或電纜溝后始終成不了明漏，因此我國(guó)城市水司降低漏耗的潛力還相當(dāng)大。做好檢漏工作可極大地提高有效供水能力，對(duì)節(jié)約用水，提高水司的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益具有重大意義。

三﹑供水管道漏水聲的種類及傳播

　　供水管道擔(dān)負(fù)的任務(wù)是將凈水輸送到用戶，以滿足人們最基本的需要。然而，供水管道也會(huì)發(fā)生漏水情況，當(dāng)發(fā)生時(shí)，噴出管道的水與漏口摩擦，以及與周圍介質(zhì)等撞擊，會(huì)產(chǎn)生不同頻率的振動(dòng)，由此產(chǎn)生漏水聲。漏水聲的種類通?？煞譃槿N：
　?。?）漏口摩擦聲：是指噴出管道的水與漏口摩擦產(chǎn)生的聲音，其頻率通常為300～2500Hz，并沿管道向遠(yuǎn)方傳播，傳播距離通常與水壓﹑管材﹑管徑﹑接口﹑漏口等有關(guān)，在一定范圍內(nèi)，可在閘門﹑消火栓等暴露點(diǎn)聽測(cè)到漏水聲。
　?。?）水頭撞擊聲：是指噴出管道的水與周圍介質(zhì)撞擊產(chǎn)生的聲音，并以漏斗形式通過(guò)土壤向地面擴(kuò)散，可在地面用聽漏儀聽測(cè)到，其頻率通常為100～800 Hz之間。
　?。?）介質(zhì)摩擦聲：是指噴出管道的水帶動(dòng)周圍粒子（如土粒，沙粒等）相互碰撞摩擦產(chǎn)生的聲音，其頻率較低，當(dāng)把聽音桿插到地下漏口附近時(shí)，可聽測(cè)到，這為漏點(diǎn)最終確認(rèn)提供了依據(jù)。

四﹑供水管道檢漏的主要方法

　　由于人類對(duì)供水管道漏水的共識(shí)，先后研究了一些檢漏方法，也研制一些儀器，例如，在德國(guó)﹑英國(guó)等經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)國(guó)家通常采用的檢漏方法有：音聽檢漏法，相關(guān)檢漏法，漏水聲自動(dòng)監(jiān)測(cè)法和分區(qū)檢漏法等。前三種檢漏法是靠漏口產(chǎn)生的聲音來(lái)探測(cè)漏點(diǎn)的，這對(duì)無(wú)聲的泄漏就沒(méi)有辦法了。而分區(qū)檢漏法是通過(guò)計(jì)量管道流量及壓力來(lái)判別有無(wú)漏水存在，就是所謂的最小流量法。目前我國(guó)通常采用被動(dòng)檢漏法，音聽檢漏法或相關(guān)檢漏法，有些水司也采用了漏水聲自動(dòng)監(jiān)測(cè)法或分區(qū)檢漏法，隨著供水管網(wǎng)管理的規(guī)范和技術(shù)的進(jìn)步，許多水司會(huì)逐步引進(jìn)漏水聲自動(dòng)監(jiān)測(cè)法或分區(qū)檢漏法，這對(duì)快速降低漏失，控制漏耗將起到積極的作用。
　　1．音聽檢漏法
　　音聽檢漏法分為閥栓聽音和地面聽音兩種，前者用于查找漏水的線索和范圍，簡(jiǎn)稱漏點(diǎn)預(yù)定位；后者用于確定漏水點(diǎn)位置，簡(jiǎn)稱漏點(diǎn)精確定位。
　　漏點(diǎn)預(yù)定位是指聽漏棒、電子聽漏儀及噪聲自動(dòng)記錄儀來(lái)探測(cè)供水管道漏水的方法，根據(jù)使用儀器的不同，預(yù)定位技術(shù)主要有閥栓聽音法和噪聲自動(dòng)監(jiān)測(cè)法。
　?。?）閥栓聽音法
　　閥栓聽音法是用聽漏棒或電子放大聽漏儀直接在管道暴露點(diǎn)(如消火栓、閥門及暴露的管道等)聽測(cè)由漏水點(diǎn)產(chǎn)生的漏水聲，從而確定漏水管道，縮小漏水檢測(cè)范圍。金屬管道漏水聲頻率一般在300～2500Hz之間，而非金屬管道漏水聲頻率在100～700Hz之間。聽測(cè)點(diǎn)距漏水點(diǎn)位置越近，聽測(cè)到的漏水聲越大；反之，越小，見圖一。

　?。?）地面聽音法
　　當(dāng)通過(guò)預(yù)定位方法確定漏水管段后，用電子放大聽漏儀在地面聽測(cè)地下管道的漏水點(diǎn)，并進(jìn)行精確定位。聽測(cè)方式為沿著漏水管道走向以一定間距逐點(diǎn)聽測(cè)比較，當(dāng)?shù)孛媸耙羝骺拷┧c(diǎn)時(shí)，聽測(cè)到的漏水聲越強(qiáng)，在漏水點(diǎn)上方達(dá)到最大，見圖二。

　　

拾音器放置間距與管道材質(zhì)有關(guān)，一般說(shuō)來(lái)，金屬管道間距為1～2米，而非金屬管道為0.5～1米，水泥路面間距為1～2米，土路面為0.5米。
　　（3） 聽漏儀的發(fā)展?fàn)顩r
　　從德國(guó)SEBA聽漏儀的發(fā)展看，是從原來(lái)的模擬信號(hào)處理發(fā)展到現(xiàn)代數(shù)字信號(hào)處理。由于采用數(shù)字信號(hào)處理，使得抗環(huán)境噪聲干擾能力增強(qiáng)。數(shù)字頻率分析﹑數(shù)字濾撥﹑瞬時(shí)值和最小值記錄及區(qū)分漏水與短時(shí)用水地連續(xù)監(jiān)測(cè)等功能，只有數(shù)字化的儀器才能實(shí)現(xiàn)，如德國(guó)SEBA的HL 400和HL 4000檢漏儀。
　　2．漏水聲自動(dòng)監(jiān)測(cè)法
　　泄漏噪聲自動(dòng)記錄儀（如德國(guó)SEBA的GPL 99）是由多臺(tái)數(shù)據(jù)記錄儀和一臺(tái)控制器組成的整體化聲波接收系統(tǒng)。當(dāng)裝有專用軟件的計(jì)算機(jī)對(duì)數(shù)據(jù)記錄儀進(jìn)行編程后，只要將記錄儀放在管網(wǎng)的不同位置，如消火栓、閥門及其他管道暴露點(diǎn)等，按預(yù)設(shè)時(shí)間(如深夜2:00～4:00)同時(shí)自動(dòng)開/關(guān)記錄儀，可記錄管道各處的漏水聲信號(hào)，該信號(hào)經(jīng)數(shù)字化后自動(dòng)存入記錄儀中，并通過(guò)專用軟件在計(jì)算機(jī)上進(jìn)行處理，從而快速探測(cè)裝有記錄儀的管網(wǎng)區(qū)域內(nèi)是否存在漏水。人耳通常能同到30dB以上的漏水聲，而泄漏噪聲自動(dòng)記錄儀可探測(cè)到10dB以上的漏水聲。
　　數(shù)據(jù)記錄儀放置距離視管材﹑管徑等情況而定，一般說(shuō)來(lái)，金屬管道可選200～400米的間距，非金屬管道應(yīng)在100米之內(nèi)的間距。
　　判別漏水的依據(jù)是：每個(gè)漏水點(diǎn)會(huì)產(chǎn)生一個(gè)持續(xù)的漏水聲，根據(jù)記錄儀記錄的噪聲強(qiáng)度和頻繁度來(lái)判斷在記錄儀附近是否有漏水的存在，計(jì)算機(jī)軟件自動(dòng)識(shí)別并作二維或三維圖，見圖三。

　　使用泄漏噪聲自動(dòng)記錄儀檢漏有如下優(yōu)點(diǎn)：
　　（1）檢漏有規(guī)律，有助于發(fā)現(xiàn)漏水早期跡象；
　?。?）由于能自動(dòng)開始和停止工作，而不用人來(lái)聽測(cè)，從而降低了勞動(dòng)強(qiáng)度和費(fèi)用；
　?。?）儀器操作簡(jiǎn)便，可用計(jì)算機(jī)進(jìn)行文件匯編。
　　3．相關(guān)檢漏法
　　相關(guān)檢漏法是當(dāng)前最先進(jìn)最有效的一種檢漏方法，特別適用于環(huán)境干擾噪聲大、管道埋設(shè)太深或不適宜用地面聽漏法的區(qū)域。用相關(guān)儀可快速準(zhǔn)確地測(cè)出地下管道漏水點(diǎn)的精確位置。
　　一套完整的相關(guān)儀主要是由一臺(tái)相關(guān)儀主機(jī)(無(wú)線電接收機(jī)和微處理器等組成)、二臺(tái)無(wú)線電發(fā)射機(jī)(帶前置放大器)和二個(gè)高靈敏度振動(dòng)傳感器組成。其工作原理為：當(dāng)管道漏水時(shí)，在漏口處會(huì)產(chǎn)生漏水聲波，并沿管道向遠(yuǎn)方傳播，當(dāng)把傳感器放在管道或連接件的不同位置時(shí)，相關(guān)儀主機(jī)可測(cè)出由漏口產(chǎn)生的漏水聲波傳播到不同傳感器的時(shí)間差Td，只要給定兩個(gè)傳感器之間管道的實(shí)際長(zhǎng)度L和聲波在該管道的傳播速度V，漏水點(diǎn)的位置Lx就可按下式計(jì)算出來(lái)。

　　　　　　　　　　　　　Lx=(L－V×Td)/2

　　式中V取決于管材、管徑和管道中的介質(zhì)，單位為m/ms，并全部存入相關(guān)儀主機(jī)中。測(cè)試過(guò)程見圖四。

　　相關(guān)儀也經(jīng)歷了從低到高性能的發(fā)展過(guò)程，現(xiàn)代高性能的相關(guān)儀具有時(shí)間域和頻率域（FFT）時(shí)實(shí)相關(guān)處理功能，同時(shí)具有高分辨率（0.1ms）﹑頻譜分析及陷波﹑自動(dòng)濾波﹑測(cè)管道聲速和距離等功能，如德國(guó)SEBA的相關(guān)儀DYNACORR具備這些功能。
　　4．分區(qū)檢漏法
　　在管道聽測(cè)漏水聲時(shí)，一般說(shuō)來(lái)，漏點(diǎn)大產(chǎn)生的漏水聲比漏點(diǎn)小產(chǎn)生的漏水聲要大一些，但漏點(diǎn)大到一定程度漏水聲反而小了，因此，我們不能認(rèn)為聽到的漏水聲大，其漏水量就大，有時(shí)實(shí)際情況正好相反。分區(qū)檢漏法使漏水點(diǎn)按漏水量大小分類成為可能，并因此能做到：控制大的漏水點(diǎn)并首先被排除掉。
　　每個(gè)管網(wǎng)中都存在著多處小的漏水點(diǎn)和幾處大的漏水點(diǎn)，經(jīng)驗(yàn)表明，漏水總量的80％是由20％大漏水點(diǎn)造成的。因此，盡快排除大的漏水點(diǎn)才能更好地控制漏耗，降低漏失率，同時(shí)，分區(qū)檢漏可大大提高檢漏速度。
　　用流量計(jì)進(jìn)行分區(qū)檢漏時(shí)，首先關(guān)閉與該區(qū)相連的閥門，使該區(qū)與其他區(qū)分離，然后用一條消防水帶一端接在被隔離區(qū)的消火栓上，另一端接到流量計(jì)的測(cè)試裝置上；再將第二條消防水帶一端接在其他區(qū)的消火栓上，另一端接到流量計(jì)的測(cè)試裝置上，最后開啟消火栓，向被隔離區(qū)管網(wǎng)供水，見圖五。借助于流量計(jì)，測(cè)量該區(qū)的流量，可得到某一壓力下的漏水量，見圖六。如果有漏水，可通過(guò)依此關(guān)/開該區(qū)的閥門，可發(fā)現(xiàn)哪一段管道漏水。德國(guó)SEBA的流量計(jì)TDM 10-60正是為分區(qū)檢漏而設(shè)計(jì)的。

　　采用分區(qū)檢漏法檢漏的優(yōu)點(diǎn)：
　?。?）能迅速排除大的漏水點(diǎn)；
　?。?）系統(tǒng)地測(cè)試，可進(jìn)行管網(wǎng)狀況分析；
　?。?）用所測(cè)流量與正常流量比較，可以發(fā)現(xiàn)漏水的早期跡象。

五、供水管道檢漏過(guò)程中應(yīng)注意的問(wèn)題

　　前面敘述了供水管道的檢漏方法和儀器，各水司選用何種檢漏方式要根據(jù)所處的地理位置情況及選用的儀器設(shè)備而定。無(wú)論選用哪種檢漏方法，在去現(xiàn)場(chǎng)檢漏前，一方面要清楚地了解地下管線的實(shí)際走向、材質(zhì)、管徑、埋深、水壓及使用年限；另一方面還要對(duì)檢漏儀器進(jìn)行選擇，帶哪些儀器。對(duì)所攜帶的儀器預(yù)先要進(jìn)行檢查，看是否有問(wèn)題，如電池電壓是否符合要求；接線是否對(duì)；有無(wú)故障等。其它檢漏工具是否備齊。
　　此外，還應(yīng)注意如下問(wèn)題：
　?。?）如果遇多年未開啟的井蓋要點(diǎn)明火驗(yàn)證，證明井中無(wú)毒氣時(shí)，方可下井操作。
　?。?）在市區(qū)檢漏時(shí)一定要注意交通安全，應(yīng)放置警示牌，穿上警示背心。
　?。?）對(duì)某些漏點(diǎn)難下決心定位需用打地釬法核實(shí)時(shí)，一定要查清此處是否有電纜。
　?。?）注意保持拾音器或傳感器與測(cè)試點(diǎn)接觸良好。
　　總之，各類檢漏儀都有其自己的特點(diǎn)和性能及使用范圍，就地面聽漏儀而言，絕大部分管道漏水時(shí)用地面聽漏儀均能聽到漏水的聲音，并準(zhǔn)確找到漏水的地點(diǎn)，但有一少部分漏水點(diǎn)聽測(cè)起來(lái)不太清楚，分析主要原因是漏水聲傳不到地面上來(lái)，情況可能是:
　?、俟艿缆裨O(shè)太深，漏水聲能量被泥土吸收;
　?、诼┛诒凰蜎](méi)，漏水聲能量被水吸收;
　?、鬯畨禾停瑢?dǎo)致漏口處產(chǎn)生的漏水聲很微弱;
　?、苈┛谏戏接邢滤艿栏粢?
　　⑤管道接口處滲漏，幾乎無(wú)漏水聲;
　?、薜孛嫔嫌薪ㄖ锘蚨逊e物，無(wú)聽漏條件。
　　對(duì)于漏水聲不能傳到地面的漏點(diǎn)，最好用相關(guān)儀測(cè)試，可快速準(zhǔn)確地定位漏點(diǎn)，并比用地面聽漏儀要快得多。
　　總之，地下管道漏水情況十分復(fù)雜，有時(shí)要依靠各類檢漏儀器和人的經(jīng)驗(yàn)去判斷，甚至有時(shí)還要借助于其它輔助手段判斷，才能取得最佳效果。操作人員不能死記規(guī)程，要把規(guī)程和儀器性能融合起來(lái)應(yīng)用。積累經(jīng)驗(yàn)是十分重要的，每次檢漏都要有原始記錄，把有關(guān)數(shù)據(jù)記錄下來(lái)，數(shù)據(jù)積累到一定數(shù)量后，可用統(tǒng)計(jì)分析方法找出其規(guī)律性，可提高今后的檢漏效率。

六、幾點(diǎn)建議

　　為有效地降低漏耗，應(yīng)有計(jì)劃地選配檢漏儀器，變被動(dòng)檢漏為主動(dòng)檢漏，盡快組建檢漏隊(duì)伍，把漏失控制到最低程度。
　　1.檢漏隊(duì)伍組建
　　(1)檢漏人員素質(zhì)
　　隨著科學(xué)及技術(shù)的發(fā)展，檢漏技術(shù)及儀器越來(lái)越先進(jìn)。因此，檢漏人員應(yīng)具備如下條件：
　　①知識(shí)層次越高越好，應(yīng)具備高中學(xué)力；
　　②應(yīng)具備吃苦耐勞的敬業(yè)精神，事業(yè)心強(qiáng)；
　?、垡朴趯W(xué)習(xí)，不斷探索和實(shí)踐、積極總結(jié)檢漏經(jīng)驗(yàn)；
　　④在年齡結(jié)構(gòu)上建議老、中、青相結(jié)合(比例約為1:3:5)，并逐步向年青化過(guò)渡。
　　(2)檢漏隊(duì)伍人數(shù)
　　一般每80～100公里的供水管道配1～2名檢漏。
　　(3)檢漏人員職責(zé)
　?、偈煜け镜貐^(qū)管道運(yùn)行的情況；
　?、谑炀氄莆諜z漏儀器和管線定位儀器；
　　③熟練掌握常規(guī)檢漏方法；
　?、茇?fù)責(zé)本區(qū)巡回檢漏；
　?、葚?fù)責(zé)儀器的維護(hù)和保養(yǎng)；
　?、拮龊脵z漏記錄，填寫報(bào)表，并編寫檢漏報(bào)告
　　(4)檢漏考核指標(biāo)
　?、侔德z出率(檢出的暗漏與修漏總數(shù)之比)應(yīng)大于85%；
　?、跈z漏正確率(檢漏人員報(bào)的地點(diǎn)與實(shí)際漏水點(diǎn)的距離在1米之內(nèi)的比例)應(yīng)大于95%。
　　2. 有效地選配檢漏儀器
　　各水司的地理、經(jīng)濟(jì)及技術(shù)條件不同，選用的儀器也不同，要根據(jù)自身的具體情況選配。從地理情況分析，南方管線埋設(shè)較淺，用聽漏儀可解決70%的漏水；而北方管線埋設(shè)較深，漏水聲較難傳到地面，最好選用相關(guān)儀。但從經(jīng)濟(jì)技術(shù)條件分析，直轄市、省會(huì)城市及經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)城市的水司可選先進(jìn)的檢漏儀器，這樣為快速降低漏耗提供了前提條件。
　　3. 加強(qiáng)檢漏人員的培訓(xùn)
　　檢漏是一項(xiàng)綜合性的工作，配備了檢漏儀器，而沒(méi)有選擇合適的人員也很難發(fā)揮效益，這就需要加強(qiáng)對(duì)檢漏人員的培訓(xùn)，以便提高檢漏技能，同時(shí)更要培養(yǎng)檢漏人員吃苦耐勞的敬業(yè)精神。
　　4. 選擇有效的檢漏方法
　　雖然供水行業(yè)檢漏的方法較多，但是從檢漏的實(shí)際效果看，應(yīng)選用音聽檢漏法，相關(guān)檢漏法，漏水聲自動(dòng)監(jiān)測(cè)法或分區(qū)檢漏法。目前許多水司均選用了這些方法，對(duì)控制漏水已經(jīng)起到了一定作用。
　　5. 要充分調(diào)動(dòng)檢漏人員的積極性
　　檢漏是一項(xiàng)很難的戶外工作，有時(shí)還需夜晚工作，如何調(diào)動(dòng)檢漏人員的積極性是各水司應(yīng)關(guān)注的問(wèn)題。應(yīng)采用經(jīng)濟(jì)杠桿創(chuàng)建有獎(jiǎng)有罰的管理體制，來(lái)極大地調(diào)動(dòng)檢漏人員的積極性。