王天聞

　 【摘要】 我國漏水控制工作任重道遠。本文結(jié)合工作經(jīng)驗，論述了漏水控制技術(shù)及其設(shè)備。
　 【關(guān)鍵詞】 供水管道 技術(shù) 方法

前 言

　　水是寶貴的自然資源。由于淡水資源的貧乏和高昂的制水成本，世界各國尤其是發(fā)達國家都非常重視供水節(jié)水的管理工作。很早就開展了漏損控制技術(shù)及設(shè)備的研究、開發(fā)工作。80年代初，英、美、法、日相繼開發(fā)成功了相關(guān)檢漏儀，90年代初又研究了利用水傳聲的相關(guān)檢漏儀，提高了檢漏的正確性。美國、日本在80年代中期還開發(fā)了探地雷達，利用電磁波對漏水情況進行檢漏，并以圖象顯示漏水孔周圍的情況，實現(xiàn)對漏水點的精確定位。由于西方國家的經(jīng)濟實力，重視程度和技術(shù)水平等方面的優(yōu)勢，根據(jù)有關(guān)資料統(tǒng)計，英國的管網(wǎng)漏失率為18.69%,美國為8%以下，日本10%以下，法國9.5%,德國4.9%,其漏失率遠低于亞洲國家。
　　我國自1897年旅順建成第一個供水設(shè)施，已有100多年的歷史，各地供水企業(yè)在技術(shù)管理上積累了豐富的經(jīng)驗。改革開放以來，各地水司重視運用先進管理手段，加大對管網(wǎng)管理投入，在提高供水效率上取得顯著的成效。但由于城市基礎(chǔ)設(shè)施欠賬太多，供水設(shè)備的更新，技術(shù)水平提高緩慢，加之管理體制落后于不斷發(fā)展的形勢，使管網(wǎng)漏損率均未達到《城市供水2000年技術(shù)進步發(fā)展規(guī)劃》所規(guī)定的目標，大多數(shù)城市供水漏失率多在25--30%。與發(fā)達國家比較還有很大的差距。多年來，各地水司以管線事故搶修為主，漏水調(diào)查為輔，多數(shù)單位管線處于被動檢漏狀況，效果不好。隨著國內(nèi)市場環(huán)境的改善，國家有關(guān)用水節(jié)水政策措施的頒布，漏損控制逐步受到各水司的重視，相繼引進了不少先進的漏水檢測設(shè)備，如美國、日本、英國、德國等國家的聽漏儀、相關(guān)檢漏儀、探地雷達等。各大中型水司根據(jù)實際情況也成立了相應(yīng)的檢漏隊伍，取得了一定的效果。但從總體看與發(fā)達國家比較還有相當大的差距，普遍存在著檢漏技術(shù)人員較少、專業(yè)技術(shù)素質(zhì)差、對先進設(shè)備的使用方法理解不深，更有甚者，有的水司將先進設(shè)備閑置，無人使用，造成很大浪費。由此可見，我國供水漏損控制工作是任重道遠，要達到10%以內(nèi)漏控目標還有相當長的一段路要走，從湖北全省的情況看，更是如此。

1. 漏損控制及漏點探測技術(shù)

　　目前，國內(nèi)外控制管網(wǎng)漏損的方法主要有被動檢漏法、音聽檢漏法、雷達測漏法、區(qū)域裝表法、區(qū)域測漏法等，這些方法各有優(yōu)點，相關(guān)資料和書籍多有介紹，本文只是將目前運用較為成功的和筆者認為有發(fā)展前途的幾種方法和技術(shù)作一些介紹。
1.1 漏損控制技術(shù)
　　1.1.1 區(qū)域測漏法
　　在生活小區(qū)或日夜連續(xù)用水戶較少地區(qū)，測漏時除小區(qū)進水總表(此時作測漏表用）外，關(guān)閉所有連通該區(qū)的閥門，測漏在深夜用水最少時測定一定時間，其最低流量（扣除連續(xù)用水戶用水量）大致就是該區(qū)的漏損量，如漏損量未超過允許漏損值，則表示該區(qū)基本上無漏水或漏水很少，如超過允許值，則關(guān)閉部分閥門，縮小測漏地區(qū)，再比較縮小地區(qū)后的最低流量，如果差距較大，則說明該段管道有漏水。
　　區(qū)域測漏法又可分為直接區(qū)域測漏與間接區(qū)域測漏，直接區(qū)域測漏法就是在測定時除了關(guān)閉所有進入該區(qū)的閘門（不包括測漏表）外，并關(guān)閉所有用戶水表前的進水閘門，這樣測得的流量就是此時該區(qū)內(nèi)管道的漏水量；間接區(qū)域測漏法就是在測定時關(guān)閉所有進入該區(qū)的閘門（不包括測漏表），原則上不關(guān)閉用戶的進水閘門，這時測得的流量為管網(wǎng)漏水量和用戶的最小用水量，通過分析，估算出用戶夜間最小流量，從而得出該區(qū)漏水量。這兩種測漏方法，統(tǒng)稱“水平衡測試”法。這一方法在實際中較常用，準確性較高，但操作起來較復雜而繁瑣。
　　1.1.2 區(qū)域聲音檢測法（AQ系列）
　　區(qū)域聲音檢測法是利用聲音監(jiān)測。儀器對某一供水區(qū)域的管道進行監(jiān)聽，并自動記錄監(jiān)聽的聲音結(jié)果，然后在電腦上分析監(jiān)聽結(jié)果，確定漏水點的大致位置。監(jiān)測儀的工作原理為，首先選定所要監(jiān)聽的區(qū)域及監(jiān)測時間，然后用該儀器所提供鐵可編程功能對聲音監(jiān)測編寫程序。內(nèi)容包括，在某月某日某時某分開始監(jiān)測，時間選定在外界干擾最少的夜間，監(jiān)測器的放置位置為選定的區(qū)域內(nèi)的管道上，監(jiān)測器放置的個數(shù)，根據(jù)被測區(qū)域的大小而定，（監(jiān)測儀的監(jiān)聽半徑200--300m）。監(jiān)測器在事先編寫的時間內(nèi)自動進行監(jiān)測工作，并記錄下所選定時段的聲音監(jiān)測值，然后借計算機對任何時間的監(jiān)測情況由微機進行重放分析，通過對噪聲場強級及場強級寬度累計時段疊合的二維及三維圖的分析，來判斷監(jiān)聽范圍內(nèi)是否有漏點存在。
1.2 漏點探測
1.2.1 聽音棒
　　聽音棒的使用歷史較長，俗稱“聽漏器”。其構(gòu)造是在棒的一端帶有振動板而沒有電動增幅的一種“聽音棒”，使用方法簡便，將聽音棒的一端置于水表或水管、閥門上，通過棒傳來的聲音使振動板共振，用耳朵捕捉，判別漏水的有無。聽漏棒分木棒和金屬棒兩種。木棒直徑較粗，不便鉆孔觸管聽漏，加之聽音較小，貼耳感覺不好，目前已較少使用；金屬棒借助振動板可將聲音放大數(shù)倍，使用靈活，便于鉆孔聽音，長度可調(diào)整，至今仍為廣大檢漏人員所廣泛使用。
1.2.2 漏水探測儀
　　探測儀由耳機、放大器、濾波器、拾音器（探頭）組成。它具有選擇接受各種不同頻率聲音，捕捉放大漏水聲的能力，其原理是將探頭置于地面、消火栓、管道上（包括其附屬設(shè)施）把漏水點發(fā)出的漏水振動音，通過主機將信號增幅傳上耳機依然是用耳朵捕捉；也可根據(jù)指針所示幅值的大小來顯示漏水的有無。該議器因車輛、行人、機械等噪音干擾，所以多在深夜外界干擾較少的情況下使用，并且探測儀的使用同聽漏棒一樣，都要求有相當?shù)膶嵺`經(jīng)驗。新一代漏水探測儀將增加聲波分析，抗干擾的能力，成為地下管網(wǎng)漏水探測的主導工具之一。
1.2.3 相關(guān)儀
　　相關(guān)儀是通過裝設(shè)在泄漏管線兩端的傳感器接受漏水所產(chǎn)生的連續(xù)的不規(guī)則振動音，根據(jù)兩傳感器間的距離、聲音到達的時間差、振動音傳播速度等數(shù)據(jù)進行相關(guān)計算，求得漏水點的位置。相關(guān)儀的運用具有以下優(yōu)點：①在困難環(huán)境中的作業(yè)能力較強，如大口徑管道，噪音充斥，深度埋設(shè)的管線等都可進行作業(yè)；②比一般的音響探測法靈敏度高；③在單一的調(diào)查中可以發(fā)現(xiàn)數(shù)個泄漏；④容易操作，不須過于依賴操作者的技巧。操作中也有一些限制：適用于尋找疑難漏水點，而不適用于巡查漏水；對被查管道在有效檢漏長度內(nèi)兩端要有外露的水管和附件，若沒有則要定位鉆孔，將鋼纖接觸管線并將傳感器放置在鋼纖上。有效檢漏長度也有一定要求：金管不宜超過200m；非金管則更短。對于環(huán)狀斷裂并錯位的漏水不容易檢出。相關(guān)儀價格較貴，國內(nèi)引進數(shù)量不多，應(yīng)用還不夠廣泛，武漢水司引進并成功使用，使檢漏稅工作朝著現(xiàn)代化進了一大步。
　　國外在開發(fā)成功管道傳聲相關(guān)儀后，90年代初，又研制了水傳聲相關(guān)檢漏儀，其性能優(yōu)于普通相關(guān)儀，但目前國內(nèi)未見，僅是從國外有關(guān)資料略知一二。
1.2.4 探地雷達
　　探地雷達是最新的也是最有發(fā)展前途的檢漏儀器，它利用發(fā)射電磁波的反向收集，對地下管線進行測定，可以精確地繪制出地下管線的橫斷面圖，并可根據(jù)水管周圍的圖象判斷是否有漏水。探地雷達所能收集的資料非常豐富，除可探測出地下供水管道、煤氣管、下水道、電纜等位置及地下地壤情況；也可檢測難以發(fā)現(xiàn)的管道泄漏，管道的不均勻沉降等資料；還能用于預防性的測量，發(fā)現(xiàn)隱患，提高漏損的控制水平。目前探地雷達已進入實用階段，有實力的水司已著手這方面研究工作，以希能為檢漏工作提供一種更為先進的實用方法。
1.3 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)
　　神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)是一種新型的、人工智能技術(shù)，在許多領(lǐng)域已得到廣泛應(yīng)用，如預測預報、優(yōu)化計算、模型識別等。它在供水管網(wǎng)中的應(yīng)用還是個新課題，但從神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的原理框架及模型構(gòu)建上看，應(yīng)用到供水管網(wǎng)上進行漏損控制是完全可行的。總的思路是根據(jù)漏損控制的特點，確定人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型中的神經(jīng)元，建立適合供水管網(wǎng)特點的人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型，訓練神經(jīng)樣本，輸入實際資料，進行漏損分析，并根據(jù)分析結(jié)果，自動尋求最優(yōu)漏損控制措施及對策，屬主動檢漏法，減少查漏的盲目性，提高檢漏的準確性，武漢水司正著手這方面的研究。
1.4 管線定位技術(shù)
　　地下管線定位是檢漏的重要環(huán)節(jié)，它貫穿檢漏全過程。分為金屬管線定位和非金屬道線定位。
1.4.l 金屬管線定位
　　運用電磁波探測金屬管線定位技術(shù)，已相當成熟。通過感應(yīng)法和接地法等手段，能夠準確定出金屬管線的平面位置和埋設(shè)深度。
1.4.2 非金屬管線定位
　　非金屬管線的探測有音波方式、地震力·式等，但效果都不太理想，有條件水司可考慮引入探地雷達技術(shù)。

2.有關(guān)技術(shù)和方法的分析

　　被動檢漏法、音聽法、區(qū)域裝表法、區(qū)域測漏法等4種檢測方法是公認有效的檢漏方法，在國外得到廣泛應(yīng)用，國內(nèi)也開展試驗。其中被動槍漏法和音聽法已被各地水司所廣泛采用，積累一定的經(jīng)驗，本文僅就前文所述幾種方法和設(shè)備作一綜合性地探討。
2.1 漏損控制方法
　　2.1.1 在漏損控制的幾種方法中，區(qū)域測漏法是運用較多也比較成功的方法，特別是對于居民小區(qū)更為適宜，它提高了檢漏上作的效率，避免盲目性，而且也是漏損控制效果的一種最直接的驗證手段。武漢水司在幾個小區(qū)的檢漏中較好地采用了這種方法，效果十分明顯。但在具體運用中也發(fā)現(xiàn)由于目前國內(nèi)管網(wǎng)閥門質(zhì)量普遍較差，開關(guān)閘門的操作往往不能如愿，某個閥門失靈，就會影響整個方法的實施，再加上小區(qū)內(nèi)用水戶夜間最少用水量的估算難以精確，對用戶水表的讀表統(tǒng)計工作量也較大，所以該方法對于較大規(guī)模的小區(qū)是不太適合的。
　　2.1.2 為提高主動檢漏的能力，武漢水司探索性的動用了區(qū)域聲音檢測法，該方法具有高靈敏的聲音探測和可選擇的聽測時間的功能，能檢測出人耳無法不辨的漏水噪聲，將檢漏范圍大大縮小，從而指導漏損控制工作的進程，這是一種值得進一步探索并加以推廣的技術(shù)方法。
　　2.1.3 在漏損控制的研究中武漢水司還看好神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，將該技術(shù)運用于供水漏損控制在國際上都是個較新的課題，具有前瞻性，有著廣泛的應(yīng)用前景。作為一種方法，在理論上和其它行業(yè)(如水利、電力系統(tǒng))研究情況來看將其運用到漏損控制是可行的，但到能具體指導實際工作還有大量的工作要做。武漢水司已著手這方面的研究并與大專院校、科研單位合作攻關(guān)，早日使之成為一種實用技術(shù)，用于漏損控制。
2.2 漏損控制設(shè)備
2.2.1 聽漏棒、聽音機
　　漏控設(shè)備中運用得最普遍、最有效的是聽漏棒。該設(shè)備歷史久遠，結(jié)構(gòu)簡單，但其聽漏效果和簡便的操作仍是其它先進的檢漏設(shè)備無法替代的，其對漏點的準確定位是單純聽漏和相關(guān)儀、探地雷達檢測等操作中不可少的。聽音機又稱漏水探洲儀，是在聽漏棒的基礎(chǔ)上，采用現(xiàn)代電子技術(shù)，對漏水噪聲信號進行處理提高了結(jié)果準確性，容易操作，并可分類獲取不同頻率噪聲并有了量化指標。這兩種設(shè)備都是檢漏工作最基本的配置，使用的好壞直接關(guān)系到檢漏質(zhì)量。
2.2.2 漏水檢測相關(guān)儀
　　是在聽漏棒和聽音機的基礎(chǔ)上，動用相關(guān)計算處理技術(shù)而制造的漏水定位設(shè)備，該設(shè)備的出現(xiàn)給檢漏人員帶來了嶄新探漏工作方式，將漏損控制工作帶入了一個高科技、高技能、多專業(yè)交叉的全新領(lǐng)域。由于目前國內(nèi)該設(shè)備引進還不多，應(yīng)用也還不夠廣泛，大多數(shù)水司對它還沒有足夠的認識。武漢水司通過這幾年的研究應(yīng)用，對其性能有了較全面了解并已逐步成為檢漏定點的首選的和必不可少的設(shè)備。
2.2.3 探地雷達
　　是漏損控制設(shè)備中價格最昴貴，技術(shù)最復雜的。該設(shè)備不僅為漏損控制提供了一種新的檢測手段，而且對提高管道工程沒計、施工、維護、管理等工作的技術(shù)水平也都將起到重要的作用。由于其價格、技術(shù)方面的原因，難以大范圍推廣，但有實力的的水司在技術(shù)力量、人才配備、基礎(chǔ)工作有相應(yīng)條件時，則應(yīng)開始該技術(shù)的研究應(yīng)用，提高企業(yè)的枝術(shù)進步。

3、結(jié)束語

　　供水系統(tǒng)漏損控制是一個系統(tǒng)工程，它涉及管道設(shè)計，管材選型，工程施工，運行管理，檢漏，維修等各個環(huán)節(jié)。漏損控制不能簡單等同于檢漏，而應(yīng)把它作為供水管網(wǎng)管理的一個重要部分，以提高管網(wǎng)現(xiàn)代化管理水平為目標，制定出一套相應(yīng)的運作機制。在實際工作，注重貫徹“規(guī)劃意識，規(guī)范意識，管理意識，服務(wù)意識”，抓源頭，從設(shè)計入手，力求供水管網(wǎng)達到“免維修，零泄漏”的目標，強調(diào)管網(wǎng)優(yōu)化，力保供水安全合理。把管網(wǎng)漏損控制在一個合理的“度”內(nèi)。在學習、消化國外先進技術(shù)的基礎(chǔ)上，逐步摸索形成適應(yīng)我國國情的高新檢漏技術(shù)和實用方法，加大漏損預測預報的研究，使漏損控制工作進人良性循環(huán)。