王天聞

　 【摘要】 我國漏水控制工作任重道遠。本文結合工作經驗，論述了漏水控制技術及其設備。
　 【關鍵詞】 供水管道 技術 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，世界各國尤其是發達國家都非常重視供水節水的管理工作。很早就開展了漏損控制技術及設備的研究、開發工作。80年代初，英、美、法、日相繼開發成功了相關檢漏儀，90年代初又研究了利用水傳聲的相關檢漏儀，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，實現對漏水點的精確定位。由于西方國家的經濟實力，重視程度和技術水平等方面的優勢，根據有關資料統計，英國的管網漏失率為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施，已有100多年的歷史，各地供水企業在技術管理上積累了豐富的經驗。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。但由于城市基礎設施欠賬太多，供水設備的更新，技術水平提高緩慢，加之管理體制落后于不斷發展的形勢，使管網漏損率均未達到《城市供水2000年技術進步發展規劃》所規定的目標，大多數城市供水漏失率多在25--30%。與發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，漏水調查為輔，多數單位管線處于被動檢漏狀況，效果不好。隨著國內市場環境的改善，國家有關用水節水政策措施的頒布，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備，如美國、日本、英國、德國等國家的聽漏儀、相關檢漏儀、探地雷達等。各大中型水司根據實際情況也成立了相應的檢漏隊伍，取得了一定的效果。但從總體看與發達國家比較還有相當大的差距，普遍存在著檢漏技術人員較少、專業技術素質差、對先進設備的使用方法理解不深，更有甚者，有的水司將先進設備閑置，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

　　目前，國內外控制管網漏損的方法主要有被動檢漏法、音聽檢漏法、雷達測漏法、區域裝表法、區域測漏法等，這些方法各有優點，相關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展前途的幾種方法和技術作一些介紹。
1.1 漏損控制技術
　　1.1.1 區域測漏法
　　在生活小區或日夜連續用水戶較少地區，測漏時除小區進水總表(此時作測漏表用）外，關閉所有連通該區的閥門，測漏在深夜用水最少時測定一定時間，其最低流量（扣除連續用水戶用水量）大致就是該區的漏損量，如漏損量未超過允許漏損值，則表示該區基本上無漏水或漏水很少，如超過允許值，則關閉部分閥門，縮小測漏地區，再比較縮小地區后的最低流量，如果差距較大，則說明該段管道有漏水。
　　區域測漏法又可分為直接區域測漏與間接區域測漏，直接區域測漏法就是在測定時除了關閉所有進入該區的閘門（不包括測漏表）外，并關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內管道的漏水量；間接區域測漏法就是在測定時關閉所有進入該區的閘門（不包括測漏表），原則上不關閉用戶的進水閘門，這時測得的流量為管網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，從而得出該區漏水量。這兩種測漏方法，統稱“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 區域聲音檢測法（AQ系列）
　　區域聲音檢測法是利用聲音監測。儀器對某一供水區域的管道進行監聽，并自動記錄監聽的聲音結果，然后在電腦上分析監聽結果，確定漏水點的大致位置。監測儀的工作原理為，首先選定所要監聽的區域及監測時間，然后用該儀器所提供鐵可編程功能對聲音監測編寫程序。內容包括，在某月某日某時某分開始監測，時間選定在外界干擾最少的夜間，監測器的放置位置為選定的區域內的管道上，監測器放置的個數，根據被測區域的大小而定，（監測儀的監聽半徑200--300m）。監測器在事先編寫的時間內自動進行監測工作，并記錄下所選定時段的聲音監測值，然后借計算機對任何時間的監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，來判斷監聽范圍內是否有漏點存在。
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倍，使用靈活，便于鉆孔聽音，長度可調整，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（包括其附屬設施）把漏水點發出的漏水振動音，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，都要求有相當的實踐經驗。新一代漏水探測儀將增加聲波分析，抗干擾的能力，成為地下管網漏水探測的主導工具之一。
1.2.3 相關儀
　　相關儀是通過裝設在泄漏管線兩端的傳感器接受漏水所產生的連續的不規則振動音，根據兩傳感器間的距離、聲音到達的時間差、振動音傳播速度等數據進行相關計算，求得漏水點的位置。相關儀的運用具有以下優點：①在困難環境中的作業能力較強，如大口徑管道，噪音充斥，深度埋設的管線等都可進行作業；②比一般的音響探測法靈敏度高；③在單一的調查中可以發現數個泄漏；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。對于環狀斷裂并錯位的漏水不容易檢出。相關儀價格較貴，國內引進數量不多，應用還不夠廣泛，武漢水司引進并成功使用，使檢漏稅工作朝著現代化進了一大步。
　　國外在開發成功管道傳聲相關儀后，90年代初，又研制了水傳聲相關檢漏儀，其性能優于普通相關儀，但目前國內未見，僅是從國外有關資料略知一二。
1.2.4 探地雷達
　　探地雷達是最新的也是最有發展前途的檢漏儀器，它利用發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；也可檢測難以發現的管道泄漏，管道的不均勻沉降等資料；還能用于預防性的測量，發現隱患，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 神經網絡技術
　　神經網絡技術是一種新型的、人工智能技術，在許多領域已得到廣泛應用，如預測預報、優化計算、模型識別等。它在供水管網中的應用還是個新課題，但從神經網絡的原理框架及模型構建上看，應用到供水管網上進行漏損控制是完全可行的。總的思路是根據漏損控制的特點，確定人工神經網絡模型中的神經元，建立適合供水管網特點的人工神經網絡模型，訓練神經樣本，輸入實際資料，進行漏損分析，并根據分析結果，自動尋求最優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
　　地下管線定位是檢漏的重要環節，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，已相當成熟。通過感應法和接地法等手段，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。

2.有關技術和方法的分析

　　被動檢漏法、音聽法、區域裝表法、區域測漏法等4種檢測方法是公認有效的檢漏方法，在國外得到廣泛應用，國內也開展試驗。其中被動槍漏法和音聽法已被各地水司所廣泛采用，積累一定的經驗，本文僅就前文所述幾種方法和設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現由于目前國內管網閥門質量普遍較差，開關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，再加上小區內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計工作量也較大，所以該方法對于較大規模的小區是不太適合的。
　　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方法。
　　2.1.3 在漏損控制的研究中武漢水司還看好神經網絡技術，將該技術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，有著廣泛的應用前景。作為一種方法，在理論上和其它行業(如水利、電力系統)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，早日使之成為一種實用技術，用于漏損控制。
2.2 漏損控制設備
2.2.1 聽漏棒、聽音機
　　漏控設備中運用得最普遍、最有效的是聽漏棒。該設備歷史久遠，結構簡單，但其聽漏效果和簡便的操作仍是其它先進的檢漏設備無法替代的，其對漏點的準確定位是單純聽漏和相關儀、探地雷達檢測等操作中不可少的。聽音機又稱漏水探洲儀，是在聽漏棒的基礎上，采用現代電子技術，對漏水噪聲信號進行處理提高了結果準確性，容易操作，并可分類獲取不同頻率噪聲并有了量化指標。這兩種設備都是檢漏工作最基本的配置，使用的好壞直接關系到檢漏質量。
2.2.2 漏水檢測相關儀
　　是在聽漏棒和聽音機的基礎上，動用相關計算處理技術而制造的漏水定位設備，該設備的出現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、多專業交叉的全新領域。由于目前國內該設備引進還不多，應用也還不夠廣泛，大多數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備。
2.2.3 探地雷達
　　是漏損控制設備中價格最昴貴，技術最復雜的。該設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、管理等工作的技術水平也都將起到重要的作用。由于其價格、技術方面的原因，難以大范圍推廣，但有實力的的水司在技術力量、人才配備、基礎工作有相應條件時，則應開始該技術的研究應用，提高企業的枝術進步。

3、結束語

　　供水系統漏損控制是一個系統工程，它涉及管道設計，管材選型，工程施工，運行管理，檢漏，維修等各個環節。漏損控制不能簡單等同于檢漏，而應把它作為供水管網管理的一個重要部分，以提高管網現代化管理水平為目標，制定出一套相應的運作機制。在實際工作，注重貫徹“規劃意識，規范意識，管理意識，服務意識”，抓源頭，從設計入手，力求供水管網達到“免維修，零泄漏”的目標，強調管網優化，力保供水安全合理。把管網漏損控制在一個合理的“度”內。在學習、消化國外先進技術的基礎上，逐步摸索形成適應我國國情的高新檢漏技術和實用方法，加大漏損預測預報的研究，使漏損控制工作進人良性循環。