城市供水管道漏損檢測(cè)技術(shù)淺究

惠云濤

【摘 要】城市供水管道是城市運(yùn)行的生命線。但由于管道老化、工程施工、重大事故、人為破壞、自然災(zāi)害、管理不善等多種原因，供水管道漏損問題日益突出。管道漏損并不僅是供水企業(yè)所關(guān)注的經(jīng)濟(jì)損失問題，更是一項(xiàng)涉及環(huán)境可持續(xù)發(fā)展的潛在城市安全和居民飲水健康問題。對(duì)供水漏損進(jìn)行控制、管理和新技術(shù)的研究和應(yīng)用具有重大社會(huì)意義。

【關(guān)鍵詞】供水管道；漏損檢測(cè)；檢測(cè)技術(shù)

1 背景

以上海為例，全市屬供水企業(yè)年供水總量約22億立方米，管道長(zhǎng)度16201.6千米，市屬供水企業(yè)管道漏損率考核標(biāo)準(zhǔn)為12%，實(shí)際漏損率達(dá)到20%-30%之多，而國(guó)內(nèi)許多城市的管道漏損情況較上海更為嚴(yán)重。管道漏損一方面使得自來水白白流失，虛耗大量能源，更對(duì)水質(zhì)安全也帶來了嚴(yán)重威脅。同時(shí)，長(zhǎng)時(shí)間的漏損將會(huì)直接導(dǎo)致建筑和道路通行安全。

2 計(jì)量設(shè)備技術(shù)突破

2.1 提高計(jì)量設(shè)備的適用性

1）根據(jù)表位實(shí)際用水情況科學(xué)合理地選擇計(jì)量設(shè)備。流量比較穩(wěn)定且在水表量程內(nèi)的考慮性價(jià)比可采用常規(guī)水表加裝無線流量監(jiān)測(cè)裝置，流量變化較大超過水表量程的表位適合采用電子計(jì)量設(shè)備，如電磁或超聲波水表或插入式電磁流量計(jì)；由于常規(guī)機(jī)械水表不能準(zhǔn)確計(jì)量逆流水量，所以多路供水的表位必須采用電子計(jì)量設(shè)備。

2）規(guī)范安裝計(jì)量設(shè)備，降低外部環(huán)境對(duì)計(jì)量準(zhǔn)確度的影響。計(jì)量設(shè)備的安裝必須符合相關(guān)規(guī)范，如電子計(jì)量設(shè)備，為保證其計(jì)量準(zhǔn)確度，防止內(nèi)部電極電蝕，表體和被測(cè)流體必須電接地；有的計(jì)量器具對(duì)上游流體擾動(dòng)較為敏感，安裝時(shí)應(yīng)盡可能保證前后有足夠的直管段來消除流體速度剖面畸變和漩渦等。

2.2 計(jì)量設(shè)備合理分布

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)管道的具體情況，確定計(jì)量設(shè)備安裝點(diǎn)，充分利用在線的計(jì)量設(shè)備，適當(dāng)補(bǔ)充部分計(jì)量設(shè)備，保證計(jì)量數(shù)據(jù)的完整性。

2.3 綜合分析計(jì)量數(shù)據(jù)，評(píng)估漏損水平

計(jì)量數(shù)據(jù)庫(kù)的計(jì)量數(shù)據(jù)經(jīng)過綜合分析可以評(píng)估出樣本的漏損水平（漏損水平?jīng)Q定了效益），并根據(jù)相應(yīng)計(jì)量設(shè)備管道地理位置初步確定漏損范圍（確定漏損范圍可以降低探漏成本）。

3 管道漏損檢測(cè)新技術(shù)

3.1 常規(guī)的檢漏方法有以下幾種

A.音聽法檢漏。應(yīng)選擇安靜的時(shí)間段（一般為深夜），在沿管段的地面上，每1m左右，使用電子聽音器（或聽音棒）在可接觸點(diǎn)（如消火栓、閥門、水表等附屬設(shè)備）聽音，判斷管道附近是否有漏點(diǎn)。B.相關(guān)分析法檢漏。借助相關(guān)儀，通過對(duì)同一管段上不同測(cè)點(diǎn)接收到的漏水聲音的分析，來判斷該段管道上是否有漏水點(diǎn)存在。對(duì)于埋深較大或有外界噪聲干擾的管道、地面環(huán)境適用于相關(guān)分析法檢漏。C.流量法檢漏。借助流量測(cè)量設(shè)備，通過檢測(cè)供水管道流量變化來推斷漏水異常區(qū)域的方法，分為區(qū)域裝表法和區(qū)域測(cè)流法。D.噪聲法檢漏。借助相應(yīng)的儀器設(shè)備，通過檢測(cè)、記錄供水管道漏水聲音，并統(tǒng)計(jì)分析其強(qiáng)度和頻率，來推斷管道漏水的方法。E.探地雷達(dá)法檢漏。對(duì)漏水點(diǎn)周圍形成的浸濕區(qū)域或脫空區(qū)域的探測(cè)推斷漏水異常點(diǎn)的方法。

雖然常規(guī)檢漏法方便、快捷、有效，但是，有很多漏水點(diǎn)是很難檢測(cè)到的。例如：埋深較大的大口徑管道，非金屬管道，過河管等。這些管道發(fā)生漏水是很難被檢測(cè)到的。

3.2 應(yīng)以線纜檢測(cè)為主攻技術(shù)方向

針對(duì)本市供水管網(wǎng)實(shí)際需要，開展技術(shù)研發(fā)。具體包括：A.管網(wǎng)與檢測(cè)儀器的常設(shè)固定性接口及規(guī)范；B.長(zhǎng)距離線纜檢測(cè)的電源技術(shù)；C.長(zhǎng)距離線纜檢測(cè)的姿態(tài)控制技術(shù)；D.長(zhǎng)距離線纜檢測(cè)線的纜材料技術(shù)；E.長(zhǎng)距離線纜檢測(cè)的新型強(qiáng)光源技術(shù)；F.長(zhǎng)距離線纜檢測(cè)的60度攝像頭技術(shù)；G.長(zhǎng)距離線纜檢測(cè)的儀器系統(tǒng)設(shè)計(jì)。

4 漏損數(shù)據(jù)分析

4.1 數(shù)據(jù)源規(guī)范及數(shù)據(jù)采集技術(shù)

標(biāo)準(zhǔn)土壤雷達(dá)探照采樣數(shù)據(jù)：以自來水管道鋪設(shè)線路為中心，設(shè)定兩邊固定間隔距離T米，跨距間隔D米，陽(yáng)光連續(xù)照射時(shí)間H小時(shí)為標(biāo)準(zhǔn)采集條件。采集季節(jié)、天氣（溫度、濕度、風(fēng)力）、采樣地點(diǎn)坐標(biāo)、探地雷達(dá)探測(cè)數(shù)據(jù)等建立標(biāo)準(zhǔn)土壤雷達(dá)探照對(duì)照數(shù)據(jù)庫(kù)。

4.2 漏損大數(shù)據(jù)分析技術(shù)

漏損分析采用自動(dòng)學(xué)習(xí)模式，對(duì)每次采集回來的雷達(dá)數(shù)據(jù)做一次全面分析，一旦本次結(jié)果被確定為漏損時(shí)，則該記錄被計(jì)入漏損特征數(shù)據(jù)庫(kù)，以后進(jìn)行日常探照測(cè)量中，如遇到與以往特征相似的采樣特殊數(shù)據(jù)，系統(tǒng)立即發(fā)出漏損告警。

4.3 漏損特性分析技術(shù)

對(duì)雷達(dá)波變化異常的地方或其它疑似漏損的地點(diǎn)，則加大測(cè)量范圍，縮小測(cè)量間距，提高測(cè)量點(diǎn)密度，對(duì)測(cè)量的數(shù)據(jù)使用GIS（地理信息）技術(shù)，建立管道漏損三維空間數(shù)據(jù)模型，生成橫/縱剖面衰減等高線，等高線特征幾何圖形以GIS的多邊形（Polygon）存儲(chǔ)在空間數(shù)據(jù)庫(kù)中，特征對(duì)比方法則利用GIS的幾何圖形判斷其相似度。

5 新建供水管道漏損預(yù)防措施

5.1 制訂規(guī)范

根據(jù)上海市的相關(guān)法律法規(guī)和標(biāo)準(zhǔn)要求，結(jié)合實(shí)際，從預(yù)防漏損的角度，研究制訂《上海市新建供水管網(wǎng)漏損預(yù)防措施綜合規(guī)范》。從管道選址走向、管材選用、施工現(xiàn)場(chǎng)的具體要求、施工記錄、預(yù)留監(jiān)測(cè)點(diǎn)位等方面，在充分借鑒國(guó)內(nèi)外相關(guān)經(jīng)驗(yàn)和規(guī)范的基礎(chǔ)上，制訂符合本市供水管網(wǎng)施工特點(diǎn)的綜合規(guī)范。

5.2 建立供水管道GIS系統(tǒng)

1）建立地理信息數(shù)據(jù)庫(kù)，把管道的日常維護(hù)數(shù)據(jù)、用戶水量信息等都整合到數(shù)據(jù)庫(kù)中，實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一的數(shù)據(jù)平臺(tái)，充分發(fā)揮管理系統(tǒng)的強(qiáng)大管理功能。能夠在GIS平臺(tái)上對(duì)供水管道的信息進(jìn)行數(shù)據(jù)管理、分析、統(tǒng)計(jì)。

2）提供對(duì)管道的檢修、維護(hù)記錄的管理，對(duì)管道防腐情況檢測(cè)及安全評(píng)估的管理；對(duì)突發(fā)事件做出快速響應(yīng)，快速找到故障點(diǎn)，確定影響范圍等。

5.3 新建供水管道在鋪設(shè)管道時(shí)要做好跟蹤管理，建立閥門卡、水表卡，要安裝流量、壓力等監(jiān)測(cè)設(shè)備

5.4 安裝漏水噪聲采集系統(tǒng)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)漏水點(diǎn)

【參考文獻(xiàn)】

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[4]CJ/T224-2012 電子遠(yuǎn)傳水表[S].

[責(zé)任編輯：湯靜]