浅述城市供水管网漏水检测.doc

浅述城市供水管网漏水检测 　　摘 要：城市供水管网漏水不仅关系到水资源的节约和有效利用，也直接关系到供水企业的经济效益，控制供水漏失率也是衡量供水企业管理水平的重要标志。文章对声学检测漏水的原理、方法和工作步骤进行了阐述。 　　关键词：城市供水；管网漏水；检测 　　中图分类号：TU991.38 文献标识码：A 文章编号：1000－8136（2011）33－0037－02 　　 　　随着人类工业化的发展和生态环境污染的严重，水资源的供需矛盾日益突出。供水管道渗漏是对优质水源的浪费，不仅增加了净水成本，还额外增大了供水设施的投资费用，同时也会导致一些次生灾害。目前漏水检测从原理上大致可划分为以下几种：声学检漏、红外线成像、雷达测漏、气体测漏。其中红外线成像、雷达测漏、气体测漏的检漏方法只能在特定的情况下使用。具体使用也相当繁琐，经验性也相当强，加之检漏经济代价昂贵所以在国内这几种检测手段几乎不做应用。声学检漏从20世纪80年代末期引入国内，20多年来已在国内供水企业得到广泛推广，实际检测效果也相当理想。 　　1 声波法漏水检测技术的原理 　　漏水声波的产生。一定压力下的供水管网，一旦破损发生泄漏，由于管内外压力差的作用，水会从破损点溢出，并具备一定的速度，溢出的水会产生两种力学运动过程：由于水的粘滞性并具备初速度，会摩擦管壁，形成振动，该振动以波动形式沿管道向两侧传播。从波动理论来讲，其波动属于线状波，声源为泄漏点，声音能量―声强呈指数规律衰减，衰减系数与传播介质的弹性模量、水压大小、声波的频率有关。 　　由此看出，漏水声波在传播过程当中，主要沿管道方向传播，在土壤中以径向传播也遵循此项规律。由于介质损耗，不同频率的波能量会出现衰减，高频衰减较快，低频衰减慢，离漏水点越近，高频部分能量相对比例较高，通过一定的仪器用耳朵倾听，会感觉声音尖锐；离漏水点越远，由于高频衰减较快，所以人耳会感觉声音比较低沉。 　　当水柱从破损处溢出后，由于具备质量和初速度，会冲击管体周围的土壤介质，形成振动，并以波动形式，等势面呈球面向四周发散传播，其波动属于球面波，其衰减由两部分组成：空间方向传播的球面发散和径向方向传播的内部介质热损耗，径向传播遵循线状波的衰减规律。 　　漏水噪声传播的距离越近，该处的声强越大，利用这个特点，可以采用地面听音的方式进行漏点精确预定位。 　　由于传播过程中，振动造成介质的内热损耗以及其他特殊结构（三通、四通、空腔等）原因引起能量衰减，高频衰减快，低频衰减慢。离漏水点越近，高频部分能量相对集中，声音尖锐；离漏水点越远，由于高频部分衰减较快，低频部分能量相对集中，声音低沉。 　　 　　2 漏水检测工作步骤与方法 　　2.1 管网资料收集、分析 　　收集管网的图形资料，流量、压力统计资料，分析局部流量、压力异常，分析管道位置和阀栓分布密度，为区域噪声检测工作开展提供依据，为制定漏水调查方案、操作人员的检测分区提供依据。对水司的供水量、漏失水量、管网的管径、材质、防腐、阀拴等进行全面调查，并做好记录。漏水检测工作流程图，见图1。 　　2.2 最小夜间流量压力分析 　　对小区为典型的树枝状管网，根据区域内供水用户的时间特点，选取用水低峰期（一般为凌晨2∶00～4∶00），理想状况为用户无用水，这时测定该区域管网袋口径流量（一般为进入该区域的主干管道、总表），多次测量结果比较，测得的最小流量将接近于该区域的漏水量。该方法对用水呈时间周期性特点区域管网最为有效。实际上该方法一般主要用于定性半定量评估区域管网漏水状况，由于用户用水的随机性，测得的最小流量和实际漏失量相比一般存在误差。 　　2.3 阀栓听音、区域漏水噪声监测、识别 　　分析整体管网结构，按照一定步骤次序对全区域管网进行噪声检测，精确确认漏水发生管段，为精确定位漏点提供准确范围。另外，建立整体管网的噪声曲线库和以后测得的噪声曲线进行比对，可以判断新发现的漏水，同时提供漏水预警提示。使用听音棒或听漏仪，对区域内的所有阀拴进行听音，以听取漏水点传播至阀拴上的漏水声波，从而确定漏水异常区域。对所有管路暴露点和阀门进行听音调查对有异常音响的阀门进行记录，以便对此存在异常的管段认真仔细进行路面听音。阀栓听音率100%。同时仔细记录阀栓明漏，经阀栓调查发现有异常的管道构建物作好标记。 　　2.4 路面听音调查 　　对区域噪声检测分析定的漏水区间进行路面听音，进行漏水点定位和漏水异常点预定位。同时对区域噪声检测不能完全控制的管网管段进行漏水普查。使用听漏仪，沿管道走向，在地面上检取漏水点传播至路面的漏水音波，以发现漏水异常。 　　在进行路面听音的过程中，一定要尽量使地面传感器在管道上方附近，通常以S步，左右传探测间隔在1 m左右，前后传感器位置