我國供水管道漏失狀況
據(jù)中國水協(xié)1998統(tǒng)計，我國城市水司平均漏失率為12～13%，如果按單位管長單位時間的漏水量統(tǒng)計，則我國的漏水量遠(yuǎn)大于經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)國家，具體數(shù)字見表一：
表一：單位比漏水量統(tǒng)計表
國 家 漏水量比
中 國 2.85
意大利 2.5
馬來西亞 1.2
日 本 1.0
英 國 0.8
德 國 0.4
新加坡 0.3
匈牙利 0.2
單位比漏水量
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), m³/h/km，即為單位管長單位時間的漏水量。
目前我國多數(shù)城市采用被動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，對節(jié)約用水，提高水司的社會效益和經(jīng)濟(jì)效益具有重大意義。
一﹑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，供水管道也會發(fā)生漏水情況，當(dāng)發(fā)生時，噴出管道的水與漏口摩擦，以及與周圍介質(zhì)等撞擊，會產(chǎn)生不同頻率的振動，由此產(chǎn)生漏水聲。漏水聲的種類通常可分為三種：
(1)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﹑消火栓等暴露點聽測到漏水聲。
(2)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，并以漏斗形式通過土壤向地面擴(kuò)散，可在地面用聽漏儀聽測到，其頻率通常為100～800 Hz之間。
(3)介質(zhì)摩擦聲：是指噴出管道的水帶動周圍粒子(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，可聽測到，這為漏點最終確認(rèn)提供了依據(jù)。
二﹑供水管道檢漏的主要方法
由于人類對供水管道漏水的共識，先后研究了一些檢漏方法，也研制一些儀器，例如，在德國﹑英國等經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)國家通常采用的檢漏方法有：音聽檢漏法，相關(guān)檢漏法，漏水聲自動監(jiān)測法和分區(qū)檢漏法等。前三種檢漏法是靠漏口產(chǎn)生的聲音來探測漏點的，這對無聲的泄漏就沒有辦法了。而分區(qū)檢漏法是通過計量管道流量及壓力來判別有無漏水存在，就是所謂的最小流量法。目前我國通常采用被動檢漏法，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監(jiān)測法或分區(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，許多水司會逐步引進(jìn)漏水聲自動監(jiān)測法或分區(qū)檢漏法，這對快速降低漏失，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，簡稱漏點預(yù)定位;后者用于確定漏水點位置，簡稱漏點精確定位。
漏點預(yù)定位是指聽漏棒、電子聽漏儀及噪聲自動記錄儀來探測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監(jiān)測法。
(1)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(如消火栓、閥門及暴露的管道等)聽測由漏水點產(chǎn)生的漏水聲，從而確定漏水管道，縮小漏水檢測范圍。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。聽測點距漏水點位置越近，聽測到的漏水聲越大;反之，越小。
(2)地面聽音法
當(dāng)通過預(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地下管道的漏水點，并進(jìn)行精確定位。聽測方式為沿著漏水管道走向以一定間距逐點聽測比較，當(dāng)?shù)孛媸耙羝骺拷┧c時，聽測到的漏水聲越強(qiáng)，在漏水點上方達(dá)到最大，
拾音器放置間距與管道材質(zhì)有關(guān)，一般說來，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SEBA聽漏儀的發(fā)展看，是從原來的模擬信號處理發(fā)展到現(xiàn)代數(shù)字信號處理。由于采用數(shù)字信號處理，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﹑瞬時值和最小值記錄及區(qū)分漏水與短時用水地連續(xù)監(jiān)測等功能，只有數(shù)字化的儀器才能實現(xiàn)，如德國SEBA的HL 400和HL 4000檢漏儀。
2.漏水聲自動監(jiān)測法
泄漏噪聲自動記錄儀(如德國SEBA的GPL 99)是由多臺數(shù)據(jù)記錄儀和一臺控制器組成的整體化聲波接收系統(tǒng)。當(dāng)裝有專用軟件的計算機(jī)對數(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等，按預(yù)設(shè)時間(如深夜2:00～4:00)同時自動開/關(guān)記錄儀，可記錄管道各處的漏水聲信號，該信號經(jīng)數(shù)字化后自動存入記錄儀中，并通過專用軟件在計算機(jī)上進(jìn)行處理，從而快速探測裝有記錄儀的管網(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，而泄漏噪聲自動記錄儀可探測到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，一般說來，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：每個漏水點會產(chǎn)生一個持續(xù)的漏水聲，根據(jù)記錄儀記錄的噪聲強(qiáng)度和頻繁度來判斷在記錄儀附近是否有漏水的存在，計算機(jī)軟件自動識別并作二維或三維圖，
使用泄漏噪聲自動記錄儀檢漏有如下優(yōu)點：
(1)檢漏有規(guī)律，有助于發(fā)現(xiàn)漏水早期跡象;
(2)由于能自動開始和停止工作，而不用人來聽測，從而降低了勞動強(qiáng)度和費(fèi)用;
(3)儀器操作簡便，可用計算機(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)確地測出地下管道漏水點的精確位置。
一套完整的相關(guān)儀主要是由一臺相關(guān)儀主機(jī)(無線電接收機(jī)和微處理器等組成)、二臺無線電發(fā)射機(jī)(帶前置放大器)和二個高靈敏度振動傳感器組成。其工作原理為：當(dāng)管道漏水時，在漏口處會產(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，相關(guān)儀主機(jī)可測出由漏口產(chǎn)生的漏水聲波傳播到不同傳感器的時間差Td，只要給定兩個傳感器之間管道的實際長度L和聲波在該管道的傳播速度V，漏水點的位置Lx就可按下式計算出來。
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。測試過程見圖四。
相關(guān)儀也經(jīng)歷了從低到高性能的發(fā)展過程，現(xiàn)代高性能的相關(guān)儀具有時間域和頻率域(FFT)時實相關(guān)處理功能，同時具有高分辨率(0.1ms)﹑頻譜分析及陷波﹑自動濾波﹑測管道聲速和距離等功能，如德國SEBA的相關(guān)儀DYNACORR具備這些功能。
4.分區(qū)檢漏法
在管道聽測漏水聲時，一般說來，漏點大產(chǎn)生的漏水聲比漏點小產(chǎn)生的漏水聲要大一些，但漏點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，有時實際情況正好相反。分區(qū)檢漏法使漏水點按漏水量大小分類成為可能，并因此能做到：控制大的漏水點并首先被排除掉。
每個管網(wǎng)中都存在著多處小的漏水點和幾處大的漏水點，經(jīng)驗表明，漏水總量的80%是由20%大漏水點造成的。因此，盡快排除大的漏水點才能更好地控制漏耗，降低漏失率，同時，分區(qū)檢漏可大大提高檢漏速度。
用流量計進(jìn)行分區(qū)檢漏時，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，另一端接到流量計的測試裝置上;再將第二條消防水帶一端接在其他區(qū)的消火栓上，另一端接到流量計的測試裝置上，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，測量該區(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SEBA的流量計TDM 10-60正是為分區(qū)檢漏而設(shè)計的。
采用分區(qū)檢漏法檢漏的優(yōu)點：
(1)能迅速排除大的漏水點;
(2)系統(tǒng)地測試，可進(jìn)行管網(wǎng)狀況分析;
(3)用所測流量與正常流量比較，可以發(fā)現(xiàn)漏水的早期跡象。
三、供水管道檢漏過程中應(yīng)注意的問題
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。無論選用哪種檢漏方法，在去現(xiàn)場檢漏前，一方面要清楚地了解地下管線的實際走向、材質(zhì)、管徑、埋深、水壓及使用年限;另一方面還要對檢漏儀器進(jìn)行選擇，帶哪些儀器。對所攜帶的儀器預(yù)先要進(jìn)行檢查，看是否有問題，如電池電壓是否符合要求;接線是否對;有無故障等。其它檢漏工具是否備齊。
此外，還應(yīng)注意如下問題：
(1)如果遇多年未開啟的井蓋要點明火驗證，證明井中無毒氣時，方可下井操作。
(2)在市區(qū)檢漏時一定要注意交通安全，應(yīng)放置警示牌，穿上警示背心。
(3)對某些漏點難下決心定位需用打地釬法核實時，一定要查清此處是否有電纜。
(4)注意保持拾音器或傳感器與測試點接觸良好。
總之，各類檢漏儀都有其自己的特點和性能及使用范圍，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，但有一少部分漏水點聽測起來不太清楚，分析主要原因是漏水聲傳不到地面上來，情況可能是:
①管道埋設(shè)太深，漏水聲能量被泥土吸收;
②漏口被水淹沒，漏水聲能量被水吸收;
③水壓太低，導(dǎo)致漏口處產(chǎn)生的漏水聲很微弱;
④漏口上方有下水管道隔音;
⑤管道接口處滲漏，幾乎無漏水聲;
⑥地面上有建筑物或堆積物，無聽漏條件。
對于漏水聲不能傳到地面的漏點，最好用相關(guān)儀測試，可快速準(zhǔn)確地定位漏點，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，有時要依靠各類檢漏儀器和人的經(jīng)驗去判斷，甚至有時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應(yīng)用。積累經(jīng)驗是十分重要的，每次檢漏都要有原始記錄，把有關(guān)數(shù)據(jù)記錄下來，數(shù)據(jù)積累到一定數(shù)量后，可用統(tǒng)計分析方法找出其規(guī)律性，可提高今后的檢漏效率。
四、幾點建議
為有效地降低漏耗，應(yīng)有計劃地選配檢漏儀器，變被動檢漏為主動檢漏，盡快組建檢漏隊伍，把漏失控制到最低程度。
1.檢漏隊伍組建
(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)及儀器越來越先進(jìn)。因此，檢漏人員應(yīng)具備如下條件：
①知識層次越高越好，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);
③要善于學(xué)習(xí)，不斷探索和實踐、積極總結(jié)檢漏經(jīng)驗;
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)，并逐步向年青化過渡。
(2)檢漏隊伍人數(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)
①熟悉本地區(qū)管道運(yùn)行的情況;
②熟練掌握檢漏儀器和管線定位儀器;
③熟練掌握常規(guī)檢漏方法;
④負(fù)責(zé)本區(qū)巡回檢漏;
⑤負(fù)責(zé)儀器的維護(hù)和保養(yǎng);
⑥做好檢漏記錄，填寫報表，并編寫檢漏報告
(4)檢漏考核指標(biāo)
①暗漏檢出率(檢出的暗漏與修漏總數(shù)之比)應(yīng)大于85%;
②檢漏正確率(檢漏人員報的地點與實際漏水點的距離在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)
檢漏是一項綜合性的工作，配備了檢漏儀器，而沒有選擇合適的人員也很難發(fā)揮效益，這就需要加強(qiáng)對檢漏人員的培訓(xùn)，以便提高檢漏技能，同時更要培養(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，但是從檢漏的實際效果看，應(yīng)選用音聽檢漏法，相關(guān)檢漏法，漏水聲自動監(jiān)測法或分區(qū)檢漏法。目前許多水司均選用了這些方法，對控制漏水已經(jīng)起到了一定作用。
5. 要充分調(diào)動檢漏人員的積極性
檢漏是一項很難的戶外工作，有時還需夜晚工作，如何調(diào)動檢漏人員的積極性是各水司應(yīng)關(guān)注的問題。應(yīng)采用經(jīng)濟(jì)杠桿創(chuàng)建有獎有罰的管理體制，來極大地調(diào)動檢漏人員的積極性。
