王繼明  傅太成  翟淑紅
山東正元地球物理信息技術(shù)有限公司，山東省 濟(jì)南市 250101

摘  要  根據(jù)住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部的數(shù)據(jù)，全國近一半的城市都處在“缺水”和“嚴(yán)重缺水”的區(qū)間。我國有40%以上的人口生活在缺水地區(qū)，有400多座城市缺水，其中108座嚴(yán)重缺水，1.6億多城市居民受影響。供水管網(wǎng)泄漏是導(dǎo)致城市缺水的重要原因，基于建設(shè)節(jié)水型社會，保證城市居民用水目的，通過綜合采用各種漏水檢測技術(shù)方法和設(shè)備，結(jié)合供水企業(yè)加強(qiáng)對供水管網(wǎng)維護(hù)管理，可以有效降低城市供水管線漏失率和供水成本，取得良好的經(jīng)濟(jì)和社會效益。

1引言

隨著城市化進(jìn)程加快，城市人口不斷增加，供水量和供水壓力不斷增加，老舊管網(wǎng)不堪重負(fù)，漏水現(xiàn)象頻發(fā)，漏失率居高不下，造成水資源嚴(yán)重浪費(fèi)。同時(shí)，供水管網(wǎng)長期泄漏，漏點(diǎn)周圍土體不斷受到?jīng)_刷，容易形成地下空調(diào)，引發(fā)地面塌陷事故，給人民生命和財(cái)產(chǎn)造成損失。如何有效降低供水管網(wǎng)漏失率，除了需要科學(xué)的檢測技術(shù)，同時(shí)還需要對供水管網(wǎng)進(jìn)行科學(xué)的維護(hù)管理。

2事故案例

據(jù)新京報(bào)：2019年6月24日上午，位于寧夏銀川市上海路與民族街交叉路口向北約150米的路面塌陷，這處深約兩三米的大坑占據(jù)了兩個車道，且大坑底部有水管漏水。

圖1：路面塌陷照片

3城市供水管網(wǎng)漏水檢測技術(shù)

3.1環(huán)境調(diào)查法

環(huán)境調(diào)查法是最直觀的一種判定漏水線索和范圍的方法。根據(jù)供水管網(wǎng)圖對供水管道及周圍環(huán)境進(jìn)行詳細(xì)的調(diào)查，包括管道連接情況、分布、材質(zhì)及周圍介質(zhì)的情況，通過觀察地面溢水、冬季積雪先溶、管線上方草木茂盛、下水井等溝渠清水長流等情況判定管道是否存在漏水情況及漏點(diǎn)范圍。

3.2余氯檢測法

通過環(huán)境調(diào)查法發(fā)現(xiàn)可疑漏點(diǎn)，為確定是否為供水管網(wǎng)發(fā)生泄漏，可采用余氯檢測法快速判定。按照國家規(guī)定的出廠水標(biāo)準(zhǔn)，氯和水接觸30分鐘后余氯含量要不低于0.3毫克/升，管網(wǎng)末梢水中游離性余氯的含量不低于0.05毫克/升。利用余氯與鄰聯(lián)甲苯胺反映生成黃色的醌式化合物的原理，通過對采集到的水樣進(jìn)行檢測，通過目試比色就可判斷是否是供水管網(wǎng)發(fā)生泄漏。

3.3壓力測試比較法

管道破損漏水，如漏量較大，一般會造成供水管網(wǎng)局部壓力降低，離漏點(diǎn)越近壓力越低。利用消防栓進(jìn)行測壓比較，可以快速鎖定漏水區(qū)域。

3.4音聽探測檢漏法

音聽探測檢漏包括閥栓聽音和地面聽音，閥栓聽音可以快速確定漏水線索和判斷泄漏點(diǎn)大致范圍，閥栓聽音法一般是用聽音桿直接在管道暴露點(diǎn)(如消火栓、閥門及暴露的管道等)聽測由漏點(diǎn)產(chǎn)生的漏水聲，從而確定漏水管道，縮小漏水檢測范圍。當(dāng)通過閥栓聽音預(yù)定位漏水管段后，用聽音桿在地面沿著漏水管道走向以間距50-70cm左右逐點(diǎn)聽測比較，異常點(diǎn)處要求小于20cm，并在異常點(diǎn)處反復(fù)進(jìn)行聽音分析，以確定異常點(diǎn)位置。聽測點(diǎn)距漏點(diǎn)位置越近，聽測到的漏水聲越大；反之，越小。當(dāng)?shù)孛媸耙羝髟诼c(diǎn)上方時(shí)，聽測到的漏水聲達(dá)到最大，從而確保漏水位置探測的準(zhǔn)確性。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。音聽探測檢漏法受周圍環(huán)境影響較大，為了避免噪聲干擾，一般在晚上11:00至凌晨5:00內(nèi)進(jìn)行作業(yè)。

3.5水平衡探測法

首先，在夜間應(yīng)將所有用水設(shè)施關(guān)閉掉，僅僅對裝有流量計(jì)的旁通管進(jìn)行預(yù)留，以此來對相應(yīng)總水表進(jìn)行檢測，確保滿足供水管網(wǎng)要求，從而實(shí)現(xiàn)正常走針，可以為漏水量變化提供良好的檢測依據(jù)。其次，應(yīng)對相關(guān)下水道進(jìn)行檢測，將漏水的區(qū)域挖掘出來。

3.6分區(qū)探測檢漏法

大漏點(diǎn)產(chǎn)生的漏水聲相比于小漏點(diǎn)產(chǎn)生的漏水聲較大，但是在一定程度后漏水聲越來越薄弱。分區(qū)探測檢漏法可以準(zhǔn)確判斷漏點(diǎn)漏水量的大小情況，并合理化控制漏點(diǎn)，從而確保檢漏速度的穩(wěn)步提升。在該方法中，流量計(jì)得到了廣泛應(yīng)用，在探測區(qū)，應(yīng)先關(guān)閉相連的閥門，并獨(dú)立于其他區(qū)，然后在被隔離區(qū)消火栓上，應(yīng)連接好消防水帶的一端，在流量計(jì)測試裝置上，則要連接好另一端。在第二條消防水帶連接在其他消火栓過程中，應(yīng)以相同方式來進(jìn)行，接著打開消火栓，對隔離的管網(wǎng)進(jìn)行供水創(chuàng)造有力條件。在測量該區(qū)流量方面，流量計(jì)非常適用，以此來確保某壓力下的漏水量的順利獲取。如果出現(xiàn)漏水情況，可以有效排較大的漏點(diǎn)，并系統(tǒng)化測試供水管網(wǎng)狀況，保證漏水現(xiàn)象得到順利解決和處理，從而取得良好的補(bǔ)漏效果。

3.7相關(guān)檢漏法

在檢漏方法中，相關(guān)檢漏法具有著明顯的先進(jìn)性和有效性特點(diǎn)，在環(huán)境干擾噪聲大這一方面具有廣泛的適用性，而且在管道埋設(shè)太深的區(qū)域也得到了廣泛應(yīng)用。通過相關(guān)儀的應(yīng)用，可以對地下管道漏點(diǎn)的位置進(jìn)行測量，體現(xiàn)出準(zhǔn)確性和迅速性優(yōu)勢。對其工作原理進(jìn)行分析，在管道漏水的情況下，在漏口處，會造成漏水聲波的出現(xiàn)，并沿管道向遠(yuǎn)方傳播，在管道上放置傳感器，可以為相關(guān)儀主機(jī)對由漏口產(chǎn)生的漏水聲波的測量提供幫助，其中，傳播到不同傳感器的時(shí)間差Td，只要給定兩個傳感器之間管道的實(shí)際長度L和聲波在該管道的傳播速度V，可以順利計(jì)算出漏點(diǎn)的位置Lx。其公式為：Lx=(L-V×Td)/2。式中V，與管材、管道中的介質(zhì)有著密切的聯(lián)系。

3.8示蹤氣體探測法

在供水管道的漏點(diǎn)定位方面，示蹤氣體探測法具有較高的適用性。對于疑難漏點(diǎn)，將氫氣和氮?dú)獾幕旌象w注入管道中，利用氫氣檢漏儀在地面檢測從漏點(diǎn)泄漏出來的氫氣，可以明確漏點(diǎn)的大致范圍。

3.9鉆探定位法

當(dāng)使用其他方法確定漏點(diǎn)大致范圍后，用管線定位儀對供水管線進(jìn)行定位，在管線正上方用沖擊鉆鉆探，然后利用聽音桿直接接觸管體聽音。利用此方法可進(jìn)一步對漏點(diǎn)進(jìn)行精確定位。

4供水管網(wǎng)維護(hù)管理

4.1合理選材

給水管道工程建設(shè)應(yīng)高度重視設(shè)計(jì)選材、接口形式等環(huán)節(jié)，加強(qiáng)新型材料的應(yīng)用。現(xiàn)階段，在諸多管材中，球墨鑄鐵管的應(yīng)用價(jià)值顯著，基于材質(zhì)特性，其強(qiáng)度較高，而且在腐蝕、老化等方面有著明顯的優(yōu)勢，有助于大大提高其使用壽命。對于以往傳統(tǒng)的剛性接口來說，一旦出現(xiàn)管道受壓現(xiàn)象，開裂、斷裂等經(jīng)常出現(xiàn)，在氣溫變化劇烈的情況下，極容易引發(fā)熱脹冷縮現(xiàn)象。所以加強(qiáng)柔性接口方式的應(yīng)用非常關(guān)鍵，通過柔性接口的管材的使用，對于控制漏水情況具有很大的幫助。在管材種類方面，預(yù)應(yīng)力混凝土管比較常見，在制造工藝的劃分過程中，主要包括振動擠壓工藝制造和管芯纏絲工藝制造，通過對前一個工藝制造的管材的應(yīng)用，盈利損失最低在20%-30%左右，而且很難保證穩(wěn)定性能，所以這種管材并不建議使用。在預(yù)應(yīng)力混泥凝土管中，承插式膠圈柔性接頭得到了廣泛應(yīng)用，可以對沒有經(jīng)過擾動的土基上進(jìn)行敷設(shè)，施工的便捷性較強(qiáng)。預(yù)應(yīng)力混凝土管管材價(jià)格并不高，廣泛應(yīng)用于城鎮(zhèn)給水工程。在軟土地基上敷設(shè)預(yù)應(yīng)力混凝土管，應(yīng)提高對管道基礎(chǔ)的重視程度，防止管道不均勻沉降現(xiàn)象的發(fā)生。

4.2建立漏水檔案

加強(qiáng)供水管網(wǎng)漏水檔案的構(gòu)建。結(jié)合管網(wǎng)的結(jié)構(gòu)劃分聽漏小區(qū)，在供水管網(wǎng)圖上，標(biāo)注好漏點(diǎn)的位置，記錄檢測時(shí)間、檢測人員、路面結(jié)構(gòu)、漏水原因、漏失水量、修復(fù)時(shí)間等信息。

4.3制定檢漏周期

對檢漏周期予以明確化。對于供水管網(wǎng)漏水各種數(shù)據(jù)，要進(jìn)行合理分析，保證確定漏損值的合理性，在確定漏損值后，制定科學(xué)的檢漏周期。冬春季節(jié)，地下管道破損的發(fā)生率較高，主要是由于地下管道因溫度變化劇烈，極易導(dǎo)致地下管道熱脹冷縮，出現(xiàn)斷裂現(xiàn)象等，所以這個時(shí)期的檢漏工作應(yīng)進(jìn)行積極落實(shí)。

4.4制定管道改造計(jì)劃

根據(jù)供水管道材質(zhì)、使用壽命、已運(yùn)行時(shí)間，結(jié)合近年來供水管網(wǎng)漏水情況統(tǒng)計(jì)分析，制定管道改造計(jì)劃。同時(shí)，結(jié)合道路提升改造對老舊供水管網(wǎng)進(jìn)行改造，合理選材，從根本上減少漏水情況的發(fā)生。

5結(jié)論

綜上所述，全面分析城市供水管網(wǎng)漏水原因，選擇科學(xué)、有效的檢測方法，快速檢測出漏點(diǎn)，有利于解決和應(yīng)對供水管網(wǎng)漏水問題，同時(shí)將供水成本控制在合理范圍內(nèi)，滿足水資源的節(jié)約化需求。使水資源可持續(xù)發(fā)展理念得到有效落實(shí)，從而實(shí)現(xiàn)“節(jié)約型社會”建設(shè)目標(biāo)。

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