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摘要：我国是一个人口大国，对淡水的需求是十分巨大的。经过加工处理的自来水是十分宝贵的资源，目前来看，城市供水漏损情况依然严峻，每年造成的自来水流失是十分惊人的。因此，降低供水系统的漏损率是十分必要、迫切的。本文将主要对城镇供水管网漏损监测与控制技术及应用进行分析。
关键词：城镇供水；管网漏损；监测与控制
引言
使得管网中的水白白流失使漏损严重，还增加了饮用水被污染的风险。相关资料表明，全球的平均漏损率在35%左右，2015年我国的城市供水管网的漏损量大约74亿m3，2016年公共供水管网漏损总量接近100亿m3。我国“水十条”明确规定城市供水管网的漏损率不能超过12 %，到2020年不得超过10%。然而实际调查得，我国城市供水管网的平均漏损率超过了20 %。甚至有的地区高达30%，浪费了大量的饮用水，造成了极大的经济损失。在如此严峻的背景下，如何能够充分有效的控制管网漏损成为了函待解决的问题，受到了供水行业的密切关注。
1、城镇供水管网漏损监测技术
1.1被动检漏法
被动检漏法是最早检测漏损的方法。这种方法只能等到水大量流失冒出地面后才能被发现，导致发现漏损太晚，且过分地依赖人民群众报漏。
1.2音听检漏法
音听检漏法主要是通过听音棒、电子声音放大仪等音听仪器对某地区的管线进行监听判断漏损点的位置。依靠这种方法能够帮助工作人员发现大多数漏损，但是前期的投资大，会耗费太多的人力，效率也不高。
1.3大地湿度检漏法
大地湿度检漏法通过检测大地土壤的导电性能，判断是否发生了漏损。这种方法主要是因为供水管网发生漏损时，周围的土壤会由于潮湿而使导电性能增大，所以电导率不正常的区域可能会出现漏损。
1.4相关检漏法
相关检漏法依靠两边探测器接收到漏水噪声的时间差来确定漏损的位置。这种方法是将灵敏度较高的传感器安装在管道两端的消火栓或者阀门上，两传感器间距为D，管道发生漏损时会生成声波，然后传输到传感器会有一个时间差T，声波的传播速度为V，B= V*T，再通过公式L=（D-B）/2确定漏损的位置，原理如图1所示。但是，当管道出现多个漏损点时，仪器确定的位置就不准确了，且需要有经验的操作人员完成漏点判断。
图1 相关检漏原理示意图
1.5区域装表法
区域装表法就是将供水区域分成几个区块，然后再关闭每个小区与外界互通的阀门只在边界的进水区域留下一个管道，然后在这个管道上和用户的管道上安装水表。同一时刻记录区域水表和用户水表的流量，两者之间的差值可以看作是小区的漏水量。但是，投资较大且还要受水表精度的影响。
1.6区域测漏法
区域测漏法是在深夜用水较少时，除了保留一个装有流量计的旁通管外，隔离检漏区域与外界的联系，经过一段时间的测定，得到的最小流量，可以作为该小区的漏损量。接下来关闭区域内的阀门，对比流量的变化情况，以此判断漏损的管道。如果漏失量超过了允许值，则缩小测漏区域，然后继续比较缩小区域前后的最低流量，这时若流量不变，则表明排除之外的管道正常；若流量差距比较大，则表明排除之外的管道存在漏损。
1.7示踪气体检漏法
示踪气体检漏法就是在管道内通入示踪气体，该气体是由5%的氢气和95%的氮气组成的混合气体，然后用仪器探测出示踪气体冒出的位置来确定漏损的位置。氢气可以作为示踪剂是因为它质量轻、渗透性强，极易被检测出来。该方法在环境嘈杂的地方应用较广，技术方面没有问题，定位准确度高。
1.8红外线检漏法
红外线检漏法通过检测材料辐射出来的强度来判断漏损。大自然中每个物体的温度各不相同，且都会辐射出红外线，但不同温度辐射出来的红外线强度也不一样。供水管道在夏天发生漏水时会造成旁边地区温度降低，冬天出现漏水时会使附近地区温度升高，因此可以利用这一原理来完成漏损监测。但是这种方法需要充分掌握地表温度后才能作出正确的判断。
1.9收集式检漏法
收集式检漏法主要是在pc机和传感器组成的系统的基础上，可以快速的检测到管道内壁的腐蚀和外壁防腐层的破坏，确定漏损的位置。其中需要传感器具有可以检测管壁腐蚀的功能和能够与终端完成相应的技术，即腐蚀物出现时，传感器迅速将这一信息传达服务器，并在屏幕上显示事故的位置并自动保存记录。
1.10雷达检漏法
雷达检漏法主要是反向收集射入地下的电磁波，显示出供水管道和周围的图像，根据图像判断管道的漏损情况。该方法中雷达收集到的资料是很充分的，能够找到很多难以发现的漏损。但是图像的分析对从业者的要求比较高，这些工作人员必须是接受过特殊培训并且有实际的工程经验。
1.11管内调查法
管内调查法是通过将摄像机装入管线内进行监测，查看是否会有异常现象发生，若出现反常现象说明可能出现漏损。
1.12负压波法
负压波法是管道突然发生漏水时，会引发瞬态负压波，通过压力传感器检测上下游压力变化的时间差来判断漏损位置。该方法的原理与相关检漏法大致相同。定位原理如图2所示。
X—泄漏点至首端的距离，m；
L—管道长度，m；
a—负压波在管道中的传播速度，m/s；
t1—负压波到达首端的时刻，s；
t2—负压波到达末端的时刻，s。
2、供水管网漏损的控制方法
2.1供水系统压力的合理调控
供水管道有一定的抗压能力，当系统压力过大，管道会因为承受不住压力而破裂，很多爆管事件的发生都是因为系统中压力过高引起的。然而，压力过低，又不能满足用户的用水需求。可见，供水系统中压力的合理调控对供水管网的正常运行有着至关重要的作用。管网压力的分布主要是通过调节泵和阀门的组合完成的。优化泵的组合只能解决整个管网最不利点的压力，然而，城市供水管网运行时，需水量的不断变化造成局部压力过高的现象时常发生，这时应该通过对管网中阀门的数量、位置、开启度进行优化，合理分布供水管网压力降低过高的压力，从而减少漏损。
2.2供水管网的合理改造
供水系统中的漏损除了压力太高的因素外，管道本身的问题也是需要考虑的因素。随着现代化的迅猛发展和人口数量的快速增加，需水量不断增大，很多供水管道己经到达甚至超过了它们的设计年限，这些管道在正常的管网需求压力下，仍会出现破裂甚至爆管的情况。面对这种状况，供水管网的合理改造更应受到政府和水务公司的重视。
2.3监测效率的有效提高
供水管网中水的泄露不仅会导致水的白白浪费，如果不能及时发现泄露，还有可能会增加饮用水被污染的风险，更有甚者，有时会产生爆管事件，也会严重的影响公共秩序。因此，管网漏损的及时发现以及快速修复是当前急需解决的问题。然而，传统的被动监测技术具有劳动密集、耗时大、可靠性低的特点，它们不能满足如今大型的供水系统。由此可得，实时的对供水管网的动态信息进行监测是监测效率提高的前提，是漏损控制的有力保证。
结语
管网漏损是城市供水系统中比较普遍的现象，也是社会所面临的难题。为了解决城市供水管网不便监管、自控能力比较弱、漏损严重等问题，在总结我国漏损现状和分析漏损控制技术的基础上，考虑实时监控和科学管理的理念。
参考文献
[1]刘锁祥，赵顺萍，曹楠，等.供水管网漏损控制研究和实践[J].中国给水排水，2015，（10）：22-25.
[2]王瑞彬，张蕊，王志军，等.供水管网漏损控制管理的应用[J].给水排水，2017，（9）：111-114.
论文作者:印春阳
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2018年第34期
论文发表时间:2019/4/11
标签：管网论文; 管道论文; 压力论文; 供水系统论文; 区域论文; 位置论文; 传感器论文; 《建筑学研究前沿》2018年第34期论文;