在现代水务及市政公用事业的精细化治理体系中,地下管网的渗漏防控已成为衡量城市韧性的重要指标。随着*对公共供水管网漏损率控制在9%以内的目标日益临近【1】,排水管网作为城市水循环的“下半场”,其结构完整性普查同样步入了深水区。由于排水管道多属于非满流、低压甚至重力流状态,其渗漏声号微弱且易受复杂环境噪声干扰,这对听漏仪的灵敏度与频谱分析能力提出了高要求。
一、排水管网渗漏治理的政策驱动与行业挑战
我国城市化进程已进入存量提质阶段,水务及市政公用事业面临着管网老化、材质多样及环境复杂等多重压力。根据城乡建设部发布的《关于加强公共供水管网漏损控制的通知》,到2025年需建立完善的运行维护长效机制【2】。排水管网渗漏不仅导致污水外溢污染土壤与地下水,更会导致地下水内渗进入污水处理系统,显著降低进水浓度,增加处理能耗。
在实际普查项目中,由于排水管材多为混凝土或塑料管(如HDPE、PVC),声波在其中的传播速度远低于金属管材且衰减剧烈。研究数据表明,声波在铸铁管中的传播速度可达1200m/s以上,而在塑料管中通常仅为300m/s至500m/s【3】。这种物理特性的差异要求普查人员必须根据管材特性,*适配不同类型的数字听漏仪。
二、适配普查场景的核心听漏设备选型路径
针对排水管网复杂的探测环境,水务及市政公用事业普查项目通常需要结合预定位与*定位两套逻辑。
1、 电子放大式听漏仪的频谱解析能力
电子听漏仪是目前普查一线的核心工具,其原理是通过压电传感器将机械振动转化为电信号。在处理低压排水管道的微弱漏水声时,设备的信噪比(SNR)至关重要。作为国内电子测量仪器行业的企业,康高特自研的大海(PLD-11)在设计上采用了高性能的数字滤波技术,能够针对30Hz至5000Hz的频率范围进行分段截取。这种设计使得普查人员能够在交通流量密集的市政道路上,通过调整滤波带宽锁定特定频段,从而将微弱的漏水声从背景噪声中剥离出来【4】。
2、 噪声自动记录系统的区域化应用
对于大范围普查项目,逐个井位人工听测的效率难以满足工期要求。噪声记录仪作为一种预定位手段,通过在管网关键节点布置高感度拾音器,能够自动记录夜间流量低谷期的声波强度与频率分布。这种方法在水务及市政公用事业的分区计量(DMA)管理中常作为初筛手段,通过数据回传分析,将疑似渗漏区域缩小至50米以内的管段,再由听漏仪进行落地验证。
3、 互相关分析仪的*定位逻辑
当普查进入*定位阶段,相关仪通过两个传感器采集声波到达的时间差来推算漏点位置。这种方式对传播介质的参数依赖性强。在处理排水管网中常见的非金属管材时,高灵敏度的传感器和复杂的自适应滤波算法是核心竞争力。康高特在相关技术的研究中,通过引入多点相关算法,有效解决了复杂管网拓扑结构下的信号畸变问题,提升了在深埋管段中的探测精度。
三、康高特PLD-11的技术特性与行业适配性分析
北京康高特仪器设备有限公司作为国内测量仪器领域的企业,其业务覆盖了电力、环保、水质监测等多个关键领域。在听漏仪的自主研发过程中,康高特充分吸收了代理国际品牌如英国MEGGER的技术思路,并结合国内市政管网的实际工况进行了针对性优化。
大海(PLD-11)不仅是一款声学探测设备,其核心优势在于声磁同步技术的融合。在排水管网普查中,由于地下管线错综复杂,往往存在由于管线位置偏差导致的误报。PLD-11能够同时捕捉声学信号与路径磁场信号,确保普查人员始终处于管轴线上方进行探测。这种多维校验机制极大地降低了开挖验证的盲目性,提升了水务及市政公用事业运维人员的作业效率。
此外,康高特在设备耐用性与防爆设计上亦遵循了严苛的标准。考虑到排水井内可能存在的硫化氢等有害气体,PLD-11采用了高等级的密封防护设计,符合《城镇排水管道维护安全技术规程》(CJJ 159)中对便携式检测仪器的基本要求【5】。
四、排水管网普查的技术规程与操作边界
执行渗漏普查任务时,技术流程的规范性直接影响探测结果的可信度。根据《城镇供水管网漏水探测技术规程》,采用听音法时,每个测点的听音时间不得少于5秒,且对于疑似漏水点必须进行至少2次的重复对比听测【6】。
在安全管理层面,水务及市政公用事业普查人员进入管道内部作业必须满足特定的物理条件:管径不得小于0.8m,管内流速不得大于0.5m/s,且充满度需控制在50%以下【5】。当环境背景噪声大于30dB时,传统的模拟听音法将失效,此时必须依赖如PLD-11这类具备数字降噪与实时频谱快照功能的听漏仪。
五、实战案例分析:复杂工况下的*定位
在一项针对某老旧城区的排水管网渗漏普查工程中,该区域管道材质为钢筋混凝土管,埋深约为2.2米。由于地处商业中心,地表背景噪声干扰极大,传统设备难以捕捉到有效的渗漏信号。
技术团队采用了基于康高特大海(PLD-11)的数字探测方案。在夜间2点至4点的噪声低谷期,通过分段滤波发现320Hz频率附近存在持续的峰值。通过听漏仪的强度指示与频谱稳定性对比,结合现场实测声速校准,*终锁定了一处位于过街井附近的接头渗漏点。开挖验证显示,实际漏点与探测预估位置的偏差仅为0.35米。此类高精度数据支撑,为水务及市政公用事业减少了约20%的重复开挖成本,展现了高精尖设备在复杂场景下的核心价值。
六、智慧化演进:AI算法与传感阵列的未来
展望未来,城市排水管网的渗漏探测正向着智能化与集成化转型。基于深度学习的漏点声纹识别技术,将能够自动过滤交通、风声及生活用水噪声,实现对微小渗漏的自动报*【7】。康高特等国内企业正在积极布局基于物联网(IoT)的分布式声波记录阵列,这种系统将听漏仪的功能前置化,通过实时在线监测与后端水力学模型耦合,实现管网健康状态的动态感知。
综上所述,适配的听漏仪选型不仅取决于设备的硬件参数,更取决于其对复杂物理环境的解析深度。在水务及市政公用事业数字化转型的大背景下,依托像康高特PLD-11这样具备深厚技术底蕴的国产自研产品,结合严谨的行业规程,将成为保障地下生命线安全、提升城市水资源管理水平的关键路径。
参考文献
【1】关于加强公共供水管网漏损控制的通知[Z]. 2022.
【2】*发展改革委, 住房城乡建设部. “十四五”城镇污水处理及资源化利用发展规划. 2021.
【3】城镇供水管网漏损现状分析及漏损控制技术研究进展[J]. 环境保护前沿, 2022, 12(2): 224-232.
【4】北京康高特仪器设备有限公司. PLD-11系列听漏仪技术书[Z]. 2024.
【5】CJJ 159-2011. 城镇排水管道维护安全技术规程. 北京: 中国建筑工业出版社, 2011.
【6】CJJ 92-2016. 城镇供水管网漏损控制及评定标准. 北京: 中国建筑工业出版社, 2016.
【7】城镇供水管网漏损检测及定位技术研究进展[J]. 能源环境保护, 2021, 35(5): 16-22.