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深埋供水管網漏水探測的方法

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深埋供水管網漏水探測的方法

發布日期:2018-12-29 作者: 點擊:

根據《城鎮供水管網漏損控制及評定標準》CJJ92-2016要求,到2020年供水管網基本漏損率到達10%。為了降低供水管網的漏損率,我國多數城鎮供水公司已開展供水管網漏水 監測、漏水檢測工作,有些水司還組建了專業檢漏隊伍或專業檢漏公司,這將對我國管網漏水控制起到積極的作用。地下管道漏水的規律是由暗漏到明漏,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,因此如何快速檢測暗漏是我國城鎮供水公司的當務之急,特別是東北地區供水管網漏水探測。

多年來由于人們對供水管道漏水的共識,先后采用了一些檢漏方法和檢漏設備,通常采用的檢漏方法有:聽音檢漏法,相關分析檢漏法,鉆孔聽音檢漏法等。這些檢漏法是靠漏口產生的聲音來探測并定位漏點的,實踐證明是有效的檢漏方法。2011年住建部頒布了《城鎮供水管網漏水探測技術規程》CJJ 159-2011,給出供水管網多種探測漏水的方法,下面重點介紹深埋供水管網漏水探測的方法及儀器性能特點、適用范圍及實際應用,僅供參考。

1、供水管道漏水聲的產生及種類

供水管道擔負的任務是將飲用水輸送到用戶,以滿足人們生活最基本的需要。然而,供水管道也會發生漏水情況,當發生時,噴出管道的水與漏口邊緣摩擦,以及與周圍介質撞擊或流動,會產生不同頻率﹑不同振幅的振動,由此產生漏水聲波。漏水聲的種類通常可分為三種:

1.1 漏口摩擦聲

是指噴出管道的水與漏口邊緣摩擦產生的漏水聲波,其頻率通常為100~2500Hz,并沿管道以指數規律衰減(I=I0e_ax, I0為漏點聲強, I為距漏點X處聲強, a為衰減系數)向遠方傳播,傳播距離通常與水壓、管材、管徑、接口、漏口尺寸等有關,在一定范圍內,可在閘門﹑消火栓等暴露點聽測到漏水聲波。

1.2 水頭撞擊聲

是指噴出管道的水與周圍介質撞擊產生的漏水聲波,并以漏斗形式通過土壤向地面擴散,或以球面波向地面傳播,可在地面用檢漏儀聽測到,其頻率通常為100~800Hz之間。

1.3 水流與介質摩擦聲

是指噴出管道的水帶動周圍粒子(如土粒,沙粒等)流動并相互碰撞摩擦產生的漏水聲波,其頻率較低,通常在地面聽不到,只有把聽音桿插到地下漏口附近時,可聽測到,這為漏點最終確認提供了手段。

總之,以上三種漏水聲波是用不同儀器設備來探測的, 相關儀探測的是漏口邊緣摩擦聲。

2、檢漏方法

2.1 聽音檢漏法

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,簡稱漏點預定位;后者用于確定漏水點位置,簡稱漏點精確定位。

漏點預定位是指聽漏棒、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,根據使用儀器的不同,預定位技術主要有閥栓聽音法和噪聲自動監測法。

(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

當通過預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,當地面拾音器靠近漏水點時,聽測到的漏水聲越強,在漏水點上方達到最大。

拾音器放置間距與管道材質有關,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。適合埋深2米以內管道。

2.2 相關檢漏法 

相關檢漏法是采用漏水相關分析技術的原理,也是音聽法的一種,通過放置在漏水點兩側閥門或消火栓上的傳感器探測漏水聲信號(見圖3),由相關儀主機接收而確定漏水點位置。漏水點發出的漏水聲會以一定的速度沿管道向兩側傳播,先傳到左側A點,后傳到左側B點,這樣就產生了時間延時(即時間差),相關儀采用相關分析技術就可以測定此時間差,從而計算出漏水點的位置。該方法特別適合深埋供水管網的漏水探測。

假設漏水點距較近的傳感器距離為Lx,兩個傳感器間的距離為L,聲波的速度為V,漏水聲波到達兩個傳感器的時間差為Td,則漏水點距較近的傳感器距離計算公式如下:

式中V取決于管材、管徑和管道中的介質,單位為m/s或m/ms,并全部存入相關儀中。

3、相關儀的主要性能特點

3.1 濾波功能:可采用自動濾波和手動濾波,其目的是濾除環境干擾噪聲。

3.2 頻率分析:顯示各傳感器頻率信號,以便選擇最佳濾波設置。

3.3 陷波功能:在選定濾波范圍內濾除穩定的干擾源。

3.4 峰值壓制:壓制當前峰值,定位其次峰值。可在閥門、泵等穩定噪聲干擾下定位漏水位置。

3.5 自定義功能:相關儀內部理論聲速會與實際聲速存在偏差,用戶可自己定義管道的聲速。這樣會使相關定位更準確。

3.6 數據回放:現場原始聲波數據可記錄在相關儀中,便于進行事后相關分析。

4、相關儀應滿足的要求

4.1 二個、多個傳感器必須直接或間接接觸管壁或閥門、消火栓等附屬設備。

4.2 二個傳感器之間的管道長度不應太長,一般為100~300米,取決于管網壓力、管材、管徑和漏口大小。

4.3 傳感器與相關儀間的信號傳輸可采用無線或有線傳輸方式。

4.4 傳感器之間的管道長度、管材和管徑必須人工輸入相關儀中。

5、紫俠相關儀在實際漏水檢測中的應用

紫俠相關儀我國自主研發,具有自主知識產權的一款供水管網漏水探測設備。自從研制成功以來,已經經過了相當長時間的測試與使用。使用情況很好,完全能夠滿足國內客戶的需求。

到目前為止,在經歷過的數百次的使用中,都顯示了其良好的性能。曾經在北京、弓長嶺、撫順等使用中,獲得了良好的測量結果,得到了各水司的好評。紫俠相關儀已成為北京埃德爾公司自己檢漏隊伍的必備裝備,他們更信賴紫俠相關儀。測試結果見下圖:

6、結束語

相關檢漏法在供水管道漏水檢測中是必不可少的,特別適用于穿墻、過河、埋設較深等管道漏水探測,是供水管道漏水檢測的主要方法之一,應與聽音檢漏法結合,可準確復核漏水點位置,使漏水探測更快速,探測效果達到最佳。

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