祖威

（北京市自來(lái)水集團(tuán)石景山區(qū)自來(lái)水有限公司，北京 100043）

0 引言

在居民的生活和城市的發(fā)展中，必須要使用水資源，從而使人們的生活更加的有序。當(dāng)前城市內(nèi)部建設(shè)的時(shí)候，供水管網(wǎng)是十分重要的工程項(xiàng)目，對(duì)于整個(gè)城市的水資源進(jìn)行合理的調(diào)控，從而保證水資源的合理利用，同時(shí)保障了民生。但是在供水的時(shí)候，管網(wǎng)的漏損現(xiàn)象較多，造成了供水產(chǎn)業(yè)的工作負(fù)擔(dān)和經(jīng)濟(jì)損耗。同時(shí)，如果沒(méi)有及時(shí)的找到漏損的位置，會(huì)造成修復(fù)效率的減慢，影響了居民的正常用水生活。因此，必須要注重結(jié)合新型的技術(shù)手段加大對(duì)于供水管網(wǎng)的監(jiān)測(cè)力度，提升風(fēng)險(xiǎn)防范能力，提高供水質(zhì)量。

1 供水管網(wǎng)漏損概念的分析

隨著當(dāng)前城市建設(shè)規(guī)模的不斷擴(kuò)大，保證城市內(nèi)部居民的用水用電已經(jīng)成為重要的民生項(xiàng)目。城市內(nèi)部人口的不斷增多，為供水企業(yè)的發(fā)展注入了活力，但是一定程度上也帶來(lái)了新的挑戰(zhàn)。為了滿足城市內(nèi)部大規(guī)模的用水需求，同時(shí)根據(jù)各個(gè)區(qū)域的實(shí)際情況合理的進(jìn)行水資源的調(diào)配，避免水資源的過(guò)度浪費(fèi)，當(dāng)前城市內(nèi)部建設(shè)了供水管網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)快速、高質(zhì)量的供水。但是當(dāng)前，供水管網(wǎng)出現(xiàn)漏損是當(dāng)前供水企業(yè)普遍面臨的一個(gè)問(wèn)題，供水管網(wǎng)在使用的時(shí)候會(huì)遇到各種因素，導(dǎo)致了管網(wǎng)出現(xiàn)滲漏，不僅會(huì)造成水資源的大量浪費(fèi)，同時(shí)也增加了供水企業(yè)的負(fù)擔(dān)。隨著我國(guó)人口數(shù)量不斷的增多，水體污染現(xiàn)象的持續(xù)嚴(yán)重，解決供水管網(wǎng)漏水的問(wèn)題，不僅是供水企業(yè)提升實(shí)力的關(guān)鍵，更是符合我國(guó)資源可持續(xù)發(fā)展的國(guó)情。當(dāng)前，造成漏損現(xiàn)象的原因較多，但是管網(wǎng)漏損不僅僅是指供水管網(wǎng)損壞造成了水資源泄露，更是需要結(jié)合計(jì)量公式進(jìn)行測(cè)算[1]。漏損量主要是指管網(wǎng)的供水總量與注冊(cè)用水量之間的差值，主要由真實(shí)漏失水量、計(jì)量損失以及其他損失構(gòu)成，其中，真實(shí)漏失量占據(jù)最多，主要是指供水管線中的漏點(diǎn)、水箱以及其他供水系統(tǒng)中的實(shí)際漏水量，可以說(shuō)，真實(shí)漏失量可以直接反映出水資源的損耗情況，也是管網(wǎng)運(yùn)行情況的主要體現(xiàn)。當(dāng)前，城市內(nèi)部的管網(wǎng)建設(shè)規(guī)模過(guò)大，導(dǎo)致了管理工作更是存在很大的難度，因此必須要認(rèn)識(shí)到水資源的保護(hù)，進(jìn)行管網(wǎng)質(zhì)量的強(qiáng)化，加大監(jiān)測(cè)力度，減少供水企業(yè)每年的漏損量，從而帶動(dòng)企業(yè)健康發(fā)展。

2 城鎮(zhèn)供水管網(wǎng)漏損現(xiàn)象出現(xiàn)的原因

2.1 管道材料及接口不結(jié)實(shí)

城市內(nèi)部的供水管網(wǎng)的建設(shè)規(guī)模大，所覆蓋的面積廣，因此管網(wǎng)的建設(shè)需要多個(gè)管道進(jìn)行相連，水資源通過(guò)管道運(yùn)送到市的各個(gè)地方，可以說(shuō)管道自身的材料和管道之間的連接質(zhì)量，直接的決定了是否存在滲漏現(xiàn)象。首先，是管道的材質(zhì)存在一定的問(wèn)題，當(dāng)前我國(guó)供水管網(wǎng)建設(shè)的時(shí)候，所主要使用的管道材料都鋼管、鑄鐵管、塑料管道、鋼筋混凝土管道等，其中，鋼筋是傳統(tǒng)管道建設(shè)中所主要使用的材料，受到自身金屬性材質(zhì)的影響，鋼管使用的時(shí)間越長(zhǎng)，越容易與土壤中的微生物發(fā)生反應(yīng)，受到較大程度的腐蝕，導(dǎo)致了管網(wǎng)的質(zhì)量變脆，在進(jìn)行水資源輸送的時(shí)候會(huì)出現(xiàn)裂縫，從而出現(xiàn)滲漏現(xiàn)象。鋼筋混凝土雖然不容易發(fā)生腐蝕，但是它所使用的混凝土材料硬化之后硬度較大，自身的重量沉，因此多是進(jìn)行大型的供水管道的建設(shè)，鋼筋混凝土由于管道的直徑多大，因此在就那些管道的接口處理的時(shí)候存在一定的難度，不能采用焊接技術(shù)，而是在管道的連接處使用橡膠圈，從而達(dá)到固定的效果。但是橡膠圈時(shí)間一長(zhǎng)會(huì)逐漸的變形最終發(fā)生松動(dòng)，或者是最開(kāi)始連接的時(shí)候存在問(wèn)題，導(dǎo)致了漏損現(xiàn)象的發(fā)生。同時(shí)，鋼筋混凝土管道建設(shè)需要先進(jìn)行結(jié)構(gòu)的布局隨后進(jìn)行灌注，基礎(chǔ)如果沒(méi)有打好或者是灌注的方法不對(duì)，會(huì)造成鋼筋混凝土管道在使用的過(guò)程中出現(xiàn)沉降現(xiàn)象，從而出現(xiàn)裂縫漏水。鑄鐵管也是需要用橡膠圈進(jìn)行相連，因此也是容易出現(xiàn)橡膠老化變形漏損的現(xiàn)象。塑料水管自身的材料形式就較為脆弱，但是具備很強(qiáng)的經(jīng)濟(jì)適用性，同時(shí)材質(zhì)更方便進(jìn)行焊接等，因此當(dāng)前在管網(wǎng)建設(shè)的時(shí)候，塑料管的頻率還是很大的[2]。

2.2 管道口徑造成漏損

在進(jìn)行管網(wǎng)設(shè)計(jì)的時(shí)候，需要對(duì)于所覆蓋地區(qū)的建設(shè)規(guī)模、人口密度、水資源的遠(yuǎn)近程度等實(shí)際情況進(jìn)行研究，根據(jù)水的流速以及運(yùn)送量來(lái)進(jìn)行管網(wǎng)口徑的確定，避免水資源運(yùn)送過(guò)多造成浪費(fèi)。但是當(dāng)前，由于口徑設(shè)計(jì)與連接存在失誤，導(dǎo)致的漏損現(xiàn)象也較多，據(jù)調(diào)查現(xiàn)實(shí)，管網(wǎng)口徑相對(duì)小的耗損量比口徑大的耗損量多。主要是由于口徑數(shù)值較小的管網(wǎng)通常都埋在距離地面較淺的區(qū)域，方便隨時(shí)進(jìn)行管網(wǎng)布局的更改。因此受到地面侵害的影響比較大。如果上面是交通路段的話，那么每天都要經(jīng)受車(chē)輛的碾壓，地面荷載力不斷的變大，時(shí)間一長(zhǎng)，水管會(huì)受不住壓力出現(xiàn)破裂或者是破損，從而漏水。同時(shí)，由于埋的深度較淺，因此受到地面的溫度影響也較大，當(dāng)外部溫差過(guò)大的時(shí)候，也容易使管網(wǎng)熱脹冷縮。當(dāng)前我國(guó)在進(jìn)行小口徑管網(wǎng)生產(chǎn)的時(shí)候，主要是使用鑄鐵管和鋼管進(jìn)行生產(chǎn)，小口徑管網(wǎng)難以承受大沖擊性的水流，會(huì)對(duì)鑄鐵管連接處的橡膠圈進(jìn)行沖擊，或者是直接撞擊管道內(nèi)壁，從而出現(xiàn)漏損現(xiàn)象。因此必須要針對(duì)小口徑管網(wǎng)存在的問(wèn)題進(jìn)行改善。

2.3 自然原因

自然原因作為主要的外部因素，是造成管網(wǎng)出現(xiàn)損壞的主要原因。首先，溫度因素的影響。管網(wǎng)主要是在地下進(jìn)行建設(shè)，外部溫度發(fā)生變化的時(shí)候，直接影響土壤的情況，如外部空氣變冷，氣溫變低的時(shí)候，土壤會(huì)出現(xiàn)凍結(jié)硬化的現(xiàn)象，對(duì)于內(nèi)部的管網(wǎng)進(jìn)行擠壓，導(dǎo)致破裂。同時(shí)，當(dāng)溫度出現(xiàn)變化的時(shí)候，管道自身也會(huì)進(jìn)行一定的收縮，在收縮的時(shí)候受軸向拉應(yīng)力的擠壓，從而發(fā)生破裂。其次是外部的壓力因素。在輸送水資源的時(shí)候，外部運(yùn)行的壓力越大，對(duì)于水管的壓迫就越多，從而導(dǎo)致泄漏的水量越大。最后，地質(zhì)因素的影響。管網(wǎng)在地下中，受到地質(zhì)因素的干擾大，土壤結(jié)構(gòu)中有很多的微生物分子，部分的物質(zhì)具有一定的腐蝕性，與管道長(zhǎng)時(shí)間進(jìn)行接觸，會(huì)一點(diǎn)點(diǎn)的腐蝕管網(wǎng)，最后出現(xiàn)漏水現(xiàn)象。同時(shí)，如果土壤太過(guò)松軟，在長(zhǎng)時(shí)間的輸水過(guò)程中，管道會(huì)不斷的下沉，最后出現(xiàn)裂縫甚至是斷裂，也會(huì)漏水。

3 城鎮(zhèn)供水管網(wǎng)漏損監(jiān)測(cè)方法

3.1 聲學(xué)監(jiān)測(cè)方法

聲學(xué)監(jiān)測(cè)法主要是借助物體，如聽(tīng)音棒，將其放置在管道的閥門(mén)等位置，通過(guò)對(duì)于漏損出水口的位置所傳遞的聲信號(hào)，確定漏水的位置。這種監(jiān)測(cè)方式是較為傳統(tǒng)的監(jiān)測(cè)方式，其中所使用的儀器或設(shè)備成本便宜，同時(shí)操作流程簡(jiǎn)便，不需要浪費(fèi)太多的時(shí)間。但是不同于當(dāng)前的現(xiàn)代化監(jiān)測(cè)技術(shù)，聽(tīng)音棒監(jiān)測(cè)技術(shù)的操作方式簡(jiǎn)便，因此更是需要借助監(jiān)測(cè)者自身的水平，甚至可以說(shuō)，監(jiān)測(cè)人員的水平直接的決定了該技術(shù)的準(zhǔn)確程度。主要是靠監(jiān)測(cè)人員豐富的從業(yè)經(jīng)驗(yàn)，能夠通過(guò)聲信號(hào)的收集，利用檢漏儀，將不同位置的聲信號(hào)傳遞來(lái)的時(shí)間差等相關(guān)數(shù)據(jù)發(fā)送到檢漏儀主機(jī)上，從而根據(jù)聲音傳遞的波動(dòng)和時(shí)間進(jìn)行分析，確定管道漏損的實(shí)際位置，主要考驗(yàn)了人員的經(jīng)驗(yàn)。因此在使用的時(shí)候一定要做好數(shù)據(jù)的記錄工作。由于該技術(shù)的經(jīng)濟(jì)成本較低，同時(shí)監(jiān)測(cè)的結(jié)果較為精準(zhǔn)，這個(gè)方法依然被廣泛的適用于管道監(jiān)測(cè)工作中[3]。

3.2 探地雷達(dá)法

探地雷達(dá)主要是使用無(wú)線電波對(duì)于管道進(jìn)行全面的檢測(cè)，通過(guò)無(wú)線電對(duì)于管道進(jìn)行探測(cè)，結(jié)合土壤的實(shí)際情況，如土壤中的濕度、密實(shí)程度等，使無(wú)線電波發(fā)射情況生成圖像，透過(guò)圖像分析準(zhǔn)確的找到漏損的位置。探底雷達(dá)法對(duì)于監(jiān)測(cè)人員的技術(shù)水平提出了較高的要求，必須要求人員能夠具備優(yōu)秀的圖像觀察能力，同時(shí)經(jīng)驗(yàn)較為豐富，根據(jù)圖像和電波信息的整合進(jìn)行合理的判斷。探地雷達(dá)法的監(jiān)測(cè)結(jié)果具有準(zhǔn)確性較高的優(yōu)勢(shì)，同時(shí)電波不具備破壞性，不會(huì)對(duì)于管道造成損害，在使用該技術(shù)的時(shí)候受到外界因素的影響較小，具有較強(qiáng)的適用性，尤其是針對(duì)土壤中水分較大的地區(qū)，也可以進(jìn)行高效的監(jiān)測(cè)。但是，它也存在著一些局限性，如它耗費(fèi)的時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，在凍土區(qū)域進(jìn)行監(jiān)測(cè)準(zhǔn)確率小，應(yīng)當(dāng)結(jié)合實(shí)際情況進(jìn)行技術(shù)的選擇。

3.3 智能球監(jiān)測(cè)法

智能球監(jiān)測(cè)法也具有較高的準(zhǔn)確性，它主要是在供水管道中放置智能球，同時(shí)連接傳感器，當(dāng)球體進(jìn)入管道中的時(shí)候，會(huì)與管道內(nèi)部接觸出現(xiàn)噪音，通過(guò)傳感器進(jìn)行噪音信號(hào)、強(qiáng)弱程度信息的收集，當(dāng)智能球途徑或者處于漏損位置的時(shí)候，智能球內(nèi)部的傳感器會(huì)發(fā)生反應(yīng)，發(fā)出脈沖信號(hào)。管道球的大小必須要貼合供水管線的實(shí)際口徑，使其能夠正常的在管道內(nèi)部活動(dòng)，記錄內(nèi)壁的全頻段聲波信號(hào)，從而監(jiān)測(cè)人員會(huì)根據(jù)智能球傳遞的信息和脈沖信號(hào)的發(fā)起位置，進(jìn)行漏損點(diǎn)的分析[4]。當(dāng)前，這種監(jiān)測(cè)方法在國(guó)外的供水企業(yè)監(jiān)測(cè)過(guò)程中被使用的多，具有不受管道材質(zhì)限制的優(yōu)勢(shì)，應(yīng)當(dāng)不斷的引進(jìn)。

3.4 紅外熱成像法

紅外熱成像檢測(cè)是當(dāng)前使用頻率非常高的一項(xiàng)技術(shù)手段，借助了現(xiàn)代化的紅外線技術(shù)，通過(guò)設(shè)備進(jìn)行監(jiān)測(cè)，使結(jié)果更有精準(zhǔn)性。當(dāng)供水管網(wǎng)的某處發(fā)生了漏損的時(shí)候，水資源會(huì)進(jìn)行外泄深入土壤中，導(dǎo)致了受潮土壤的溫度與其他區(qū)域土壤的溫度不一致，土壤的土質(zhì)可能會(huì)達(dá)到一個(gè)飽和的狀態(tài)，因此可以利用紅外線熱成像原理，對(duì)于管道進(jìn)行掃描，檢測(cè)不同區(qū)域內(nèi)的溫度差異，通過(guò)漏點(diǎn)土壤和非漏點(diǎn)土壤之間的差別進(jìn)行判斷，從而確定滲漏的位置。紅外線熱成像法具有很強(qiáng)的環(huán)保性，同時(shí)精度高，能夠快速的定位漏損位置。但是，該技術(shù)也存在一定的不足，紅外熱成像法主要是根據(jù)溫度進(jìn)行探測(cè)，因此它受到溫度的制約較大，當(dāng)監(jiān)測(cè)環(huán)境的溫度上下浮動(dòng)大的時(shí)候，會(huì)造成一定的失誤。

4 城鎮(zhèn)供水管網(wǎng)漏損的控制技術(shù)

4.1 做好管材選用工作

為了減少漏損現(xiàn)象的發(fā)生，提升供水的穩(wěn)定性，帶動(dòng)供水企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益的增強(qiáng)，必須要認(rèn)識(shí)到管道材料的重要性，進(jìn)行管材的合理選擇。在進(jìn)行購(gòu)置的時(shí)候，必須要從實(shí)際情況出發(fā)，如管道鋪設(shè)的土壤情況、資金要求等，選擇內(nèi)部光滑的管道材料，從而在水流經(jīng)過(guò)的時(shí)候可以減少阻力的沖擊，保護(hù)管道。由于供水存在一定的不確定性，水流、水壓可能會(huì)有一定的變化，因此管道材料的選擇考慮水錘的影響，選擇硬度大，承載力強(qiáng)的材料，避免在后期的使用過(guò)程中發(fā)生變形，或者是直接選擇變形能力好的材料。由于小口徑的管道更容易發(fā)生漏損現(xiàn)象，因此應(yīng)當(dāng)進(jìn)行避免使用鋼管等，可以使用塑料管，將塑料管進(jìn)行加厚，提升管道的質(zhì)量從而避免裂縫等現(xiàn)象的出現(xiàn)。相關(guān)人員還應(yīng)當(dāng)了解當(dāng)前市場(chǎng)的新材料，結(jié)合實(shí)際情況進(jìn)行適用，如當(dāng)前球墨鑄鐵，就具有耐腐蝕的特點(diǎn)，可以被制作成管道用于供水。

4.2 提升接口的質(zhì)量

為了避免管道的連接處發(fā)生漏損，必須要加大管道連接處的質(zhì)量處理工作。當(dāng)前供水管道的連接口處大多是橡膠圈，橡膠圈的彈性大，同時(shí)具備防水性，由于橡膠的材質(zhì)特殊，可以避免在后期使用的時(shí)候受到腐蝕。供水管道在長(zhǎng)時(shí)間的使用過(guò)程中會(huì)出現(xiàn)一定程度的下沉現(xiàn)象，以往通過(guò)焊接等方式將接口進(jìn)行了解，當(dāng)管道下沉的時(shí)候，焊接處會(huì)發(fā)生斷裂，最終出現(xiàn)滲水。由于橡膠圈的彈力，可以地面沉降帶來(lái)的損害。同時(shí)，橡膠圈的安裝更加的簡(jiǎn)單，具有簡(jiǎn)便性。因此，為了提升接口的質(zhì)量，應(yīng)當(dāng)對(duì)橡膠圈質(zhì)量接口進(jìn)行強(qiáng)化，橡膠會(huì)受到溫度的影響出現(xiàn)變形，因此為了使橡膠圈適應(yīng)溫度的變化，抵御變形的危害，可以每隔一定的距離可以在管道上設(shè)置可伸縮的接口，留出彈性空間[5]。

4.3 對(duì)于管底土壤進(jìn)行壓實(shí)

管道建設(shè)都是在地下，因此土壤的實(shí)際情況對(duì)于供水管網(wǎng)的質(zhì)量有著直接的關(guān)系。土壤中的水分較多，部分管網(wǎng)建設(shè)區(qū)域內(nèi)部的土壤是濕性土壤，管網(wǎng)供水的時(shí)候，水的壓力會(huì)一直壓著管道，同時(shí)由于土質(zhì)結(jié)構(gòu)松軟，會(huì)造成管道的下沉，最后出現(xiàn)斷裂，產(chǎn)生漏損。因此，必須要做好管底的基礎(chǔ)建設(shè)?？梢越Y(jié)合土壤的實(shí)際情況，選擇具有承載力度的黏土或者是砂石，進(jìn)行鋪墊。在鋪墊前，需要先用設(shè)備將土挖出，隨后做好夯實(shí)工作，使土壤內(nèi)部的結(jié)構(gòu)均勻。對(duì)于管底中的堅(jiān)硬物質(zhì)進(jìn)行清除，避免管道與其磕碰出現(xiàn)裂縫。在進(jìn)行清潔和挖土工作之后，應(yīng)當(dāng)一層一層的進(jìn)行鋪設(shè)，改善土壤的松軟性質(zhì)，使土質(zhì)硬化，從而提升承載力度，避免后期管網(wǎng)供水的時(shí)候出現(xiàn)下沉情況。

4.4 加強(qiáng)水表檢測(cè)力度

在加強(qiáng)城市供水管道漏損問(wèn)題的研究上，還應(yīng)做好水表的檢測(cè)工作。由于部分水表的額使用年限較久，零件受損嚴(yán)重，可能會(huì)出現(xiàn)計(jì)量與實(shí)際誤差較大的現(xiàn)象，這也會(huì)在較大程度上加大漏損現(xiàn)象的發(fā)生。因此，相關(guān)部門(mén)應(yīng)加大水表的檢測(cè)力度，對(duì)使用時(shí)間較長(zhǎng)、功能退化以及誤差較大的水表進(jìn)行及時(shí)地更換。同時(shí)，也可以采用智能化的水表，優(yōu)化監(jiān)測(cè)水平，對(duì)于降低漏損現(xiàn)象的發(fā)生有著一定的促進(jìn)作用。

5 結(jié)語(yǔ)

當(dāng)前，城市供水管網(wǎng)的建設(shè)質(zhì)量具有重要的意義，能保障居民的用水生活。供水企業(yè)必須要認(rèn)識(shí)到供水管網(wǎng)使用過(guò)程中存在的不足，針對(duì)漏損的現(xiàn)象進(jìn)行監(jiān)測(cè)，當(dāng)出現(xiàn)了問(wèn)題的時(shí)候利用科學(xué)的監(jiān)測(cè)手段判斷出滲漏的位置，及時(shí)的進(jìn)行搶修，避免損失的進(jìn)一步擴(kuò)大，保證居民的用水質(zhì)量。同時(shí)，供水企業(yè)還應(yīng)當(dāng)結(jié)合科學(xué)化的控制手段，針對(duì)漏損現(xiàn)象進(jìn)行防治，提升抗風(fēng)險(xiǎn)能力，帶動(dòng)供水企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益的提高。