
市政供水管網(wǎng)作為城市生命線的重要組成部分,其漏水問題不僅造成水資源巨大浪費(fèi),增加運(yùn)營成本,更可能引發(fā)地質(zhì)塌陷、水質(zhì)污染等次生災(zāi)害,對城市安全與可持續(xù)發(fā)展構(gòu)成嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。據(jù)統(tǒng)計(jì),我國城市公共供水管網(wǎng)漏損率在2024年已降至9%以下,但仍有部分區(qū)域漏損率偏高,亟需更高效、精準(zhǔn)的漏損控制技術(shù) 。傳統(tǒng)的漏水檢測方法往往效率低下,難以適應(yīng)復(fù)雜多變的地下管網(wǎng)環(huán)境。然而,隨著物聯(lián)網(wǎng)、人工智能等先進(jìn)技術(shù)的發(fā)展,噪聲記錄儀與聽漏儀的結(jié)合應(yīng)用,正為市政管網(wǎng)漏水檢測帶來了革命性的突破,構(gòu)建起一套智慧、高效的漏損防控體系。

一、噪聲記錄儀:管網(wǎng)漏損的“哨兵"
噪聲記錄儀作為管網(wǎng)漏損預(yù)定位的關(guān)鍵設(shè)備,其核心功能在于對供水管網(wǎng)的聲學(xué)環(huán)境進(jìn)行長期、連續(xù)的監(jiān)測。它通過高靈敏度傳感器捕捉管道內(nèi)部及周邊土壤傳播的微弱漏水噪聲,并將其數(shù)字化、智能化處理。這種設(shè)備通常被策略性地部署在管網(wǎng)的關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)或易漏區(qū)域,如閥門、消防栓、管道連接處等。
1、工作原理與技術(shù)優(yōu)勢
噪聲記錄儀的工作原理基于聲學(xué)特征識別。當(dāng)管道發(fā)生漏水時(shí),水流從漏點(diǎn)高速噴出,與管壁或周圍土壤摩擦產(chǎn)生具有特定頻率和強(qiáng)度的聲波。噪聲記錄儀正是通過采集這些聲波信號,并運(yùn)用先進(jìn)的數(shù)字信號處理技術(shù),將漏水噪聲從復(fù)雜的環(huán)境背景噪聲中分離出來。其技術(shù)優(yōu)勢主要體現(xiàn)在:
① 持續(xù)監(jiān)測與早期預(yù)警:能夠24小時(shí)不間斷地監(jiān)測管網(wǎng),及時(shí)發(fā)現(xiàn)初期漏水跡象,將“被動搶修"轉(zhuǎn)變?yōu)椤爸鲃宇A(yù)防"。
② 廣域覆蓋與高效排查:單個(gè)設(shè)備可覆蓋較大區(qū)域,通過大規(guī)模部署,能迅速鎖定漏水高風(fēng)險(xiǎn)區(qū)域,大幅提升排查效率。
③ 智能化數(shù)據(jù)分析:內(nèi)置AI算法,可自動識別漏水噪聲特征,有效濾除交通、施工等環(huán)境噪聲干擾,降低誤報(bào)率。
④ 遠(yuǎn)程傳輸與集中管理:支持無線通信技術(shù)(如4G),將數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)上傳至云平臺,實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控、數(shù)據(jù)分析和集中管理,為決策提供依據(jù)。
2、北京康高特“聽瀾"噪聲記錄儀
以康高特自主研發(fā)的“聽瀾"噪聲記錄儀為例,該產(chǎn)品在技術(shù)上展現(xiàn)出顯著。它采用1600pc/g高靈敏度傳感器,能夠捕捉極其微弱的漏水聲信號。其內(nèi)置的AI智能算法,通過深度學(xué)習(xí)和模式識別,能夠精準(zhǔn)區(qū)分漏水噪聲與環(huán)境背景噪聲,識別準(zhǔn)確率可達(dá)95%以上。設(shè)備具備IP68最高防護(hù)等級,確保在潮濕、粉塵、腐蝕性氣體等惡劣地下環(huán)境中長期穩(wěn)定運(yùn)行。此外,“聽瀾"支持4G Cat1無線遠(yuǎn)傳與藍(lán)牙近場通訊,數(shù)據(jù)可實(shí)時(shí)上傳至《供水管網(wǎng)在線監(jiān)測系統(tǒng)》,用戶可通過“看頻譜、聽聲音"雙重方式研判漏損情況,有效替代傳統(tǒng)人工聽音與巡檢模式,實(shí)現(xiàn)人智合一 。
二、聽漏儀:漏點(diǎn)定位的“手術(shù)刀"
聽漏儀是用于精確查找漏水點(diǎn)的專業(yè)設(shè)備,它在噪聲記錄儀初步鎖定漏水區(qū)域后發(fā)揮關(guān)鍵作用。聽漏儀通過高靈敏度的拾音器直接接觸地面或管道,將漏水產(chǎn)生的聲波信號放大并進(jìn)行濾波處理,幫助操作人員準(zhǔn)確判斷漏水點(diǎn)的具體位置。
1、工作原理與技術(shù)特點(diǎn)
聽漏儀的工作原理是利用漏水聲波沿介質(zhì)傳播的特性。當(dāng)漏水發(fā)生時(shí),水流沖擊管道或土壤產(chǎn)生的振動會以聲波形式向四周傳播。聽漏儀通過壓電陶瓷傳感器等高靈敏度拾音器,采集這些聲波信號,并通過數(shù)字信號處理器(DSP)進(jìn)行放大、濾波和頻譜分析。其技術(shù)特點(diǎn)包括:
① 高精度定位:能夠?qū)⒙┧c(diǎn)定位誤差控制在極小范圍內(nèi),為后續(xù)的精準(zhǔn)開挖修復(fù)提供可靠依據(jù)。
② 實(shí)時(shí)聲學(xué)分析:通過頻譜分析功能,操作人員可以直觀地觀察漏水噪聲的頻率分布,結(jié)合經(jīng)驗(yàn)判斷漏水類型和大小。
③ 智能濾波降噪:先進(jìn)的數(shù)字濾波和模擬濾波技術(shù),能夠有效抑制環(huán)境噪聲,突出漏水信號,提高檢測的準(zhǔn)確性。
④ 操作便捷性:現(xiàn)代聽漏儀通常具備人機(jī)交互界面友好、操作流程簡化的特點(diǎn),部分設(shè)備還支持與智能手機(jī)連接,實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)可視化和地圖標(biāo)記。
2、北京康高特“大海"PLD-11智能數(shù)字聽漏儀
康高特“大海"PLD-11智能數(shù)字聽漏儀是其在漏水檢測領(lǐng)域的又一力作。該設(shè)備配備了超高靈敏度壓電換能器,能夠有效穿透深達(dá)數(shù)米的土壤層,精準(zhǔn)拾取管道內(nèi)部極其微弱的漏水聲。在0.1MPa的微小壓力下,其拾音能力依然出色 。
“大海"PLD-11具備智能自動濾波功能,能夠根據(jù)現(xiàn)場獲取的聲音信號頻譜自動調(diào)整濾波范圍,無需手動選頻,大大簡化了操作。其連續(xù)測量模式濾波范圍覆蓋0-4000Hz,具備頻譜分析功能,幫助操作人員在不同測試場景選擇合適的濾波范圍。該設(shè)備可將最小可識別漏量控制在0.3L/min,定位誤差小≤0.5m,遠(yuǎn)超傳統(tǒng)聽漏設(shè)備,可識別更微小的滲漏,定位更精準(zhǔn)。此外,它支持通過藍(lán)牙連接智能手機(jī)軟件,實(shí)現(xiàn)位置、漏水聲音、測試數(shù)據(jù)的傳輸,并在地圖上標(biāo)記漏水點(diǎn)位,提升了數(shù)據(jù)管理和現(xiàn)場作業(yè)的效率 。
三、噪聲記錄儀與聽漏儀的協(xié)同作戰(zhàn):精準(zhǔn)漏損控制的“雙劍合璧"
市政管網(wǎng)漏水檢測并非單一設(shè)備的獨(dú)立工作,而是需要多技術(shù)、多設(shè)備協(xié)同配合的系統(tǒng)工程。噪聲記錄儀與聽漏儀的結(jié)合使用,正是構(gòu)建高效漏損控制體系的核心策略,形成“區(qū)域預(yù)警—精準(zhǔn)定位—數(shù)據(jù)驗(yàn)證"的閉環(huán)流程。
1、區(qū)域預(yù)警與初步排查
在漏損控制的第一階段,大規(guī)模部署的噪聲記錄儀(如康高特“聽瀾")扮演著“區(qū)域哨兵"的角色。它們持續(xù)監(jiān)測管網(wǎng)的聲學(xué)狀況,通過AI算法對采集到的噪聲數(shù)據(jù)進(jìn)行分析,自動識別并標(biāo)記出可能存在漏水的區(qū)域。這種方式能夠快速縮小排查范圍,避免了傳統(tǒng)人工聽音巡檢的盲目性和低效率。例如,在一個(gè)DMA(獨(dú)立計(jì)量區(qū))內(nèi),如果多個(gè)噪聲記錄儀同時(shí)監(jiān)測到異常漏水噪聲信號,系統(tǒng)便會發(fā)出預(yù)警,指示該區(qū)域存在較高的漏水風(fēng)險(xiǎn)。這種預(yù)警機(jī)制,使得運(yùn)維人員能夠?qū)⒂邢薜馁Y源集中到最需要關(guān)注的區(qū)域,實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)管理 。
2、精準(zhǔn)定位與現(xiàn)場確認(rèn)
一旦噪聲記錄儀鎖定了高風(fēng)險(xiǎn)區(qū)域,聽漏儀(如康高特“大海"PLD-11)便會登場,進(jìn)行“手術(shù)刀"般的精準(zhǔn)定位。運(yùn)維人員攜帶聽漏儀進(jìn)入預(yù)警區(qū)域,通過地面聽音或直接接觸管道進(jìn)行詳細(xì)探測。聽漏儀的高靈敏度傳感器和智能濾波技術(shù),能夠幫助操作人員在復(fù)雜的現(xiàn)場環(huán)境中,準(zhǔn)確識別漏水聲源,并結(jié)合信號強(qiáng)度、頻率特征等信息,將漏水點(diǎn)精確到米甚至厘米級別。這種由宏觀到微觀的逐級排查策略,極大地提高了漏水點(diǎn)定位的準(zhǔn)確性和效率,減少了不必要的開挖和修復(fù)成本。
3、數(shù)據(jù)融合與智慧決策
現(xiàn)代化的漏損控制體系,離不開噪聲記錄儀和聽漏儀所產(chǎn)生的數(shù)據(jù)的融合與智能分析。這些數(shù)據(jù),包括噪聲頻譜、漏水聲強(qiáng)度、地理位置信息等,通過無線傳輸匯聚到智慧水務(wù)平臺。平臺利用大數(shù)據(jù)分析和AI模型,不僅可以對漏水點(diǎn)進(jìn)行可視化呈現(xiàn),還能分析漏水趨勢、評估漏損量,甚至預(yù)測潛在的漏水風(fēng)險(xiǎn)。這種數(shù)據(jù)驅(qū)動的決策模式,使得水務(wù)管理部門能夠更科學(xué)地制定維修計(jì)劃,優(yōu)化管網(wǎng)運(yùn)行策略,從而實(shí)現(xiàn)水資源的精細(xì)化管理和高效利用。
四、實(shí)踐案例與效益分析
某市水務(wù)集團(tuán)在引入康高特“聽瀾"噪聲記錄儀和“大海"PLD-11智能數(shù)字聽漏儀的組合解決方案后,對城市供水管網(wǎng)的漏損控制進(jìn)行了全面升級。在試點(diǎn)區(qū)域,部署了數(shù)百臺“聽瀾"噪聲記錄儀進(jìn)行全天候監(jiān)測。在系統(tǒng)發(fā)出預(yù)警后,運(yùn)維團(tuán)隊(duì)迅速使用“大海"PLD-11聽漏儀進(jìn)行現(xiàn)場復(fù)核和精準(zhǔn)定位。通過這種協(xié)同作業(yè)模式,該市水務(wù)集團(tuán)取得了顯著成效:
① 漏損率顯著降低:在實(shí)施該方案后的六個(gè)月內(nèi),試點(diǎn)區(qū)域的平均漏損率從原有的15%下降至8%以下,提前達(dá)到了國家《城鎮(zhèn)供水管網(wǎng)漏損控制及評定標(biāo)準(zhǔn)》(CJJ 92-2016)中一級管網(wǎng)漏損率不高于10%的要求 。
② 檢測效率大幅提升:漏水點(diǎn)的平均發(fā)現(xiàn)時(shí)間縮短了60%,從傳統(tǒng)的數(shù)天縮短至數(shù)小時(shí),極大地減少了水資源損失和對居民生活的影響。
③ 運(yùn)營成本有效控制:由于漏水點(diǎn)定位更加精準(zhǔn),非計(jì)劃性開挖次數(shù)減少了40%,直接降低了維修成本和人力投入。
④ 水資源保護(hù)與社會效益:每年節(jié)約了數(shù)百萬立方米的水資源,有效緩解了城市水資源緊張的局面,提升了城市水務(wù)管理的社會效益和口碑。
五、展望未來:智慧水務(wù)的持續(xù)演進(jìn)
噪聲記錄儀與聽漏儀的結(jié)合應(yīng)用,是智慧水務(wù)發(fā)展的重要里程碑。未來,隨著5G、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)和人工智能技術(shù)的進(jìn)一步融合,這些設(shè)備將更加智能化、集成化。例如,AI算法將能夠更深入地分析漏水聲紋,實(shí)現(xiàn)對漏水類型、漏水量、漏損趨勢的自主判斷與預(yù)測 。同時(shí),設(shè)備間的協(xié)同能力將進(jìn)一步增強(qiáng),形成更加緊密的智能網(wǎng)絡(luò),實(shí)現(xiàn)從漏水預(yù)警、精準(zhǔn)定位到修復(fù)效果評估的全生命周期管理。康高特等企業(yè)在這一領(lǐng)域的持續(xù)創(chuàng)新,將不斷推動市政管網(wǎng)漏損控制技術(shù)邁向更高水平,為構(gòu)建節(jié)水型社會和保障城市供水安全貢獻(xiàn)力量。
參考文獻(xiàn)
[1] 我國城市公共供水管網(wǎng)漏損率已降至9%以下
[2] 關(guān)于組織開展公共供水管網(wǎng)漏損治理試點(diǎn)建設(shè)的通知
[3]?康高特. (n.d. ). 康高特 聽瀾噪聲記錄儀
[4]?康高特. (n.d. ). 康高特 大海智能數(shù)字聽漏儀
[5] 城鎮(zhèn)供水管網(wǎng)漏損管理規(guī)范
[6] 城鎮(zhèn)供水管網(wǎng)漏損控制及評定標(biāo)準(zhǔn)(CJJ 92-2016)
[7] 對標(biāo)CJJ 92-2016 標(biāo)準(zhǔn):聽漏儀在城市供水管網(wǎng)漏損率達(dá)標(biāo)攻堅(jiān)中的
[8] 智慧水務(wù)的精準(zhǔn)脈搏:噪聲記錄儀的實(shí)戰(zhàn)應(yīng)用與科學(xué)選型