张楠
哈尔滨供水集团有限责任公司 黑龙江省哈尔滨市150010
摘要：与发达国家相比，发展中国家的供水系统漏水率较高。目前我国的漏水率仍然很高，检测网络漏水的方法可以分为模型法和设备法。本文描述了这些检漏方法并分析了它们的适用性，但是仅检漏技术已不再满足现在的目标。因此，在大型城市化过程中，新型设计有效地减少了漏水并提高了用水效率。规模化和集约化发展是与节约水资源，节约能源和确保社会经济可持续发展有关的重要问题。因此，本文从根本上提出了一种综合的系统漏损控制检测设备建模方法。
关键词：水资源;供水管网;漏损检测;
前言：水是人类社会赖以生存和发展的最重要资源，在淡水资源领域，我国一方面面临着淡水资源短缺，环境污染，管理困难等问题。另一方面，长期存在的问题是城市系统中的水系统漏损，加剧了本来已经很严重的淡水资源短缺。我们的城市还存在供水系统由于监管质量差，导致腐蚀，老化，道路塌陷等。不仅是水资源的枯竭，而且还增加了企业的生产，管理和运营成本，减少了水利基础设施的寿命，甚至还导致了城市供水领域的危机。
1国内外管网漏损现状
管道漏损已成为全球性问题，五大洲的泄漏率各不相同，北美和大洋洲的泄漏率最低，平均不到10％，其次是欧洲，约为10％至20％，亚洲（印度除外）总体漏损率接近欧洲，非洲和南美的最高漏损率高达50％。就国家经济发展而言，发展中国家的漏损率远高于一些发达国家，其原因是这些发达国家的排水也发生在城市化的初期。这也是因为许多发达国家已经建立了科研机构，并对自来水管道的漏损进行了研究。例如，在许多发达国家，对漏损的预防进行了专门研究，并非常重视漏损检测设备的设计和制造。但是经济发展并不是影响漏损的唯一因素，尽管欧洲国家的总体经济水平高于亚洲，但管道漏损并未显着低于亚洲，这是因为欧洲的城市化始于18世纪，而较老的城市地区往往已经过时，难以定位，维修和修复旧管道以保留。因此，在英国和葡萄牙，漏损率高于其他发达国家。
2.管网漏损检测方法
现有的泄漏检测技术可分为两类：一类是设备方法，另一类是模型方法。设备方法采用外部设备引入新的监测指标检测泄漏，模型方法采用一系列液压指标，如流速、压力和流体温度，判断是否有泄漏。在实际应用中，方法的选择取决于许多因素，包括管道特性、流体类型、外部环境和成本等。本文介绍了几种常见的泄漏检测方法，并对其优缺点进行了比较。
2.1设备法
(1)音听法
音听法是目前泄漏检测中较为常用的方法，它可分为阀栓听音及地面听音二种。技术人员使用泄漏检测棒和电子放大的泄漏检测器来检测由阀门，火灾探测器和管道撞击等位置处的管道泄漏引起的漏水声。该方法设备简单，效果好，成本相对较低。这种方法的缺点是环境噪声对听力学有很大影响，并且取决于工作人员的经验。
(2)红外光谱(IR)法
如果体表温度超过绝对零值，则会发射电磁波，并且电磁波的强度和波的分布会随着温度的变化而变化。因此，当管道泄漏时，泄漏区域的温度也会发生变化。确定温度的变化区域并确定泄漏点使得红外光谱（IR）检测方法在各种条件下检测真实泄漏的有效性以及天气和光照条件。在三种不同情况下对地下水位的影响后，确定系统温度的变化区域并确定了泄漏点位置，同时还需要考虑到相邻下水道和红外摄像机的移动速度对检测效率泄漏的影响。此方法不需要挖掘且操作简便，但不能适用于所有城市，要视天气情况、土壤和道路条件而决定。
(3)卫星法
卫星法是一种将RS遥感技术与GPS和GIS结合使用以定位管道系统中的泄漏的技术。该方法基于泄漏检测的两个基本原理：一个基于红外光谱（Ir），可以测量泄漏区域的温度变化，另一个基于高分辨率卫星图像，它可以检测表面变化。由于管道网络中的泄漏而产生的光反射率。
该方法不需要挖掘，检测范围大，但只能检测出开放，漏水的管网，成本很高。
(4)相关仪法
相关仪方法的原理是使用声发射技术在管道网络中实现泄漏检测。当流出的液体通过管道中的泄漏时，它将产生声信号，该泄漏信号将以高速度在管道中移动，该声音信号可以通过安装在管道中不同位置的高度灵敏的声换能器接收。泄漏点的位置可以根据两个传感器之间的距离和两个声信号之间的时间差来计算。该方法具有较高的检测和定位精度的优点，但是必须在开放式管道中使用。
(5)分布式光纤传感法
分布式光纤技术是基于拉曼散射光纤的拉曼散射温度的温度测量技术。沿着管道安装分布式光纤传感器并在短时间内扫描整个管道，可以沿管道获得温度分布。该方法可以精确地定位泄漏点，但是当管道和土壤之间的温差小时不能使用。此外，该方法需要大量的光学电池传感器，价格昂贵，性价比较低。
(6)智能球
智能球具有内部电源，以及声音传感器，旋转传感器，声音脉冲发射器和外面的球形球，以减少通过球和管壁之间的碰撞产生的声波。智能球的检测的基本原理是它本身通过脉冲发生器发送超声波，以及在管道中的热量期间，通过接收时间确定管网中的智能球的位置。超声波通过外部超声波接收器，智能球内的声学传感器可以采用漏电时泄漏获得的声学信号，当智能球到达到目前为止的泄漏点时，由此产生的回声达到最强。
2.2模型法
(1)质量平衡法
泄漏检测质量平衡方法的原理非常简单。这是一种基于大规模保护的技术。该方法的核心是计算在管中的流体或在管道中保留或流出管道。当管道中没有发生泄漏时，流入的质量和管道流出的质量保持相等。虽然这种方法的原理很简单，但其实现相对复杂，地下管道的实际情况非常复杂，并且并不总是处于稳定状态，这种方法对管道中的任何违规和动态变化非常敏感，而且它是易于进行不正确的输出。此外，这种方法只能判断泄漏区，不能准确地找到泄漏点。
(2)基于瞬态理论的漏损检测方法
在这种方法中，瞬态理论事件用于泄漏检测。管网瞬态事件是指网络系统的流量和压力由于人为或非人为因素而迅速变化的事件。传播时间可以通过监视点检测从泄漏点反射的压力波，并可以通过在频域中分析压力波信号来确定泄漏点的位置。该方法具有灵敏度高和经济的优点。但是，由于实际的并行管道网络的复杂性，该方法的可行性可能无法得到验证。
(3)基于模型的漏损检测方法
该方法采用液压模型进行泄漏检测，并根据管道网络设计数据或实际测量结果得出模型中的参数。泄漏检测器可利用液压模型模拟管道各段的泄漏或断裂情况，为了在监测点的测量压力和流量值一致时，得到各监测点的模拟压力和流量值。通过模拟值可以判断相应管段的泄漏或爆炸。方法的精度过于依赖液压模型的精度，但液压模型的精度不能保证，因此，该方法仅适用于小型管道网。
(4)数据驱动方法
采用数据驱动模型检测泄漏的过程是提取大量的液压泄漏数据和无泄漏数据，在每个监测点进行监测，然后对这些数据进行统计分析和评估，然后根据反馈信息确定管网监控点数据特征的泄漏或断裂现象。当监测点数据出现时，假设该函数存在断裂现象。对于大型复杂管网，该方法精度最高，但没有液压模型作为佐证数据。
3结语:作为比较和选择的结果，本文提出了一种通过系统检测泄漏的综合方法：首先，通过仿真可以确定泄漏点所在的区域，然后使用声学或位置定位器准确地确定泄漏点。该实用新型设备是在不准确确定泄漏点的情况下确定泄漏点，而且减少了设备的体积和体积，从而实现了无损泄漏检测和成本控制的目标。
参考文献：
[1]雷雨晴，杜坤，丁榕艺，等．供水管网节点流量不确定性对漏损定位的影响[J]．软件导刊，2020,19(1):144-147.
[2]刘芳．一种供水管网DMA分区管理方法[J]．电脑编程技巧与维护，2019(12):132-134.