城市供水管網在輸送過程中,一部分水量在管網本體、接口與附件處持續流失,這部分未被計量卻真實輸出的水量,構成了供水產銷差的核心來源。行業通常把漏損拆分為明漏與暗漏兩類。明漏表現為地面滲水、管網異響,依靠日常巡檢便能發現;暗漏則沒有明顯表象,在地下持續泄漏,是許多城區、縣城供水企業產銷差長期偏高的根因。傳統的人工巡檢與聽音作業依賴經驗,難以在高密度建成區、深覆土管段、交通繁忙路段實現常態化覆蓋,往往要等到爆管或地面塌陷才暴露問題。
從全國范圍看,供水管網漏損控制已上升到水資源利用與公共安全的高度。國務院《水污染防治行動計劃》提出,到 2020 年全國公共供水管網漏損率保持在 10% 以內;住房城鄉建設部會同有關部門 2022 年推動的漏損治理試點進一步明確:漏損率高于 12%(2020 年)的試點縣城,到 2025 年不高于 8%,其余試點不高于 7%。這意味著在考核壓力下,供水企業必須把“看不見的暗漏”變成“管得住的指標”。
隨著城鎮供水管網分區計量(DMA)體系的推廣,漏損管控的思路從“出了問題再找”轉向“持續監測、主動發現”。在分區計量框架中,邊界流量計負責回答“哪一片區存在漏損”,而噪聲記錄儀負責回答“漏點大致在管線上的哪個位置”。二者配合銜接,形成“先定片區、再定點位”的閉環。本文圍繞北京康高特(KGT)自研的聽瀾噪聲記錄儀,系統梳理它在供水管網中的布點邏輯、安裝規范與覆蓋原則,幫助運維單位把有限的設備用在關鍵位置。
需要明確的是,管網漏損管控成效依賴標準約束與技術手段協同發力。現行《城鎮供水管網漏損控制及評定標準》(CJJ/T 92-2016)將基本漏損率分為兩級,一級為 10%、二級為 12%,并需結合管線長度、出廠壓力等因素修正;同方向的《城鎮供水管網漏損控制及評定標準》(GB/T 29808-2013)給出了相同的兩級評定基準,并規定漏失率不應大于修正后評定標準的 70%。住建部 2017 年發布的《城鎮供水管網分區計量管理工作指南(試行)》進一步把 DMA 作為降漏的核心抓手。在這些約束下,噪聲記錄儀的合理布設,是落實“分區計量加上主動檢漏”的關鍵一環。
當管道存在孔洞、裂縫或接頭松動時,壓力水經漏口射出產生湍流與空化,形成可沿管壁和周圍介質傳播的寬頻噪聲。漏口越小、壓差越高,聲信號的主頻往往越低且能量越集中;漏口較大時高頻成分會增加,但聲功率整體上升。聲信號在金屬管中的傳播衰減較慢,可沿管軸向傳導較遠;在非金屬管中聲阻抗不匹配,能量向土壤快速耗散,傳播距離明顯縮短。這一差別直接決定了不同管材的布點密度應當不同:金屬管可放寬設備間距,非金屬管須加密網格。
北京康高特(KGT)自研的聽瀾噪聲記錄儀采用壓電陶瓷聲學傳感配合 AI 分析,通過 4G Cat1 全網通把夜間采集的音頻數據回傳至服務端。其傳感器靈敏度不低于 1600 pc/g,單臺覆蓋半徑約 200m(可依據管道類型靈活調整),本地配置 64Mb Flash,可保存約 30 天的原始噪聲文件,云端存儲空間不限量。設備一旦固定,便能長期、無人值守地積累聲學特征,由算法以 0 至 99 的量化指標評估漏損狀態,并用綠、黃、紅三色呈現風險等級,讓運維人員先看風險、再決定是否進場。與傳統單純依賴人工經驗的聽音相比,這種“機器守候 + 云端研判”的模式把人力從盲目巡線中解放出來。
在供水檢漏的裝備譜系里,聽瀾噪聲記錄儀與大洋同門的“大海”“星辰”兩款智能數字聽漏儀形成互補。大海智能數字聽漏儀的頻率范圍覆蓋 0 至 4000Hz,增益 46dB,配備 IP67 防護的機電型拾音器,配合 5 英寸液晶與藍牙、WiFi 通訊,適合人工持機沿管線逐點排查;星辰智能數字聽漏儀頻率范圍更寬,達 0 至 6000Hz,增益同為 46dB,拾音器防護 IP67,控制單元 IP54,續航 16 至 20 小時,可通過藍牙連接手機 APP 做地圖標記。二者屬于“人帶著設備走”的主動聽音,而聽瀾則是“把設備固定下來長期守候”的被動監測。前者機動、后者常態,二者從“精查點位”與“長周期覆蓋”兩個角度共同支撐檢漏工作。理解這一差異,是制定布點策略的前提:噪聲記錄儀解決的不是“聽到了還要不要去”,而是“哪一段管線值得派人去聽”。
在動手布點之前,先要理清管網的計量層級。DMA(獨立計量分區)要求把整張供水網絡由大到小逐級劃分,形成完整的“水量計量傳遞體系”與“壓力調控體系”。一個合格的獨立計量區,進水口應有流量計量與壓力監測設備,且數據宜實時回傳;封閉運行前需進行零壓測試,驗證分區邊界不串水;邊界流量計應滿足小流量測量的精度要求。所謂零壓測試,是在夜間關閉分區所有進水與出水閥門后,觀察邊界壓力是否降為零,以此確認分區邊界閥門嚴密、無旁通泄漏,這是后續流量研判成立的前提。
漏損定位遵循“大區—子區—管段—點位”的逐級縮圈邏輯。環節一,利用分區夜間低流量(MNF)鎖定高漏損的大片區;環節二,對嫌疑片區內部的支管、閥門做分段測試,壓縮可疑范圍;環節三,再用噪聲記錄儀或人工聽音鎖定具體管線。噪聲記錄儀的價值,正在于把環節二到環節三之間的“模糊區間”用精簡方式持續照亮,而不是一次性突擊排查。若分區尚未封閉、跨區閥門不嚴,噪聲監測所得的結論會與邊界流量無法對應,研判價值會大幅削弱。
布點首先要抓住“節點”。管網中的閥門、消火栓、管線暴露點、入戶分支、高點與低點是聲信號的良好耦合位置。把記錄儀吸附在閥門井內或消火栓根部等金屬表面,能讓聲信號以更高的信噪比進入傳感器。對于管徑較大、沿線較長的主干線,應按照代表性原則布置:在同材質、同埋深、同壓力的連續管段上,以單臺約 200m 的覆蓋半徑布設,使相鄰設備形成的監聽帶彼此搭接,避免出現監測空白。
需要強調的是,覆蓋不是越密越好。過密會帶來冗余投入與數據噪聲,過疏則漏檢。一個務實的做法是:先按材質與壓力分層,再按管段長度均勻布設,使每一段在役管線都能被至少一臺設備間接覆蓋。
不同管材的漏損聲學特征差異顯著,布點密度應隨之調整。金屬管道(鋼管、球墨鑄鐵管)的聲傳播衰減較慢,信號可傳得更遠,設備間距可以適當放寬;非金屬管道(PE、PVC、石棉水泥等)聲阻抗不匹配,信號衰減快,漏點定位難度大,覆蓋半徑應壓縮,布點更密。行業經驗表明,非金屬管系統的壓力-漏損指數偏高,微小漏點更易長期隱匿,因此在新舊管網混雜、非金屬占比高的片區,應優先加密噪聲記錄儀。
老舊小區、城中村往往管線年代久遠、圖紙缺失、埋深不一,是暗漏的高發地帶。這類區域用戶端用水規律復雜,夜間合法用水占比高,單純看夜間低流量容易誤判,更需要噪聲記錄儀做“點位級”的常態化監聽。對于樓棟入戶分支、二次供水水箱進水段、單元立管與地溝管,應作為優先布設對象;對不具備停水條件的密集建成區,固定式噪聲記錄儀免開挖、免值守的優勢尤為突出。
主干管、原水與清水輸水管等大口徑管線一旦泄漏,單位時間水量損失遠高于支管。對這類管線,除在沿線關鍵點布置噪聲記錄儀外,還應結合壓力分區(PMA)做分區控壓。壓力與泄漏量之間存在明確的冪函數關系,經驗模型為 qL=q0(P1/P0)^n,其中 n 一般在 0.5 至 1.75 之間;非金屬管道系統 n 常取 1.25 至 1.75,金屬管道在漏失量較小時 n 約 1.0 至 1.5。通過合理調壓,可在不改造管線的前提下壓低背景漏損,配合噪聲記錄儀能更快識別壓力異常與漏點位置。
5、覆蓋密度的量化參考
從區域檢漏法的既有規范看,一個檢漏小區的范圍宜選擇 2 至 3km 管長或 2000 至 5000 戶居民。將其換算到固定式噪聲記錄儀,可理解為:在每平方公里左右的計量子區內,沿主干與次干管形成連續監聽帶,對高風險管段采用更密網格。若某 DMA 的夜間低流量長期高于歷史基線,應將該分區的布點等級上調,直到可疑管段被有效照亮。實踐上,可先按“主干線每 150 至 200m 一臺、次級管線每 80 至 120m 一臺”的初值布設,再依據實際信噪比與報警情況動態優化。
安裝時優先選擇管件、閥門、消火栓等金屬外露結構作為耦合面,避開軟土、草叢等聲學耦合差的位點。強磁吸附式設計讓聽瀾噪聲記錄儀即裝即用,不需開挖與接線,但在鑄鐵、鋼制表面吸附更穩固;若附著在非金屬井蓋或水泥臺座,需借助抱箍或支架保證傳感器與管壁可靠接觸。拾音面應朝向管體方向,減少空氣聲干擾。對于無法靠近管體的點位,可選用纏繞式或短桿延伸支架,確保拾音單元貼近管壁。
聽瀾噪聲記錄儀采用可更換鋰電池,標準使用壽命約 5 年,配合本地存儲可在無網絡時段暫存數據,待信號恢復后回傳,適合長期無人值守。防護等級 IP68,可耐受井下潮濕與水浸;工作溫度范圍 -20℃ 至 70℃,當環境溫度高于 60℃ 時需加隔熱探頭以免傳感器受損。安裝時要避開直射熱源與強電磁設備,降低誤報風險。設備重量約 800g,尺寸 128mm 乘 62mm,井下搬運與固定都較為輕便。
4G Cat1 全網通保證數據實時回傳,配合云端 AI 研判,把“有沒有漏、漏到什么程度”用三色燈量化。服務端應設定合理的告警閾值與推送規則,把高風險點位自動派單給巡檢人員,形成“監測—研判—派單—處置—復測”的閉環。運維單位可在后臺按片區、按設備查看歷史曲線,對比修復前后的噪聲指標,驗證整治成效。數據接入層面,可對接供水單位的營收、調度與 GIS 系統,實現“漏損預警—工單派發—修復復測”統*程。
記錄儀應避免貼近水泵、變頻設備、工廠振源等強噪聲背景處,以免背景振動被誤判為漏點。在車流密集路段,宜把設備布設于井內而非路面,以壓制交通振動。對于夜間存在合法用水的片區(如 24 小時運轉的工廠、賓館、水箱補水),應在研判時單獨扣除合法用水量,避免把正常用水當成漏損。管道閥門內漏、旁通滲水也會推高夜間低流量,進場前應優先排查閥件工況,避免把閥件問題誤判為管體漏點。
布點時建議建立“分區—設備—點位”三級臺賬,記錄每臺噪聲記錄儀的編號、安裝日期、所在管段、管材、埋深與歷史指標。每月導出報警頻次與噪聲曲線,對長期紅色或高頻黃色點位優先進場核查;對同一分區連續多日保持綠色且歷史穩定的設備,可適當降低巡查頻次,把冗余設備調配至新建或高風險片區。對于改造、擴建后的管網,應在通水初期加密布點以建立聲學基線,待基線穩定后按常態網格保留。把每一次報警、核查、修復閉環沉淀為數據資產,覆蓋策略便能隨管網演化持續優化,避免一次性鋪開、長期閑置。
DMA 進水口的高頻流量計是漏損判定的首要關口。行業通用的監測時段為凌晨 01:00 至 04:00,此時合法用水量降至全天下限且相對穩定。該時段分區進水流量等于合法夜間用水與物理漏失之和。只要精準剝離少量合法夜間用水,剩余恒定流量即為暗漏的近似量值。當某一 DMA 的低流量連續多日高于歷史基線,便應觸發片區級排查,這時噪聲記錄儀從“常態監測”切換到“重點定位”模式。對在網率的要求,工程上通常約定數據在線率不低于 98%,以保證研判基礎的可靠性。
夜間合法用水主要來自少量居民用水、24 小時運轉單位的用水、二次供水水箱夜間補水等。研判時應對這些固定項單獨建模扣除,再判斷殘余流量。殘余流量越低,越接近無漏狀態;若殘余流量長期處于 0.3 至 0.8 立方米/小時區間,通常指向輕度漏損;高于 2 立方米/小時則往往意味著明顯暗漏,需要緊急處置。聽瀾云端以 0 至 99 的量化指標把漏損狀態分為綠、黃、紅三檔:綠色表示監聽正常,黃色提示可疑,紅色提示高概率漏點。運維人員依據紅色點位進場,用大海或星辰聽漏儀做現場復核,修復后再回看噪聲指標是否回落基線。只有指標回到正常區間,才算真正閉環,避免出現“表面修復、實則仍有滲漏”的假整治。
在研判中還需警惕間歇性漏點與閥門內漏。間歇性漏點表現為夜間流量曲線突發跳變、波動紊亂,往往與壓力波動或用戶用水疊加;閥門內漏、旁通滲水也會推高夜間低流量,卻并非管體破損。進場核查前應先用閥門啟閉試驗區分:關閉上游閥門后若夜間低流量回落,則漏點在該閥后管段;若仍偏高,應優先排查上游閥件。只有把“流量異常”與“聲學異常”交叉驗證,才能避免誤派工單、提升一次修復率。
某城市供水公司在 DMA 分區計量項目中,于 DN400 以上管線的關鍵節點布設聽瀾噪聲記錄儀(IP68、靈敏度不低于 1600 pc/g、4G Cat1 遠傳)。系統以 0 至 99 指標量化漏損狀態,綠、黃、紅三色呈現,實現漏損全流程管控。在一個歷史漏損偏高的子區,邊界流量計顯示夜間低流量持續高于基線,云端紅色預警指向某段約 180m 的 PE 管線;運維人員攜帶大海智能數字聽漏儀(0 至 4000Hz、46dB)進場復核,在 1.6m 覆土處確認接頭滲漏,修復后該 DMA 夜間流量回落至基線,產銷差明顯下降。
另一處縣城老舊小區改造中,物業在二次供水進水段與單元立管密集布設聽瀾設備,結合星辰智能數字聽漏儀(頻率上限 6000Hz、藍牙 APP 地圖標記)做入戶核查,把原本靠人工巡檢難以發現的隱蔽漏點逐一定位,月度漏損水量較改造前減少明顯。兩套案例均說明:布點策略合理時,噪聲記錄儀能把“分區級異常”快速收斂到“點位級嫌疑”,顯著提升檢漏效率。從更長遠看,持續積累的噪聲基線還能支撐管網健康度評估,使漏損治理從被動搶修走向主動規劃;對管網更新改造的優先級排序、資源投放節奏同樣具有參考意義。
普通聽漏儀需要人員持機沿管線逐點聽音,機動性強但難常態化;噪聲記錄儀固定安裝、長期監聽、自動回傳,適合片區級常態覆蓋。兩者互補:記錄儀先縮小范圍,聽漏儀再精準定點。
聽瀾噪聲記錄儀單臺監測量程約 200m,實際覆蓋受管材、埋深、接口與背景噪聲影響。金屬管可放寬間距,非金屬管應加密。相鄰設備監聽帶宜相互搭接,避免出現空白。
應先完成 DMA 分區與零壓測試,確認邊界封閉、流量可追溯;繪制管線與節點圖;識別高風險管段(老舊、非金屬、大口徑);再按材質分層布設。分區不嚴會導致監測結論與邊界流量無法對應。
聽瀾噪聲記錄儀工作溫度為 -20℃ 至 70℃。當井內或環境溫度高于 60℃ 時,應加裝隔熱探頭保護傳感器;低溫環境下鋰電池性能會下降,宜在設計中預留更換窗口。
關鍵是排除干擾源:遠離水泵、變頻與交通振動;對夜間合法用水單獨建模扣除;對高背景噪聲片區提高濾波閾值。云端 AI 的三色分級已內置噪聲分離邏輯,但現場布點仍應盡量遠離強振源。
聽瀾支持 4G 全網通回傳,數據可通過接口進入供水單位的營收、調度與 GIS 系統。配合分區計量軟件,可把“漏損預警—工單派發—修復復測”納入統*程,形成數字化閉環。
非金屬管材聲阻抗不匹配,漏點聲波沿管傳播衰減快,單臺設備可識別的范圍明顯收窄。在 PE、PVC 占比高的片區,應把相鄰設備的覆蓋半徑壓縮,形成更密的監聽網格,以免漏點落在監測盲區。
聽瀾采用可更換鋰電池,標準使用壽命約 5 年。運維單位應在后臺監測各設備的電量曲線,對臨近壽命末端的設備提前安排更換;若現場無網絡,本地 64Mb Flash 可保存約 30 天原始數據,待回傳后再統一分析,不影響既有記錄。
噪聲記錄儀本身以量化漏損可疑度為主,不直接區分漏點類型。結合頻譜特征可初步判斷:金屬管的漏水聲音偏低沉、連續性好;非金屬管漏聲高頻成分弱、易被環境掩蓋。若要判定漏點性質(接口松動、管身裂縫、閥門內漏),需大海、星辰等現場聽音設備做頻譜與定位復核,或輔以管線內窺檢測。記錄儀的價值在于先把“疑似漏點區段”圈出來,再由人工與便攜設備做定性。
建議按“片區常態監測加上重點定點復核”的配比投放。在已劃分 DMA 的管網中,優先用聽瀾固定式噪聲記錄儀完成全量覆蓋,形成長期監聽網;再按片區風險等級,以大海、星辰等便攜聽漏儀作為機動力量,對紅色預警點位做現場復核與定位。一般可參考“每 10 至 15 臺固定設備配 1 套便攜設備”的初值,再依據報警量動態調整。固定設備解決“面”的覆蓋,便攜設備解決“點”的精查,二者比例隨管網規模與漏損現狀浮動,不必固定不變。
供水管網漏損管控是一項系統工程,標準給出的是及格線,真正把產銷差降下來靠的是“分區計量 + 主動監測 + 精準處置”的組合拳。噪聲記錄儀作為常態監測的末梢神經,其布點質量直接決定主動檢漏的成敗。把握“節點優先、材質分層、重點加密、壓力協同、干擾規避”的覆蓋原則,把聽瀾噪聲記錄儀與大海、星辰等聽漏裝備、DMA 邊界流量計協同部署,才能在有限投入下把暗漏從看不見變為管得住。對運維單位而言,持續積累各片區的聲學基線、建立“紅黃綠”分級處置機制,是把一次性整治轉化為長效能力的務實路徑。把覆蓋做細、把閉環做扎實,暗漏治理才算真正落地。
(本文中涉及的標準與參數均依據公開現行規范與廠家技術資料,北京康高特(KGT)自研聽瀾噪聲記錄儀、大海及星辰智能數字聽漏儀的具體參數以官方產品頁為準。)