昆明是水資源嚴重缺乏的城市,位于昆明市祿勸縣的云龍水庫擔負著昆明近七成的城市用水供給。
近日,云南省計量院張紹旺院長親率技術骨干前往云龍水庫,對水源地出水口流量計進行計量檢測。在檢測過程中,云南省計量院細心的檢測人員發(fā)現(xiàn):輸水管線的兩端——源頭和進廠的兩只流量計經(jīng)檢定合格后,在相同工況下流量計顯示示值竟相差了1500m3/小時,此數(shù)據(jù)說明,在近98公里長的輸水管線上,每天漏損了約35000m3的水資源;而昆明市區(qū)每天的水需求量為90萬立方米左右,也就是說,約占昆明城市用水量3%的水資源漏損在了輸水線上。
水管道的泄漏檢測和維修是城市給水工程中的一個重要環(huán)節(jié)。在我國的城市給水系統(tǒng)中,每年因泄漏而造成的浪費相當驚人。據(jù)統(tǒng)計漏水率平均達到供水量的10%以上,有些地區(qū)超過20%。每年有數(shù)十億噸的自來水白白流失,造成巨大水資源浪費和重大的經(jīng)濟損失。
國內外供水企業(yè)常用的漏損控制技術主要有四種。壓力控制,壓力控制能減少爆管事故,提供更穩(wěn)定的服務,減少背景滲漏及暗漏量,減少設施維修量,延長資產(chǎn)壽命,壓力控制所需的費用遠遠低于管網(wǎng)改造的費用等;利用漏水檢測技術開展主動檢漏,主動檢漏的目的為縮短漏水發(fā)生到被發(fā)現(xiàn)的時間,減少損失、避免災害的發(fā)生,盡早發(fā)現(xiàn)更多、更大的漏水點,大化地減少資源的浪費,經(jīng)濟、合理的監(jiān)控,不斷降低并維持低漏損水平;投入產(chǎn)出比及利益大化;漏水點的維修速度與質量;管道等的管理、安裝、維護、更換和改造。
國內外的實踐經(jīng)驗表明,在上述漏損控制技術中,利用漏水檢測技術開展主動檢漏,具有投資少、見效快、效益明顯等優(yōu)點。因此,利用漏水檢測技術主動開展管網(wǎng)漏水檢測工作已成為國內供水企業(yè)降低管道漏損的重要途徑。
漏水檢測的常用設備
聽音桿:直接接觸管網(wǎng),漏水聲直接通過金屬桿頂端的簧片傳入耳中。聽音桿結構簡單,重量輕,操作方法簡單,成本很低,在中國應用量很大。金屬聽音桿仍然是預定位和精定位的主要設備,特別是在那些專業(yè)檢漏隊伍中幾乎人持一支。
檢漏儀:檢漏儀是專門探測管道泄漏噪音的設備。漏水聲波是由漏口處產(chǎn)生,并通過管道傳播,同時也通過土壤從不同的方向擴散到地面。為定位漏點位置,把通用拾音器放在管道上方,以1米間隔來比較泄漏噪音的強度。在通常情況下,聽測到大泄漏噪聲的地方就是漏點位置。檢漏儀一般有主機、通用拾音器、專用耳機三大部分組成。
相關儀:相關儀是快速定位壓力管道泄漏位置的設備,把振動傳感器置于管壁或與管道相連的部位,由于泄漏點產(chǎn)生的泄漏噪聲沿管道從泄漏點向遠方傳播,兩個振動傳感器可拾到傳播的泄漏噪聲信號,該信號通過發(fā)射機或通過電纜傳給相關儀主機,相關儀主機根據(jù)接收信號的不同時間來計算漏點位置,并以圖形及數(shù)據(jù)給出測試結果。這種測試對環(huán)境干擾不敏感,因為這些干擾信號可通過交叉相關技術被相關儀濾掉。只要正確操作相關儀,就能準確地確定漏點位置,而不需要豐富的聽漏經(jīng)驗。相關儀一般有主機、無線發(fā)射機、振動傳感器三部分組成
管線定位儀:管線定位儀利用電磁感應技術來工作,用于定位地下電纜和金屬管道走向和深度,管線定位儀一般有發(fā)射機和接收機兩大部分組成,發(fā)射機一般配有被動頻率并有多種主動頻率可選,發(fā)射功率可調。
區(qū)域泄漏普查系統(tǒng):是由多臺數(shù)據(jù)記錄儀和一臺控制器組成的整體化聲波接收系統(tǒng)。當裝有專用軟件的計算機對數(shù)據(jù)記錄儀進行編程后,只要將記錄儀放在管網(wǎng)的不同位置,如消火栓、閥門及其它管道暴露點等,按預設時間同時自動開/關記錄儀,可記錄管道各處的漏水聲信號,該信號經(jīng)數(shù)字化后自動存入記錄儀中,并通過專用軟件在計算機上進行處理,從而快速探測裝有記錄儀的管網(wǎng)區(qū)域內是否存在漏水。人耳通常能同到30dB以上的漏水聲,而泄漏噪聲自動記錄儀可探測到10dB以上的漏水聲,部分設備集漏水預定位和精定位于一體。
常用的其他輔助設備比如發(fā)電機、沖擊鉆、尋閘儀、測壓表等。
目前,在一些發(fā)達國家已經(jīng)廣泛地采用聲學檢測設備做例行的漏點檢測工作,我國也曾先后引進若干臺這類先進設備,除去價格因素,設備的操作、性能都有局限性。通常都是在多個點放置多臺儀器,構成分布式系統(tǒng),利用相關算法得出具體的漏水地點。很明顯,使用這種檢測方法的可移動性為零,應用的效果不好。要想檢測的范圍廣,則必須安裝多臺設備,成本會增加很多。如果把這種大型儀器開發(fā)成類似掌上設備,隨著檢測人員的走動,檢測點隨之變化,必然會擴大此類產(chǎn)品的應用。近幾年來,隨著低功耗處理器ARM的出現(xiàn),信號采集存儲系統(tǒng)的功耗和體積不斷減少,滿足便攜式的要求,使得掌上儀器的開發(fā)成為可能。