市政管网（给水、排水、燃气管道）因老化、腐蚀、地质沉降等因素，易出现 “从微小渗漏到完全破裂” 的渐进式损坏 —— 据统计，我国市政供水管网年漏损率超 15%，其中 60% 以上的管道破裂事故，前期均存在 1-3 个月的微小渗漏前兆。这就引出关键问题：市政管网漏损监测能否提前捕捉这些前兆，预警管道即将破裂的风险？答案是肯定的。通过 “感知微小异常、分析损伤趋势、联动预警响应” 的全流程监测体系，漏损监测不仅能发现已发生的漏损，更能通过数据关联分析，提前 7-30 天预警管道即将破裂的风险，为管网运维从 “被动抢修” 转向 “主动预防” 提供核心支撑。

一、先明原理：管道破裂前的 3 类核心前兆与监测逻辑

管道在完全破裂前，会因结构损伤累积呈现三类典型前兆，这是漏损监测实现预警的基础：

微小渗漏加剧：管道接口松动、管壁腐蚀穿孔初期，会出现 0.1-1L/min 的微小渗漏（常规人工巡检难以发现），随着损伤扩大，渗漏量每周会以 5%-10% 的速率递增，当渗漏量突破 5L/min 时，管道在 1-2 周内大概率发生破裂；

振动与噪声异常：管壁因腐蚀变薄或受地质沉降挤压，会产生局部应力集中，水流流经应力集中区域时，会引发频率 200-500Hz 的异常振动（正常管道振动频率多＜100Hz），且振动幅度随应力累积每周增加 10%-15%；

压力波动异常：管道局部结构损伤会导致管内水流流态紊乱，出现 “压力骤降 0.02-0.05MPa 后缓慢回升” 的异常波动（正常管道压力波动幅度＜0.01MPa），且波动频次随损伤扩大从每日 1-2 次增至 5-8 次。

市政管网漏损监测系统通过部署 “压力传感器、声学传感器、流量传感器”，实时采集上述三类前兆数据，再通过算法分析数据变化趋势，当数据超出 “安全阈值” 时，触发即将破裂的风险预警 —— 核心逻辑是 “从异常数据识别损伤，从趋势变化判断风险等级”。

二、核心技术：实现风险预警的 3 类监测方案与适配场景

不同材质、不同埋深的市政管道，需选用适配的漏损监测技术，才能精准捕捉破裂前兆，实现有效预警：

1. 声学监测：捕捉振动异常，适配金属管道

技术原理：在金属管道（如球墨铸铁管、钢管）上间隔 500-1000m 布设 “高频声学传感器”（采样频率 1000-5000Hz），实时采集管道内水流噪声与振动信号；正常管道的声学信号呈现 “平稳低频” 特征，当管道出现应力集中或微小渗漏时，会产生 “高频脉冲信号”（渗漏噪声频率 300-800Hz，应力振动频率 200-500Hz）；

预警逻辑：系统通过 “声学信号频谱分析”，当高频脉冲信号频次每周增加 20% 以上，且信号强度突破预设阈值（如正常信号强度的 1.5 倍）时，判定为 “管道损伤加剧，15-30 天内存在破裂风险”，推送黄色预警；若信号强度达正常阈值的 2 倍，且持续 3 天以上，推送红色预警（7 天内大概率破裂）；

适用场景：埋深＜3m 的金属给水、燃气管道，尤其适用于老城区服役超 15 年的老化管道，预警准确率可达 85% 以上。

2. 压力 - 流量联动监测：识别波动异常，适配塑料管道

技术原理：在塑料管道（如 PE 管、PVC 管）两端布设 “高精度压力传感器”（精度 ±0.001MPa）与 “电磁流量计”（精度 ±0.5%），同步采集管内压力与流量数据；正常情况下，压力与流量呈 “线性正相关”（流量增加，压力缓慢下降），当管道出现局部损伤时，会打破这一相关性，出现 “流量不变但压力骤降” 或 “压力不变但流量异常增加” 的情况；

预警逻辑：通过建立 “压力 - 流量关联模型”，当模型偏差值（实际数据与理论数据的差值）连续 7 天超 0.03MPa（压力）或 0.2m³/h（流量），且偏差值每日递增 5% 以上，判定为 “管道结构损伤扩大，20-30 天内有破裂风险”；若偏差值骤增至 0.08MPa 或 0.5m³/h，推送紧急预警（10 天内高风险）；

适用场景：埋深 1-5m 的塑料排水、给水管网，尤其适用于新建管网（服役 5 年内）的早期损伤预警，误报率可控制在 10% 以内。

3. 分布式光纤监测：感知全局损伤，适配长距离管道

技术原理：沿长距离管道（如跨区供水干管，长度＞5km）敷设 “分布式光纤传感器”，通过分析光纤对温度、应变的响应，获取管道全程的应力分布与渗漏情况；管道局部腐蚀或沉降导致的应力集中，会使光纤应变值增加 50-100με（正常应变值＜30με），微小渗漏会导致局部水温下降 0.5-1℃（与周围土壤温差）；

预警逻辑：当某段管道的光纤应变值连续 10 天超 80με，且渗漏导致的温差范围每日扩大 10% 以上，判定为 “管道损伤累积，25-30 天内存在破裂风险”；若应变值突破 120με，且温差超 1℃，推送最高等级预警（7 天内紧急处理）；

适用场景：埋深 3-10m 的长距离主干管道（如 DN1000 以上供水管），可实现 “一公里光纤覆盖全管道监测”，预警覆盖范围远超传统点式传感器。

三、预警落地：从数据到行动的 3 步响应机制

市政管网漏损监测的风险预警，需通过 “分级预警、现场核验、修复处置” 的闭环响应机制，才能真正避免管道破裂：

1. 分级预警推送：明确风险等级与处置时限

黄色预警（低风险）：预计 15-30 天内可能破裂，系统向管网运维平台推送预警信息，标注风险管道位置、损伤前兆数据（如渗漏量、振动频率），要求 7 天内完成现场核验；

橙色预警（中风险）：预计 10-15 天内可能破裂，除平台推送外，同步向运维负责人手机 APP 发送报警信息，要求 3 天内现场核验并制定修复计划；

红色预警（高风险）：预计 7 天内大概率破裂，启动应急响应，运维团队 24 小时内到场处置，必要时临时关闭管道阀门，避免破裂导致的大面积停水、路面塌陷。

2. 现场核验：确认风险真实性与损伤程度

收到预警后，运维人员需携带 “便携式声学检测仪”“管道内窥镜” 赴现场核验：

用声学检测仪沿预警管道走向检测，若捕捉到与监测系统一致的高频异常噪声，确认损伤真实存在；

用管道内窥镜探查管道内部，若发现管壁腐蚀面积超 10%、接口松动间隙超 2mm，或局部出现裂纹（长度＞125px），判定为 “高风险损伤”，立即启动修复；

对无法内窥镜探查的管道，通过 “压力试验” 验证：关闭管道两端阀门，加压至设计压力的 1.2 倍，若 30 分钟内压力下降超 0.05MPa，确认存在严重渗漏，需紧急修复。

3. 修复处置：根据风险等级选择适配方案

黄色预警（微小渗漏）：采用 “非开挖修复技术”（如聚氨酯注浆堵漏、内衬修复），无需开挖路面，1-2 天内完成修复，成本仅为开挖修复的 1/3；

橙色预警（局部损伤）：采用 “局部开挖修复”，仅开挖损伤段（长度 2-5m），更换受损管段或加固接口，3-5 天内恢复管道运行；

红色预警（即将破裂）：启动 “临时供水方案”（如应急供水车），同步全段开挖更换管道，7 天内完成处置，避免破裂导致的次生灾害。

四、实战案例：某老城区供水管网预警应用

某省会城市老城区服役 20 年的球墨铸铁供水管网，采用 “声学传感器 + 压力传感器” 漏损监测系统：

2023 年 6 月，系统监测到某路段管道的高频声学信号强度达正常阈值的 1.8 倍，且渗漏量从 0.8L/min 增至 3.2L/min（10 天内），推送橙色预警（10-15 天内可能破裂）；

运维人员现场核验，用内窥镜发现管道存在 3 处腐蚀穿孔（最大孔径 5mm），接口松动间隙 3mm；

采用 “非开挖内衬修复”，2 天内完成处置，避免了管道破裂可能导致的路面塌陷与周边 500 户居民停水 —— 据测算，此次预警处置较事故后抢修节省成本 80 万元，减少停水时长 72 小时。

五、总结：预警的核心价值与未来方向

市政管网漏损监测对管道即将破裂风险的预警，本质是 “通过技术手段捕捉损伤前兆，通过数据分析判断风险趋势”，其核心价值不仅在于减少漏损量、降低运维成本，更在于避免管道破裂引发的路面塌陷、交通中断、水体污染等次生灾害。未来，随着 AI 算法与物联网技术的融合，漏损监测系统将实现 “更精准的风险预测”—— 通过学习海量管道运行数据，自动识别不同材质、不同工况下的破裂前兆特征，将预警准确率提升至 90% 以上，真正实现市政管网运维的 “主动预防、精准处置”，为城市基础设施安全运行筑牢防线。