排水管网监测技术融合 - CCTV 与声呐提升评估全面性-吉佳水务
来源: | 作者:吉佳 | 发布时间: 2025-07-10 | 28 次浏览 | 分享到:
地下排水管网隐蔽性强,传统评估方式存在局限。结合 CCTV 检测(清晰呈现管道内壁状况,适用于无积水或低淤积场景)与声呐探测(适用于积水或高淤积管道,可测淤积、损伤等)技术,通过 “先声呐后 CCTV” 的检测流程及数据融合分析,能提升管网状态评估全面性。同时,需应对设备在小管径管道移动难、专业人才缺乏等挑战,通过技术创新和人才培养完善评估体系。

地下排水管网作为城市 “血管”,深埋地下且结构复杂,其隐蔽性特点给管网状态评估带来极大挑战。传统评估方式常因无法全面触及管网内部情况,导致漏检、误判等问题,影响管网维护与改造决策。而 CCTV 检测、声呐探测等技术的出现,为突破这一困境提供了可能。探索如何将这些技术有效结合,对于提升地下排水管网状态评估的全面性,保障管网安全稳定运行具有重要意义。


地下排水管网隐蔽性带来的评估难题

地下排水管网的隐蔽性主要体现在其深埋于地下,无法直接用肉眼观察内部状况。管网铺设在复杂的地质环境中,受到土壤压力、地下水侵蚀等多种因素影响,容易出现腐蚀、破裂、淤积等问题。同时,管网系统庞大且分支众多,不同区域的管网可能采用不同材质、不同管径,进一步增加了评估的复杂性。


在传统评估中,工作人员往往只能通过地面观察、有限的井口检查等方式推测管网内部情况,这种方式不仅效率低下,而且难以发现管网深处的隐患。例如,一些位于道路下方或建筑物基础附近的管网,即使出现轻微破损,也难以被及时察觉,随着时间推移,可能引发路面塌陷、建筑物沉降等严重后果。此外,管网内部的淤积情况也难以准确判断,若淤积过多,会导致排水能力下降,引发城市内涝等问题。


CCTV 检测技术在管网状态评估中的作用

CCTV 检测技术是一种通过在管道内部放置摄像头,对管道内壁进行实时拍摄和记录的检测方法。该技术能够清晰地呈现管道内部的状况,包括管道的腐蚀程度、裂缝位置、接口密封情况、内部淤积物分布等。


在实际应用中,CCTV 检测设备可通过井口放入管道内,沿着管道轴线移动,摄像头拍摄的画面实时传输到地面控制台,工作人员通过画面直观了解管道内部情况,并对管道缺陷进行分类和记录。例如,对于混凝土管道,CCTV 检测能准确发现其内壁的裂缝、蜂窝麻面等问题;对于塑料管道,可清晰观察到接口是否渗漏、管道是否有变形等情况。


CCTV 检测技术的优势在于其可视化程度高,能为管网状态评估提供直观、准确的图像数据,帮助评估人员快速定位管道缺陷,为后续的修复方案制定提供可靠依据。但该技术也存在一定局限性,当管道内部充满积水或淤积物过多时,摄像头拍摄的画面会受到严重影响,无法清晰反映管道真实状况。


声呐探测技术在管网状态评估中的补充作用

声呐探测技术则是利用声波在水中的传播特性,对管道内部进行探测的技术。当管道内部存在积水或高水位情况时,声呐设备可通过发射声波并接收反射波,生成管道内部的三维图像,从而判断管道的变形、破裂、淤积等状况。


声呐探测技术特别适用于解决 CCTV 检测技术在积水或高淤积管道中的局限性。在充满水的管道中,声波能够顺利传播,不受水质浑浊度的影响,可准确探测到管道内壁的损伤和淤积物的高度、分布范围等信息。例如,在一些雨季容易积水的管网区域,声呐探测能快速评估管道内的淤积情况,为及时清淤提供数据支持。


此外,声呐探测技术还能对管道的管径变化、弯头位置等进行准确测量,帮助评估人员全面了解管道的结构特征,为管网模型构建和水力计算提供基础数据。

多技术结合提升管网状态评估全面性的策略


技术融合的检测流程设计

为提升管网状态评估的全面性,可设计 “先声呐探测,后 CCTV 检测” 的联合检测流程。对于存在积水或高淤积风险的管网区域,首先采用声呐探测技术,确定管道内的积水深度、淤积物分布范围和大致的缺陷位置。根据声呐探测结果,制定针对性的 CCTV 检测计划,对于无积水或低淤积的区域,直接进行 CCTV 检测;对于有积水但淤积较少的区域,可先进行简单排水处理,再进行 CCTV 检测,以获取更清晰的图像数据。


例如,在对某老旧城区的排水管网进行评估时,先通过声呐探测发现部分管道存在较严重的淤积和疑似破裂点,然后针对这些区域进行 CCTV 检测,最终准确确定了破裂的具体位置和淤积的厚度,为后续的修复和清淤工作提供了精准指导。


数据融合与分析

将 CCTV 检测获得的图像数据和声呐探测得到的三维数据进行融合分析,可实现优势互补。通过建立管网三维模型,将两种技术获取的信息整合到模型中,评估人员能够更直观、全面地了解管网的整体状态。

利用计算机视觉技术对 CCTV 图像进行处理,可自动识别管道的缺陷类型和等级;结合声呐数据,可进一步分析缺陷产生的原因和可能带来的影响。例如,当 CCTV 检测发现管道存在裂缝时,通过声呐探测数据可判断裂缝是否导致管道周围出现空洞,从而评估裂缝的危害程度。


面临的挑战与应对措施

技术应用中的挑战

在实际应用中,CCTV 检测和声呐探测技术也面临一些挑战。例如,CCTV 检测设备在管径较小的管道中移动困难,容易受到管道内杂物的阻碍;声呐探测在管道内水流速度较快时,会影响探测数据的准确性。


此外,两种技术的数据处理和分析需要专业的技术人员,目前相关人才较为缺乏,导致数据处理效率较低,影响评估结果的及时性。


应对措施

针对技术应用中的挑战,可采取以下措施。对于管径较小的管道,研发小型化的 CCTV 检测设备,提高设备的灵活性和通过性;在声呐探测时,选择水流相对平稳的时段进行检测,或采用先进的信号处理算法减少水流对数据的影响。

加强专业人才培养,通过与高校、企业合作,开展技术培训和实践教学,培养一批既掌握检测技术又具备数据分析能力的专业人才。同时,开发智能化的数据处理软件,实现数据的自动识别和分析,提高数据处理效率。


结论

地下排水管网的隐蔽性给其状态评估带来诸多困难,而 CCTV 检测与声呐探测等技术的结合,为提升评估全面性提供了有效途径。通过合理设计检测流程、融合分析数据,能够全面掌握管网的内部状况,为管网的维护、改造提供科学依据。尽管在技术应用中存在一些挑战,但通过技术创新和人才培养等措施,这些问题可以逐步得到解决。未来,随着技术的不断发展,相信结合多种先进技术的地下排水管网状态评估体系将更加完善,为城市的健康发展提供坚实保障。