排水管网作为城市地下 “生命线”,其隐蔽漏损不仅造成水资源浪费,还可能引发路面塌陷、地下水污染等次生灾害,成为制约水务管理效率的关键痛点。传统漏损监测依赖人工巡检,存在定位精度低、响应滞后、漏损率居高不下等问题,难以适配现代城市管网的精细化运维需求。通过构建 “多技术融合监测、智能化数据分析、闭环式修复管控” 的排水管网监测体系,可实现隐蔽漏损点的精准定位与高效治理,从根本上降低管网漏损率,保障排水系统稳定运行。
一、隐蔽漏损点监测的核心技术支撑
精准定位排水管网隐蔽漏损点,需依托多技术协同发力,突破地下管网复杂环境的监测局限,实现漏损信号的精准捕捉与分析。
(一)声学监测技术:捕捉漏损振动信号
声学监测技术是排水管网漏损监测的核心手段,通过捕捉漏损水流产生的振动与声波信号,实现漏损点的初步定位。该技术分为地面声学监测与管网内置声学监测两类:地面声学监测采用手持声学检测仪,运维人员沿管网敷设路线移动检测,通过接收地下管网漏损产生的低频振动信号,结合信号强度判断漏损大致区域,适用于管径较小、埋深较浅的管网;管网内置声学监测则通过在管道内安装声学传感器或智能检测机器人(CCTV),实时采集管道内部的声波信号,漏损处水流冲击管壁产生的特异性声波会被传感器捕捉,经数据传输至后台系统进行分析,定位精度可达 1-3 米,适用于大管径、深埋管网及复杂管段。
针对传统声学监测易受环境噪声干扰的问题,新一代声学监测设备内置噪声过滤算法,可自动屏蔽交通振动、施工干扰等无关信号,仅保留漏损特征声波,大幅提升复杂环境下的监测准确性。例如,某城市在老城区管网监测中,采用内置噪声过滤功能的声学传感器,成功识别出 3 处被交通噪声掩盖的隐蔽漏损点,定位误差均控制在 2 米以内。
(二)压力与流量监测技术:识别异常水力状态
排水管网漏损会导致局部区域的压力下降、流量异常,通过布设压力与流量传感器,可捕捉这些水力变化信号,辅助漏损点定位。在管网关键节点(如主干管分段处、支管接入处)安装智能压力传感器,实时监测管网压力变化,若某区域压力突然下降且无合理原因,可判断该区域存在漏损;同时,在管网末端或污水处理厂入口安装流量传感器,对比实际流量与理论计算流量,若流量差值超出合理范围,结合压力数据可进一步缩小漏损区域。
为提升监测灵敏度,压力与流量传感器采用高频采集模式(数据采集间隔≤1 分钟),并与智慧排水平台联动,通过水力模型模拟管网正常运行状态,当监测数据与模拟数据偏差超过阈值时,自动触发漏损预警。某城市在工业园区管网监测中,通过压力与流量传感器联动分析,发现某段管网夜间流量异常增长、压力持续下降,经现场排查确认存在 2 处隐蔽漏损点,及时修复后每月减少污水泄漏约 3000 立方米。
(三)雷达与红外监测技术:突破隐蔽区域局限
对于管网埋深大、周边环境复杂(如建筑物密集、河道下方)的隐蔽漏损点,雷达与红外监测技术可发挥非接触式探测优势。地质雷达通过发射高频电磁波,穿透地下介质后接收反射信号,漏损点周围土壤因含水量增加会导致电磁波反射特性变化,后台系统通过分析反射信号的差异,可精准定位漏损点位置及埋深,定位深度可达 10 米以上,适用于复杂地质条件下的管网监测;红外热成像技术则通过检测地下管网漏损导致的地表温度异常,漏损处污水渗透会使周边土壤温度与周边区域产生差异,红外热像仪可捕捉这一温度变化,形成热成像图,快速识别漏损区域,尤其适用于冬季或低温环境下的漏损监测。
某城市在河道下方管网监测中,采用地质雷达技术成功定位 3 处隐蔽漏损点,避免了因盲目开挖导致的河道生态破坏与交通中断,大幅降低了修复成本。
(四)AI 与大数据分析技术:实现漏损精准研判
单一技术监测易产生误报,通过 AI 与大数据分析技术整合多源监测数据,可实现漏损点的精准研判。智慧排水平台整合声学、压力、流量、雷达等多维度数据,构建漏损识别 AI 模型,通过学习历史漏损案例的特征数据,自动识别不同类型漏损的信号规律,区分真实漏损与水力波动、设备故障等虚假信号,降低误报率;同时,结合管网 GIS 地图、管径材质、敷设年限等基础数据,通过大数据分析预测管网高风险漏损区域,提前部署监测设备,实现 “预防性监测”。
某智慧水务平台通过 AI 模型分析多源监测数据,将漏损误报率从传统监测的 25% 降至 8%,同时预测出 5 处高风险漏损区域,经现场排查发现 3 处早期隐蔽漏损点,实现了漏损的早发现、早修复。
二、漏损点精准定位与治理的全流程管控
排水管网隐蔽漏损的治理需遵循 “监测预警 - 精准定位 - 快速修复 - 效果评估” 的全流程管控思路,确保漏损点及时发现、高效治理。
(一)监测预警:构建全域覆盖的监测网络
根据管网布局与风险等级,科学布设监测设备,构建全域覆盖的监测网络。在管网主干管、关键节点、高风险区域(如老旧管网段、地质沉降区域)加密布设声学、压力、流量传感器,实现 24 小时不间断监测;对偏远管段或难以到达区域,采用无人机搭载雷达或红外监测设备进行定期巡检,弥补固定监测设备的覆盖不足;智慧排水平台实时接收监测数据,设置多级预警阈值,当监测数据异常时,按漏损风险等级推送预警信息至运维人员,明确预警区域与可能的漏损类型。
某城市构建的全域监测网络,实现了主城区 1200 公里排水管网的全覆盖监测,漏损预警响应时间从传统的 48 小时缩短至 2 小时内。
(二)精准定位:多技术协同验证漏损点
接到漏损预警后,采用 “固定监测 + 移动核查” 的多技术协同方式精准定位漏损点。首先,通过智慧排水平台结合 GIS 地图,根据预警数据初步划定漏损疑似区域;其次,运维人员携带手持声学检测仪、红外热像仪等移动设备前往疑似区域,进行现场核查,进一步缩小漏损范围;最后,对重点疑似点采用地质雷达或管道检测机器人进行精准探测,明确漏损点的具体位置、漏损程度与管道破损情况,为修复方案制定提供精准依据。
某老旧小区管网漏损预警后,通过 “平台初步定位 + 手持声学检测 + 管道机器人验证” 的协同方式,仅用 4 小时就精准定位 2 处隐蔽漏损点,避免了大面积开挖排查。
(三)快速修复:适配不同场景的修复技术
根据漏损点的位置、漏损程度、管道材质与周边环境,选择适配的快速修复技术,减少修复对城市运行与居民生活的影响。对于管道局部破损、漏损量较小的情况,采用非开挖修复技术(如紫外光固化点状修复、树脂固化补丁),无需大面积开挖,仅对破损点进行针对性修复,施工周期短(通常 1-3 天)、对周边环境影响小;对于管道严重破损、漏损量大或管网老化严重的管段,采用开挖修复或管道置换技术,更换为耐腐蚀、抗沉降的新型管材(如 HDPE 管、球墨铸铁管),从根本上解决漏损问题;对于河道下方、建筑物下方等特殊区域的漏损点,采用定向钻穿越修复技术,避免破坏周边设施与生态环境。
某城市在主城区管网修复中,70% 的漏损点采用非开挖修复技术,修复效率提升 50%,施工期间未对交通与居民生活造成明显影响。
(四)效果评估:建立闭环管理机制
漏损点修复完成后,建立闭环管理机制,评估修复效果并优化监测方案。通过监测设备持续跟踪修复区域的压力、流量、声学信号,验证漏损是否彻底解决;结合修复前后的监测数据与漏损量估算,量化修复效果,如漏损率下降幅度、水资源节约量等;同时,分析漏损产生的原因(如管道老化、地质沉降、施工质量问题),针对性优化监测网络布局与运维策略,如对老化管网增加监测频次,对地质沉降区域加强管道防护,避免同类漏损问题重复发生。
某城市通过闭环管理机制,对修复后的 32 处漏损点进行持续跟踪,确保漏损修复合格率达 100%,同时优化了 15 处高风险区域的监测方案,管网漏损率较上年下降 18%。
三、保障措施:技术、管理与资金三重支撑
(一)技术保障:持续迭代监测与修复技术
加大对排水管网监测与修复技术的研发投入,鼓励企业与科研机构合作,开发适配复杂场景的高精度监测设备,如适用于高腐蚀、高泥沙管网的声学传感器,提升极端环境下的监测能力;优化 AI 漏损识别模型,融入更多维度数据(如气象、地质数据),进一步降低误报率;推广非开挖修复、定向钻穿越等先进修复技术,提升修复效率与质量。
(二)管理保障:建立专业化运维体系
组建专业化的管网监测与运维团队,开展技术培训,提升人员对监测设备操作、数据解读、漏损定位与修复技术的掌握能力;建立监测设备定期校准与维护制度,确保设备长期稳定运行;完善管网基础数据档案,更新管网 GIS 地图、管径材质、敷设年限等信息,为监测与修复提供准确依据;建立跨部门协同机制,统筹市政、水利、生态环境等部门资源,形成漏损监测、定位、修复的工作合力。
(三)资金保障:构建多渠道资金投入机制
将排水管网监测与漏损治理资金纳入财政预算,保障监测设备采购、运维、修复工程等资金需求;鼓励社会资本参与,通过 PPP 模式吸引企业投资管网监测与修复项目,形成 “政府引导、市场运作” 的资金投入格局;将漏损治理成效与资金分配挂钩,对漏损率下降明显的区域给予资金奖励,激发地方政府的积极性。
结语:以精准监测赋能排水管网漏损治理
排水管网隐蔽漏损点的精准定位与治理,是提升城市水务管理水平、节约水资源、保障城市安全运行的关键举措。通过多技术融合的监测体系,实现漏损信号的精准捕捉;借助全流程管控机制,确保漏损点及时修复;依托技术、管理与资金的三重保障,推动漏损治理常态化、长效化,可有效降低管网漏损率,提升排水管网运行效率与韧性。
未来,随着数字孪生、物联网、AI 等技术的持续发展,排水管网监测将朝着 “更精准、更智能、更高效” 的方向迈进,实现漏损的提前预测、自动定位与快速修复,为建设节水型、生态型城市提供坚实支撑。