高到6m 3
/s.1984年增设了化学沉淀工艺，因而除磷效果不断提高.最近,R y a 污水厂正在将其处理能力增加33%，使设计处理能力达到8m 3/s ，同时还将采用GR YAAB 开发的处理工艺，以改善除氮效果.
R y a 污水处理厂采用自动控制操作，在夜间和周末可进行无人操作运行.采用便携式计算机和移动电话，辅助操作人员可在任何时候对污水厂进行监测和控制，只是在必要时才去污水厂察看.同时，污水厂设有在线式计算机 模拟装置，可以提前6h 预测系统进流量，将
来R y a 污水厂还计划使用在线式计算机模拟装置对主要泵站进行控制，并采用气象雷达对污水厂的运行作长期预测，以优化运行过程.
★作者通讯处:730000兰州市定西路177号
中国市政工程西北设计研究院科技处
电话:(0931)861631623257收稿日期:199721224
德国检漏技术简介
从茶叶中提取修春海杨月杰
[提要]漏水是所有供水企业面临的共同课题。作者分析了漏水量大小的影响因素，给 出了衡量漏水量大小的两个指标———漏失率和漏水存现期的定义，介绍了检漏技术的发展历程，重点介绍了目前德国常用的检漏方法———小区全面声音检测法、夜间最低消费法和相关分析定点法。 [关键词]漏水量漏失率漏水存现期检漏技术德国表1
漏水流量(L 燉min )
对接焊缝
013301971182311651098115111314181812221330103913
漏洞直径
(mm )015110115210215310315410415510610710
漏失量
小便冲洗阀(m 3燉d )
014811392164415671311175161321142614321043125618
水是生命之源，水是大自然赋予人类无法
替代的宝贵资源。随着全球性环境污染的加剧以及世界人口的不断增加，水资源紧张局势不断恶化，节约水源保护人类生存环境已为人们共识。漏水一直困扰着每个供水企业，漏水不仅会造成水资源浪费，降低企业的效益，而且也对周围环境造成危害。德国的检漏技术已经走在了世界的前列，它是解决漏水的有力武器。
一、影响漏水量的因素、漏失率及漏水存现期
漏水是指供水量与售水量有不符现象，有真漏水和假漏水之分，真正的漏水是指人们经过努力可以杜绝或降低的漏水部分，包括输水管道的漏失、配水管道的漏失、用户管道的漏失以及管道附件上的漏失。它是由于供水管网不严密，如管道上有洞口、裂口以及管道连接和管道附件的破坏而造成的；而假漏水是指即使采取一系列手段也无法或很少降低的漏水量，包括供水单位的测量误差、用户水表测量误差。
为了阐明管道破裂造成的漏水损失大小，我们不妨分析一组数据，当供水管网压力为5bar 时，不同大小漏洞的漏水量如表1所示。
以上漏失值在不同压力下的换算关系如表
2。
表2
管压(bar )
换算率
0145016301770189110011101118112711341141
12345678910
通过表1可以看出，在一个管段上如果有
5mm 直径的漏洞每天就会有32m 3
的水漏失，即相当于两百多人一天的用水量，别小看水龙头上不起眼的成滴漏水，如果每秒钟有一滴漏水则每天大约会有17m 3
的水漏失，一年的漏
水量就是6000m 3
。所以检漏并堵塞漏洞对供水企业、对水资源的保护都有重大意义。
影响漏水量大小的因素有很多，它包括地质情况、水质情况、连接密封度、管材、管道使用年限、埋管方式、管外绝缘层、管压变化情况以及第三者施工等因素。
其中地质情况对漏水影响最大，对德国一百多家供水企业的调查结果表明：管道在松软土质中比在硬实土质中产生漏水量要少得多。在实际工作中，人们普遍采用的按百分比计算漏失量是否恰当值得商榷。假如某城市
1995年供水量为40万m 3
/d ，漏失率为10%,
即漏失量为4万m 3
/d 。1996年该市新增供水
量20万m 3/d ，如果漏失量仍为4万m 3
/d ，则漏失率便降为617%。表面看来该城市的管网漏失率明显降低了，而实际的漏水量并没有减少。
如果按照漏水量与供水时间和管网长度来计算漏失率则较为精确，即：漏失率q =漏失量Q /(供水时间T ×管网长度L )。例如：某一城市管网长度为200km ，一年漏水量为100万m 3
，则漏失率为:1000000/(365×24×200)=
0157m 3
/(h ·km ).德国对供水企业的调查统计表明，根据城市大小及管理好坏不同，漏失
率一般在01175～110m 3
/(h ·km )之间。
漏水存现期的计算在节水工作中有重要意
义，它是指管网中漏水点的存现时间，可以用实际漏水量与理论漏水量的比值来表示。例如A 城市一年查出漏点300处，通过对300处漏点饱和攻击
平开门电机理论计算漏水量为500万m 3
，而实际漏水量为
100万m 3
，那么漏水存现期为:1/5=012a =
73d ，如果漏水量为200万m 3
，那么漏水存现期将变为146d 。由此可以看出漏水存现期是衡量一个企业管理好坏的重要指标。查漏工作应作为一项长期的重点任务提到供水企业管理的议事日程上来。
二、检漏技术的发展历程查漏技术及设备和其它科学技术一样也存在一个发展的过程。最初的查漏方法是居民发现有不寻常的地面积水或流水现象而向供水单位反映情况，供水单位派人查看，然后在估计漏水处直接开挖寻漏点，不需要听漏仪器来进行确定漏点，所以一般需要大量人力和时间。至今在我国仍有大量中小供水企业采用这种方法。该方法简单，投资少，但往往是造成大量漏水后才能发现漏失，无法及时发现并消除漏水现象。
最早出现的查漏仪器是听漏棒。它结构简单，只需要一个带有尖头的金属棒和一个类似小碗状的接听头部，用于查听管件、消火栓或入户接口。听漏棒没有声音增强，仅靠它来确定漏点是很困难的，但是经过一定训练后，人们可以判定超过某一声强的微弱漏水声的存在。
在六十年代开始出现了声音增强的测量器械，如电子耳，它仍滞留在听漏棒的工作原理上，用它来确
定漏点取得了带有局限性的成功。
进一步可以精确定点的器械是类似听诊器的薄膜听漏仪。它是利用了一个吊有重块的薄膜，该薄膜可以对极微弱的大地震动产生相应反应，然后通过一个胶皮管传向查漏人员的耳内，它实际上就是一个机械的声音增强器。
在薄膜听漏仪的基础上人们又发明了电子声听漏仪。其工作原理是：一个可以接收和声音频率相符的麦克风接收由漏点传出声音信号，经声音放大器和滤波装置去除噪声，在耳机和仪器上以声光形式显示出来。该仪器一般配合
听漏棒一起使用。首先利用听漏棒圈定漏水管段后，再用听漏仪在漏水管段进行精确定点。
用听漏棒圈听漏水管段，在出现两个最大声值的管件中间管段可能存在漏水点，在已圈定的管段上用电子声听漏仪查并确定漏水地点，沿管线用听漏仪进行查听。在某一点会产生最大声值，反复测量几次，在出现最大声值处即是漏点所在。这种听漏方法往往需要夜间工作，因为白天外界的干扰声源多，难以准确捕捉漏水声音信号，使用电子声听漏仪有很多因素影响听漏效果，例如漏点大小、管网压力、管材、埋管深度、土质、地表情况等。一般来讲，小的漏点比大的裂口要产生较弱的信号，不容易被收听到；管网压力较小时产生较小的外流速度和漏声，不容易检查；管材影响声音的传播效果，金属管比非金属管传播效果好；大地能吸收漏声从而减弱其强度，所以埋管深浅会影响收听效果；
硬实的地质传播声音效果好，而松软的地质传播声音的能力较差；地表光滑的地段收听效果要比不平地面或草坪好。此外，查漏人员的素质也直接影响查漏效果，例如查漏人员缺少训练和经验或因长时间劳累不能集中精力。
随着微电脑的发展，听漏仪已具备记忆功能，即可以将所测数据储存并在接下去的测量中在显示器上呈现出来，可以准确方便地进行测量比较：在哪两点或哪一点出现最大漏声值，从而圈定漏水管段或精确判定漏点。1979年德国建筑物理学家FUCHS博士第一个开始将现代传感和信号处理技术应用在查漏工作上。1985年开始使用计算机进行供水、供暖以及供气查漏，使检漏技术更加先进完美。现在德国常用的查漏方法是：小区全面声音监测法(AZ)、夜间最低消费法、相关分析定点法等。德国生产检漏设备的公司有很多家，人们最常使用的是FAS T公司和SER IN公司的产品。
三、目前德国常用的检漏方法
11小区全面声音检测法(AZ)
小区全面声音检测法(AZ)是借助声音监测器在一选定的时区对某一供水小区所有的管件进行监听，并自动记录监听的声音结果，然后可以在电脑上分析监听结果。该仪器工作原理是，首先确定所要监测的供水区域及监测时间，然后用提供的程序对声音监测器进行编写。编写内容较简单，包括在某月某天某时某分开始监测，监测天数、监测总数及仪器编号等，一般将监测时间选定在外界干扰最少的夜
间。根据区域大小确定声音监测器的数量，一般每个仪器的监听半径范围为300m。接着将声音监测器安置在选定的监测区的管道上，声音监测器便可以在选定的时间自动进行监测工作了。它可以自动监测和记录30d1000个所选定的声音监测值，然后借助计算机对任何时间的监测情况进行重放分析，计算机便根据图形情况自动判断仪器所测范围是否存在漏点。该仪器一个显著的优点是它本身配有声音过滤器装置，可以接收到人耳无法听到而对测量有用的声频范围；另一个显著的优点是可以对整个晚上而不是短暂的几秒钟声音状况进行客观地记录分析，从而准确性极高。该仪器对使用人员的技术素质要求不高，普通人员稍作培训即可使用。使用该方法可以在最短时间内对整个供水管网进行监测，所以非常适用大城市管网和查漏人员不足的供水企业。
21夜间最低消费法
夜间最低消费法是借助流量监测记录器，连续自动测量并记录某一管段在某一时区内的流量值(如图1所示),
通过对测量数据的分析
图1
可以看出，夜间用水曲线是在一个流量中值上下摆动。在正常用水情况下每个流量中值对应一个相应的摆动幅度，流量中值愈高即用户愈多，则曲线的振幅愈大，例如若流量中值为10L /min ，测值的摆幅为8L /min ，则测值一般在2～18L /min 之间，若流量中值为100L /
min ，摆幅则为55L /min 。一般计算中可以采
用，夜间用水低峰期为016～2L /(人·h )，日间高峰用水期为40L /(人·h )，据此我们可以作出一个图表。在实际应用中只需要将所测曲线与对照图表比较就可以容易地判断所测管段是否存在漏水。该方法比较适合于管网结构简单的中小供水企业。
31相关分析定点法
德国目前最先进最常用的检漏技术为相关分析定点法，其工作原理如图2所示。压力管道中的介质在漏点D 发出的声音沿管道同时以相同的速度向两端传播，声音沿管道传播的速度V 因管材及管径不同而变化。取阀门井A 和阀门井B 作为两个检测点，两个测量点的距离L 可以实测出来，声音从漏点传播到A 点和B 点的时差为Δt ，如果漏点距A 点的距离
为X ，则:X =(L +V ×
Δt )/2。该系统是由一个相关分析仪和两个测量盒组成的，相关分析仪的基本构造为信号接收系统、信号分析过滤系统、微机计算系统及屏幕显示系统，另外它可以连接打印系统.测量盒是由信号接收系统及信号发射系统组成的.测量前首先将被检测管段的管材及长度输入分析仪，水漏声音在几μs 内由漏点到达检测点，两个测量盒分别在检测点阀门井A 和阀门井B 接收并通过无线电发射由漏点发出的声音信号.相关分析仪接收两个测量盒发出的无线电信号，这些信号通过FF T (快速运算转换系统)转变为波谱的形式，然后在相关分析仪自
身配有的屏幕或者外接的显示屏上呈现出来，接着两个波谱进行全自动相关处理或进行人工
特殊处理，相关分析仪会自动分析出漏点距A 点的距离.
在阀门井A 和阀门井B 可以接收到不同振幅不同频率的声音信号，如图3所示.相关分析仪只对具有相同频率的声音信号进行相关处理.另外相关分析仪具有一个特殊功能，它可以将有用信号即漏水声信号和干扰信号(车辆噪声、水泵、流量计等)自动区分并将干扰信号滤除掉，从而使检测结果极为准确.
该方法的不足之处是：当某一管段存在两
个或多个漏水量相差不大的漏点时，仪器便得不出正确结果了.如果借助小区声音检测法或借助听漏棒
灸绳已断定该管段漏水，则必须用听漏仪对整个管段进行检测了，这种情况极少出现，一般使用该方法可以精确测定漏点，其检测准确度为10cm.但为了精确起见以杜绝错误开沟，一般还应使用听漏仪进行复查精确定点再作开沟处理.
随着科学技术的不断发展检漏技术也在不断改善，漏水将不再是一困扰人们的难题.我国的检漏技术和设备还比较落后，但我们高兴地看到，我国已把检漏工作作为供水企业的一项重要任务列入新的五年计划，我们也衷心希望我国的检漏工作尽快向世界先进水平前进.
★作者通讯处：修春海济南市自来水公司
杨月杰250014济南市人防建筑设计院收稿日期:199725229
图
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图
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