一、為什么要用智能數(shù)字聽漏儀

城鎮(zhèn)供水管網(wǎng)長期埋于地下，漏損往往發(fā)生在看不見的位置。據(jù)住建部與發(fā)改委2022年聯(lián)合通知，到2025年全國城市公共供水管網(wǎng)漏損率控制目標(biāo)為不超過9%；水利部2024年公開信息顯示，2023年全國城市公共供水管網(wǎng)漏損率已降至10%以下，較2019年約13.2%的水平明顯下降，但仍有繼續(xù)壓降的空間。漏損不僅意味著水資源的浪費，還會帶來路面塌陷、水質(zhì)污染等次生風(fēng)險。暗漏長期存在會持續(xù)沖刷管周土壤，逐步掏空路基，是城市道路塌陷的重要誘因之一；漏點處負(fù)壓或虹吸還可能讓污水沿破損處倒灌進(jìn)清水管網(wǎng)，威脅飲用水安全。從經(jīng)濟(jì)角度看，漏損直接表現(xiàn)為產(chǎn)銷差，即水廠供出的水量與用戶計量水量之間的缺口，這部分水量已消耗了制水與輸配能源卻未能產(chǎn)生收益。把漏點找出來，是治理工作的起點。人工挖探既盲目又破壞路面，聲學(xué)檢漏則依靠漏水流經(jīng)破損處產(chǎn)生的振動與噪聲來定位，是業(yè)界主流的非開挖手段。

把漏點找出來，是治理工作的起點。人工挖探既盲目又破壞路面，聲學(xué)檢漏則依靠漏水流經(jīng)破損處產(chǎn)生的振動與噪聲來定位，是業(yè)界主流的非開挖手段。早期靠聽音棒憑經(jīng)驗判斷，受環(huán)境干擾大、定位誤差常在1米以上；智能數(shù)字聽漏儀把傳感、放大、數(shù)字濾波與頻譜分析集成于一體，讓微弱的漏水聲被清晰拾取與量化，使地面聽音的可靠性大幅提升。理解它的使用流程，尤其是地面聽音與相關(guān)定位兩類操作，能幫助運(yùn)維人員把“哪里可能漏”變成“漏點*在這一點”，從而在有限的人力條件下，用更科學(xué)的手段守住管網(wǎng)漏損的底線。

二、地面聽音的操作流程

地面聽音是智能數(shù)字聽漏儀核心、常用的使用方式，適合在閥栓、立管、地面暴露點逐點排查與漏點*定點。以北京康高特（KGT）自研的大海智能數(shù)字聽漏儀與星辰智能數(shù)字聽漏儀為例，二者均具備數(shù)字與模擬雙濾波、46分貝增益、IP67防護(hù)等級拾音器，頻率覆蓋分別達(dá)到0至4000赫茲與0至6000赫茲，信號強(qiáng)度以0至100指示，定位精度在常規(guī)條件下可達(dá)1至3米。星辰還支持藍(lán)牙連接手機(jī)應(yīng)用進(jìn)行地圖標(biāo)記，便于現(xiàn)場記錄。

① 作業(yè)前準(zhǔn)備

聽音之前先要摸清“靶區(qū)”。從管網(wǎng)GIS或竣工圖紙確認(rèn)目標(biāo)管段的材質(zhì)、管徑、走向、埋深與閥門、消火栓、立管等暴露點位置。對圖紙缺失或年代久遠(yuǎn)的片區(qū)，應(yīng)先做管線探測校核走向與埋深，避免按錯誤圖紙布點。同時向運(yùn)維方了解近期壓力波動、爆管歷史與用戶投訴集中的區(qū)域，把這些“高疑點”優(yōu)先排入巡檢路線。金屬管（鋼管、球墨鑄鐵管）漏水聲頻率偏高、傳播較遠(yuǎn)；非金屬管（PE、PVC）漏水聲頻率偏低、衰減快、地面難聽，應(yīng)提前規(guī)劃更密的測點或用其他方法補(bǔ)充。時間上優(yōu)先安排在凌晨0時至4時環(huán)境噪聲較低、管網(wǎng)壓力相對平穩(wěn)的時段作業(yè)，可顯著提高信噪比；若白天作業(yè)，宜選安靜小區(qū)、封閉廠區(qū)或背景可控路段，并相應(yīng)調(diào)整頻帶與增益。

② 儀器布設(shè)與參數(shù)設(shè)置

將拾音器（機(jī)電型傳感器）穩(wěn)妥接觸于暴露點或地面正上方，確保耦合良好、接觸面無松動與銹蝕。開機(jī)后根據(jù)管材選擇接收頻帶：金屬管可對準(zhǔn)較高頻段（數(shù)百至兩千赫茲），非金屬管宜下調(diào)至較低頻段（一百至七百赫茲）。通過增益調(diào)節(jié)把背景噪聲壓到可接受水平，再以帶通濾波把接收窗口對準(zhǔn)漏水主頻，抑制交通、泵機(jī)等干擾。大海與星辰的雙濾波設(shè)計正是為這一步驟服務(wù)——先模擬濾波粗選，再數(shù)字濾波精提，把有效漏水信號從復(fù)雜背景中分離出來。參數(shù)設(shè)置上沒有“放之四海皆準(zhǔn)”的一組數(shù)值，合理做法是先用較寬頻帶做一輪掃描，觀察頻譜中能量集中的區(qū)間，再把帶通窗口收縮到該區(qū)間并適度提高增益；若信號出現(xiàn)削頂失真，說明增益過高，應(yīng)回調(diào)以避免把噪聲也當(dāng)成特征。記錄好每處測點的頻帶與增益設(shè)置，便于復(fù)測與多人比對。

③ 沿管走聽與信號判讀

沿管線走向，在閥門、消火栓、管道正上方每隔數(shù)米逐點聽測，觀察儀器信號強(qiáng)度指示與頻譜特征。真實漏水聲通常為穩(wěn)定的連續(xù)音，隨管道壓力變化而增強(qiáng)或減弱，且在漏點正上方達(dá)到峰值。判別時切忌單點定論，應(yīng)在相鄰多個點位比較信號強(qiáng)弱，找出沿管方向的相對大值位置；若條件允許，可請運(yùn)維方短暫調(diào)節(jié)該片區(qū)壓力（升壓或泄壓），觀察信號是否隨之變化，這一“壓力相關(guān)性”是區(qū)分真實漏聲與環(huán)境干擾的有效判據(jù)。同時要注意排除串音：鄰近管線漏水或閥門松動也會產(chǎn)生聲信號，應(yīng)通過垂直管線方向補(bǔ)測、比對不同頻帶響應(yīng)來確認(rèn)信號確由目標(biāo)管道發(fā)出。星辰的藍(lán)牙地圖標(biāo)記功能可在發(fā)現(xiàn)異常時直接落點，現(xiàn)場形成疑似漏點軌跡，便于多人協(xié)同與后續(xù)復(fù)核。

④ 異常點復(fù)核與標(biāo)記

對初判異常點，應(yīng)換用不同頻帶、不同增益重復(fù)驗證，必要時在垂直管線方向補(bǔ)測以確認(rèn)信號確由下方管道發(fā)出而非鄰近管線串音。確認(rèn)后做地面標(biāo)記并拍照記錄，進(jìn)入后續(xù)開挖驗證環(huán)節(jié)。復(fù)核階段尤其要警惕兩類誤判：一是閥門、排氣閥等附件自身振動被當(dāng)成漏聲，可通過輕敲附件比對特征來排除；二是鄰近管線漏水經(jīng)土壤耦合傳到本測點，形成“假同源”信號，應(yīng)通過比對管線平面位置與多頻帶響應(yīng)加以識別。據(jù)CJJ 159-2011《城鎮(zhèn)供水管網(wǎng)漏水探測技術(shù)規(guī)程》要求，任何定位結(jié)論都應(yīng)以實地開挖或間接驗證為收尾，避免誤開挖造成資源浪費。

信號強(qiáng)度四級判讀可參考下表，須結(jié)合管材、覆土與背景噪聲現(xiàn)場判定，不可機(jī)械套用：

三、相關(guān)定位的操作流程

相關(guān)定位（互相關(guān)分析）是精準(zhǔn)定位的另一條主線，適合大埋深、繁忙路面、地面聽音失效的管段。它的思路不依賴人工聽辨：在疑似漏點兩側(cè)的兩處暴露點各裝一只高靈敏度傳感器，同步采集漏水噪聲，通過計算信號到達(dá)兩只傳感器的時間差，結(jié)合聲波在管道中的傳播速度，反推漏點位置。其數(shù)學(xué)核心是互相關(guān)函數(shù)，當(dāng)時間偏移等于真實時延時，兩路信號相關(guān)程度達(dá)到峰值。

需要說明，相關(guān)定位依賴專門的雙傳感器相關(guān)設(shè)備與同步采集鏈路，與單臺地面聽音的聽漏儀分工不同——聽漏儀負(fù)責(zé)把漏聲“聽出來、定點準(zhǔn)”，相關(guān)設(shè)備負(fù)責(zé)在復(fù)雜條件下把漏點“算出來”。二者常配合使用：先以相關(guān)法做管段級粗定位，再用大海、星辰等聽漏儀做地面*定點。

① 資料準(zhǔn)備與暴露點確認(rèn)

從圖紙量取兩暴露點之間的實際管長（并非直線距離，應(yīng)計入彎曲與起伏），確認(rèn)管材、管徑、壁厚與中間附件（彎頭、三通、閥門）分布。兩端須有可利用的暴露點，兩暴露點間距以50至200米為宜：過近則時延分辨率不足，過遠(yuǎn)則信號衰減、相關(guān)峰變寬。對圖紙偏差較大的老舊管段，應(yīng)優(yōu)先以GIS數(shù)據(jù)或?qū)嵉靥綔y校核長度。中間附件的分布同樣重要——彎頭、變徑、閥門會造成聲波反射與速度跳變，使相關(guān)峰畸變；錄入時若設(shè)備支持標(biāo)注附件位置，應(yīng)如實填寫，讓解算模型更貼近真實管況，而非把整段當(dāng)作均一直管處理。

② 雙傳感器布設(shè)與聲學(xué)耦合

將傳感器牢固安裝于金屬接觸點（閥門軸心、消火栓螺栓）或插入式水聽器（針對PE等非金屬管），確保與管道良好機(jī)械耦合、接觸面清潔。金屬管多用磁力座加速度傳感器，非金屬管優(yōu)先采用水聽器以獲得更穩(wěn)定的信號，因為水聽器直接感應(yīng)管內(nèi)的壓力波、受管壁與土壤衰減影響更小。安裝后確認(rèn)通信與供電正常、兩路時間同步精度滿足要求。需要特別注意的是，傳感器必須安裝在“管道本體”的暴露點上，而非僅僅靠近管道的地面——耦合不良會引入額外時延與噪聲，使相關(guān)峰展寬甚至消失。對閥門井內(nèi)多根管并行的情況，應(yīng)先確認(rèn)所選暴露點確屬目標(biāo)管段，防止拿錯管道導(dǎo)致解算位置整體偏移。

③ 錄入?yún)?shù)與聲速標(biāo)定

向設(shè)備錄入管徑、管材、水壓等參數(shù)，并對聲速取值進(jìn)行標(biāo)定。聲速是相關(guān)法誤差的關(guān)鍵來源：在充滿水的金屬管中，鋼管聲速約1000至1300米每秒，球墨鑄鐵約900至1200米每秒；PE、PVC等塑料管僅約200至500米每秒。不同資料給出的參考值略有差異，與管徑、壁厚、水溫及管內(nèi)襯狀況有關(guān)，下表為行業(yè)中常見的參考聲速區(qū)間，僅作錄入初值，實際應(yīng)以現(xiàn)場標(biāo)定為準(zhǔn)：

若聲速取值偏差一成，定位誤差會同步放大相近量級。條件允許時應(yīng)在已知距離的兩點（如兩個閥門間）敲擊產(chǎn)生脈沖，實測本管段聲速，而非直接套用參考值；對長管段或聲速敏感的PE管，現(xiàn)場標(biāo)定尤為必要。

④ 同步采集與相關(guān)峰判讀

啟動雙路同步采集，主機(jī)對兩路信號做數(shù)字濾波與互相關(guān)運(yùn)算，給出相關(guān)峰及漏點距近端傳感器的距離。設(shè)兩傳感器間距為L、聲速為v、時延為Δt，則漏點距近端距離約為 (L+v·Δt)/2。讀取結(jié)果時不能只看一個數(shù)值，而應(yīng)觀察相關(guān)峰的“尖銳程度”：峰形越窄、信噪比越高，說明時延估計越可靠；若呈現(xiàn)多個相近的峰值或峰形平緩，往往提示耦合不良、聲速偏差或管段中存在強(qiáng)反射附件（彎頭、變徑、閥門）。此時應(yīng)回到上游步驟排查：重新確認(rèn)聲速、縮短兩暴露點間距、清理耦合面，或改用地面聽音在候選位置復(fù)核。相關(guān)法定位精度通常可達(dá)0.1至0.3米，明顯優(yōu)于單純地面聽音的0.5至2米，但這一精度建立在參數(shù)正確與信號質(zhì)量良好的前提下，并非設(shè)備自動給出的距離都可直接采信。

四、兩種方法的配合與選型

地面聽音與相關(guān)定位并非互斥，而是互補(bǔ)的兩條路徑。地面聽音靈活、即走即測，勝在“快”與“近”，適合暴露點密集區(qū)的小范圍排查與*定點；相關(guān)定位量化、抗干擾，勝在“深”與“準(zhǔn)”，適合大埋深、繁忙路面、長管段的管段級粗定位。一個常見的誤區(qū)是認(rèn)為買了高精度設(shè)備*能替代人工聽音——事實上相關(guān)法給出的是距離數(shù)值，仍需回到地面用聽漏儀確認(rèn)信號峰值、排除旁支與串音，才能把“數(shù)值”落成“點位”。合理的工作組織是：以聽音做面、以相關(guān)做線、再以聽音收點，三者環(huán)環(huán)相扣。下表給出二者在關(guān)鍵維度上的差異，便于按現(xiàn)場條件選用：

實際作業(yè)常采用“聽音普查+相關(guān)精定+聽音復(fù)核”的閉環(huán)：先用聽漏儀在閥栓與暴露點做大面積篩查，圈定疑似區(qū)段；對埋深深、噪聲大的區(qū)段改用相關(guān)法給出量化距離；回到地面用聽漏儀在算出位置附近做精細(xì)聽測確認(rèn)；懷疑暗漏而暫不具備開挖條件時，布設(shè)聽瀾噪聲記錄儀做長期在線監(jiān)測，借助其4G Cat1遠(yuǎn)傳與AI分析，在凌晨低噪時段持續(xù)捕捉漏水特征，按綠黃紅狀態(tài)分級推動復(fù)核。

五、現(xiàn)場操作避坑與判定要點

① 覆土深度的影響

埋深越大，漏水聲到達(dá)地面越弱。聲音在土壤中傳播會隨距離快速衰減，且頻率越高衰減越快，因此深埋管道的地面信號往往只剩低頻成分、難以分辨。對于埋深超過2米、鄰近主干道的管段，單純地面聽測難度增大，應(yīng)優(yōu)先采用相關(guān)分析或噪聲記錄法，或在閥栓等強(qiáng)信號暴露點先做篩查再回地面精定。若必須在深埋段做地面聽音，應(yīng)盡量利用閥門、消火栓、泄水口等“聲音窗口”——這些點與管道直接連通，信號衰減遠(yuǎn)小于純地面耦合，是深埋條件下提高檢出率的關(guān)鍵抓手。

② 背景噪聲的壓制

交通低頻轟鳴、泵機(jī)振動常與漏水聲頻譜重疊。正確做法是把接收頻帶對準(zhǔn)漏水主頻、適度提升增益但避免飽和，并利用數(shù)字濾波的帶通特性削去帶外干擾。金屬管主頻偏高、較易避開低頻交通噪聲；非金屬管主頻偏低，受干擾更明顯，須更謹(jǐn)慎判讀。實際作業(yè)中也可借助多次平均與頻譜比對來抑制隨機(jī)噪聲：對同一測點連續(xù)采樣若干次，穩(wěn)定出現(xiàn)的特征峰更可能是真實漏聲，而偶發(fā)的撞擊噪聲在平均后會被削弱。大風(fēng)、降雨天氣會顯著抬升背景噪聲并改變土壤聲學(xué)特性，此類時段不宜做精密定點。

③ 聲速取值務(wù)必標(biāo)定

相關(guān)法的定位誤差對聲速偏差高度敏感，長管段尤甚。無論采用參考值還是實測值，都應(yīng)在報告中注明所依據(jù)管材與標(biāo)定方式，并把聲速作為關(guān)鍵輸入嚴(yán)格核對。

④ 驗證閉環(huán)不可省略

據(jù)CJJ 159-2011要求，探測成果應(yīng)以實地驗證收尾。無論聽音還是相關(guān)，定位結(jié)論都只是“疑似”，須經(jīng)開挖、內(nèi)窺或壓力流量復(fù)核確認(rèn)，才能轉(zhuǎn)入修復(fù)，避免誤判導(dǎo)致無效開挖。較為穩(wěn)妥的做法是在開挖前先做非破壞性旁證：例如關(guān)閉上下游閥門觀察片區(qū)壓力與流量變化、用相關(guān)法在不同間距下重復(fù)解算看距離是否收斂、或在疑似點附近用聽漏儀做交叉驗證。多源證據(jù)相互印證后再行開挖，既能提高一次開挖命中率，也能減少對交通與路面的影響。開挖后還應(yīng)記錄實際漏點位置、破損形式與定位偏差，回灌到管網(wǎng)臺賬，為后續(xù)同片區(qū)檢漏積累經(jīng)驗參數(shù)。

⑤ 管材策略差異

金屬管聲傳播好、聽音與相關(guān)均適用，是聲學(xué)檢漏條件有利的一類；PE、PVC等非金屬管信號弱、聲速低且頻散明顯，地面聽音檢出率低，應(yīng)加密測點、優(yōu)先采用水聽器式相關(guān)或主動聲學(xué)、噪聲記錄等補(bǔ)充手段。特別要提醒的是，非金屬管的聲速隨頻率變化明顯（頻散），同一管段不同頻帶算出的聲速并不一致，相關(guān)法若用錯頻帶對應(yīng)的聲速，定位會系統(tǒng)性偏差。對以PE、PVC為主的新建小區(qū)與支管，宜把噪聲記錄儀納入常態(tài)化監(jiān)測，用長期統(tǒng)計彌補(bǔ)單次聽測的不足，而不是反復(fù)依賴人工白天聽音。

六、實證案例

① 案例一：市政DN800球墨鑄鐵管地面聽音定點

2024年5月華東某市政供水公司管網(wǎng)巡檢中，使用大海智能數(shù)字聽漏儀在DN800球墨鑄鐵管段上方，0至4000赫茲頻段、46分貝增益下拾取到明顯漏水聲信號，沿管比較后發(fā)現(xiàn)漏點正上方信號強(qiáng)度指示達(dá)80以上，定位漏點位于2.3米覆土下方管段接縫處，定位精度優(yōu)于1.5米。后續(xù)開挖驗證，接縫橡膠圈失效造成持續(xù)滲漏，修復(fù)后該管段夜間最小流量明顯下降。

② 案例二：小區(qū)支管星辰聽漏與地圖標(biāo)記

某住宅小區(qū)二次供水管道疑似暗漏，使用星辰智能數(shù)字聽漏儀（增益46分貝、0至6000赫茲頻譜分析、IP67拾音器、藍(lán)牙連應(yīng)用地圖標(biāo)記），在多個立管與閘閥處逐點聽測，對異常點位直接落點記錄形成軌跡，鎖定一處埋深約1.2米的PE支管砂眼漏點。因非金屬管信號弱，現(xiàn)場加密了測點并以不同頻帶重復(fù)驗證，避免了誤判。

③ 案例三：主干管相關(guān)定位加聽音復(fù)核

某城市供水主干管埋深約2.5米、下方為繁忙機(jī)動車道，地面聽音難以捕捉。作業(yè)采用雙傳感器相關(guān)設(shè)備，兩暴露點間距約160米，按球墨鑄鐵管標(biāo)定聲速約1200米每秒，同步采集后得到相關(guān)峰，解算漏點距近端約92米；隨后用大海聽漏儀在解算位置附近地面做精細(xì)聽測確認(rèn)信號峰值，指導(dǎo)開挖在距預(yù)測點0.2米內(nèi)找到破損點，定位精度達(dá)到相關(guān)法的預(yù)期水平。

④ 案例四：DMA分區(qū)在線漏損監(jiān)測

某城市供水公司DMA分區(qū)計量項目中，于DN400以上管線布設(shè)聽瀾噪聲記錄儀（IP68防護(hù)、靈敏度不低于1600皮庫侖每克、4G Cat1遠(yuǎn)傳），AI算法以0至99指標(biāo)量化漏損狀態(tài)，綠黃紅三色呈現(xiàn)，對持續(xù)異常片區(qū)調(diào)度聽漏儀與相關(guān)人員現(xiàn)場復(fù)核，實現(xiàn)漏損從被動巡檢到主動監(jiān)測的轉(zhuǎn)型。該項目把日常巡檢從“全員拉網(wǎng)”壓縮為“按告警出動”，既降低了對大量人工聽測的依賴，也讓長期暗漏在演變?yōu)楸苤?被捕捉。

七、常見問題

① 智能數(shù)字聽漏儀只能晚上用嗎？

并非只能夜間，但凌晨0時至4時環(huán)境噪聲較低、管網(wǎng)壓力平穩(wěn)，信噪比好、檢出率高，是常規(guī)作業(yè)時段。白天在安靜小區(qū)、夜間施工路段或背景可控的廠區(qū)也可作業(yè)，關(guān)鍵是把接收頻帶對準(zhǔn)漏水主頻并壓制背景干擾。

② 非金屬管聽不到聲音是不是儀器壞了？

通常不是儀器問題。PE、PVC等塑料管對漏水聲衰減大、頻率低、地面難拾取，是物理特性決定的。此時應(yīng)加密測點、下調(diào)頻帶、在暴露點做強(qiáng)信號篩查，或改用相關(guān)法配合水聽器、噪聲記錄儀等補(bǔ)充手段。

③ 相關(guān)法和聽音法哪個更準(zhǔn)？

二者精度維度不同。相關(guān)法量化距離、通常可達(dá)0.1至0.3米，適合管段級粗定位；地面聽音依賴人員經(jīng)驗、常規(guī)1至3米，但靈活即測、適合*定點與小范圍排查。實際作業(yè)中常把相關(guān)法算出的位置再用聽漏儀做地面確認(rèn)，二者配合效果更穩(wěn)。

④ 多大漏量才聽得到？

沒有統(tǒng)一閾值，取決于管材、埋深、壓力與背景噪聲。微小暗漏在金屬管上可能已有可辨特征音，而深埋塑料管上即便較大漏量也可能難以地面聽出。因此聲學(xué)檢漏需與DMA流量分析、壓力監(jiān)測協(xié)同，才能覆蓋不同量級的漏損。

⑤ 檢漏頻率與周期如何安排？

高風(fēng)險管段（老舊、高沉降、歷史爆管區(qū)）宜提高頻次，可結(jié)合夜間巡檢與季度相關(guān)分析；一般管段可按年度普查加異常響應(yīng)。把聽音、相關(guān)、噪聲記錄與DMA納入常態(tài)化漏控體系，比一次性大排查更具持續(xù)性。

八、結(jié)語

智能數(shù)字聽漏儀的使用，核心在于把“聽”與“算”兩條路徑用活：地面聽音依靠大海、星辰這類集成數(shù)字濾波與高增益的聽漏儀，沿暴露點與管頂逐點拾取漏水聲、用信號強(qiáng)度分級與頻譜特征鎖定疑似點；相關(guān)定位則借助雙傳感器同步采集與互相關(guān)運(yùn)算，在深埋、繁忙、非金屬等復(fù)雜條件下給出量化距離。二者以“聽音普查—相關(guān)精定—聽音復(fù)核—在線監(jiān)測”形成閉環(huán)，并以實地驗證收尾，方能把漏損治理從盲目開挖轉(zhuǎn)為有據(jù)可循。把握覆土、噪聲、聲速標(biāo)定與管材差異四個要點，配合CJJ 159-2011與CJJ 92-2016等規(guī)程要求，可使城鎮(zhèn)供水管網(wǎng)的檢漏作業(yè)既高效又可靠。

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