当供水管道发生泄漏时,由于管内外大气压力差的作用,水会从破损点溢出。由于水的粘滞性并具备初速度,会摩擦管壁,形成振动,产生一种噪音,这种噪音会沿管道向两侧传播,或沿介质传播到地面。
漏水声波在传播过程当中由于介质损耗,不同频率的波能量会出现衰减,高频衰减较快,低频衰减慢:离漏水点越近,高频部分能量相对比例较高,通过一定的仪器用耳朵倾听,会感觉声音尖锐;离漏水点越远,由于高频衰减较快,所以人耳会感觉声音比较低沉。
目前主要用来寻找供水管道漏水点的仪器设备,如听漏杆、电子测漏仪等,其工作原理都是基于上述现象实现的,具体的原理如下:
1.听漏杆的工作原理:通过听杆将管道漏水的声音传递到听筒的上端,在听筒的上端,声音通过听筒内的振动膜进行放大,再传递到检测人员的耳朵。检测人员根据泄漏声音的大小和清晰度确定泄漏点(图1)。
图1 听漏杆渗漏探测
2. 电子测漏仪的工作原理:漏水声波的频谱特性明显,漏水声波的频段分布一般在0Hz—5000Hz之间。通过拾取漏水声音,并转换为电信号,经过相应放大并作数字化滤波处理,来判断漏水点的准确位置。
随着城市的快速发展,原先的供水管道因铺设时间较长,管道老化等原因,逐渐出现破损漏水等情况,这样不但会影响当地居民的正常生活,还会因为大量地下水通过渗漏界面流入管道,泥沙随之流出,导致管道周围空鼓。管道的地基承载力减小,导致断开和脱位,甚至会出现路面空腔,引起地面塌陷,对城市道路的交通安全和人民群众的生命财产安全造成了很大的安全隐患。因此摸清城市现有供水管网的渗漏情况,是十分必要的。