排水管网末梢作为连接主干管与用户端的 “毛细血管”,涵盖 DN300 以下支管网、入户接户管及末端检查井等关键环节,因管径细小、材质老化、接口密集、维护薄弱等特点,成为漏损高发区域 —— 据统计,末梢管网漏损量占整体漏损的 35% 以上,且多为隐蔽性微小渗漏,易引发土壤污染、路面塌陷等连锁风险。与主干管相比,末梢管网布局分散、流态复杂(流量波动大、易淤积),常规 “均匀布点” 模式不仅成本高昂,更因漏损信号微弱且易衰减,导致监测效率低下。本文结合末梢管网水力特性与漏损特征,从布点原则、核心点位、技术适配、优化调整四大维度,构建 “风险导向、节点聚焦、成本可控” 的布点体系,实现漏损风险的精准捕捉。
一、末梢管网布点核心原则:适配 “小微、分散、隐蔽” 的风险特征
排水管网末梢的漏损监测布点需摆脱主干管 “大面积覆盖” 的思维,聚焦漏损信号传导规律与末梢运行特性,确立四大核心原则:
(一)风险分级原则:高风险区域优先加密
通过 “管网健康度 + 运行工况” 双维度划分风险等级,实现资源精准投放:
高风险区域:服役超 20 年的混凝土 / 砖砌支管网、接口密度≥3 个 / 100 米的管段、历史漏损频次≥2 次 / 年的区域、靠近学校 / 医院等人员密集区的末梢管段,按 “50-80 米 / 个” 密度布点;
中风险区域:服役 10-20 年的 PVC/PE 管段、无历史漏损但位于地质沉降带的区域,按 “100-150 米 / 个” 密度布点;
低风险区域:服役<10 年的新型管材管段、位于绿化带且人流稀少的区域,按 “200-300 米 / 个” 密度布点,或采用临时巡检替代固定布点。
(二)节点聚焦原则:锁定漏损信号关键载体
末梢管网的节点是漏损信号最易捕捉的载体,布点需优先覆盖 “功能节点 + 易损节点”:
功能节点:末端检查井、接户管与支管连接处、末梢与主干管衔接的汇流节点,这些部位是流量与压力变化的 “观测站”;
易损节点:管道变径处(如 DN200→DN100)、转弯处、穿越道路的套管段,这些部位应力集中,是渗漏高发点。
(三)信号强化原则:适配末梢弱信号特征
末梢管网流量小、流速慢,漏损产生的声信号、液位变化信号易被环境干扰掩盖,布点需选择信号传导顺畅的位置:优先在直管段、无淤积的检查井内布点,避开死水区、沉积物堆积段及周边噪音源(如商铺后厨、施工区域)。
(四)经济适配原则:平衡精度与成本
末梢管网里程长、布局散,全区域固定布点成本过高,需采用 “固定 + 移动” 结合模式:关键节点设固定监测点,普通管段采用移动巡检设备(如手持听漏仪、便携式传感器)周期性排查,兼顾监测效果与经济性。
二、末梢管网核心布点场景:按 “节点类型 + 风险特征” 精准落地
结合末梢管网的结构特点与漏损规律,需针对不同场景制定差异化布点策略,实现漏损信号的全维度捕捉。
(一)末端检查井:末梢漏损监测的 “核心哨点”
末端检查井是末梢管网的唯一地面可及节点,也是漏损信号的天然汇聚点,需实现 “一井一策” 布点:
高风险检查井(如老旧小区、商业区周边):
布点设备:集成液位、声学、水浸传感器的智能井盖或井内监测终端;
监测参数:液位(捕捉漏损导致的管内液位异常下降或管外水渗入导致的液位上升)、低频振动信号(捕捉渗漏产生的水流摩擦声,频率范围 20-500Hz)、井内积水(直接反映管道破损泄漏);
布设要求:传感器安装于井壁距井底 0.5 米处,避开积泥区与垃圾漂浮区,采用 IP68 防护等级设备适配潮湿环境。
典型案例:某老旧小区末端检查井布设智能监测终端后,通过夜间低峰期液位持续下降信号,成功定位 3 处 DN150 支管网接口渗漏,漏损发现时间从原有的 15 天缩短至 2 小时。
中低风险检查井(如新建居民区、绿化带内):
布点设备:低成本水浸传感器与无线传输模块;
监测参数:井内积水状态(当管道渗漏导致井内积水超 125px 时触发报警);
布设要求:采用电池供电(续航≥1 年),通过 NB-IoT 网络传输数据,降低施工与维护成本。
(二)支管网与接户管节点:漏损源头的 “精准定位点”
支管网(DN100-DN300)与接户管(DN50-DN100)的接口、变径等部位是渗漏高发点,需针对性布点:
接口密集段(如单元楼集中接户区域):
布点方式:采用分布式光纤传感技术,沿管道外壁并行敷设传感光纤;
监测原理:利用光纤布里渊散射效应,捕捉渗漏导致的管道振动与温度变化,定位精度可达 ±1 米;
布设要求:光纤需紧贴管道接口处,每隔 50 米设置一个数据采集点,适配 PE、PVC 等非金属管材。
变径与转弯节点(如支管接入主干管的变径处):
布点设备:微型压力变送器与声学传感器组合;
监测参数:管道压力(渗漏导致的压力骤降)、特定频率振动信号(转弯处渗漏的水流冲击声);
布设要求:在变径节点上下游各 1 米处布点,采用带压安装方式,无需中断排水。
穿越段(如支管网穿越道路、围墙处):
布点设备:点式漏液传感器与土壤湿度传感器;
布设位置:管道穿越段两侧土壤中(距管道中心线 1 米处)及管道下方;
监测参数:土壤湿度(渗漏导致的湿度骤升>20% RH)、直接漏液信号;
技术优势:通过土壤参数变化间接捕捉隐蔽性渗漏,避免对运行管道的直接改造。
(三)末梢与主干管衔接汇流点:区域漏损的 “总量观测点”
末梢管网汇入主干管的汇流节点是区域漏损的 “总出口”,需在此布设流量监测点实现整体管控:
布点设备:插入式超声波流量计;
监测参数:瞬时流量与累计流量(通过分析旱季夜间最小流量异常增长判断区域漏损总量);
布设要求:选择汇流节点下游 5D 直管段(D 为汇流管管径),采用带压开孔安装,适配 DN300 以上汇流管,测量精度控制在 ±1.5% FS 以内。
数据应用:结合 GIS 管网图,将汇流点流量数据与区域用户用水量进行平衡分析,当夜间最小流量占日平均流量比例超 15% 时,触发末梢管网精准排查。
(四)特殊场景补充布点:极端风险的 “重点防控点”
低洼积水区末梢管网:
布点设备:液位传感器与水质电导率传感器组合;
监测逻辑:通过 “液位异常升高(管外水渗入)+ 电导率变化(污水渗漏污染雨水)” 双信号交叉验证漏损;
布设密度:每 80 米布设 1 组,优先覆盖地势低于周边 1 米以上的管段。
腐蚀性废水排放区域(如餐饮集中区接户管):
布点设备:耐酸碱声学传感器与腐蚀速率监测仪;
监测参数:渗漏振动信号与管道腐蚀程度,提前预警腐蚀导致的破损漏损。
三、布点技术适配与优化:保障 “信号可靠、成本可控”
末梢管网布点需结合管材类型、环境条件与管理需求,选择适配技术方案,并建立动态优化机制。
(一)技术选型适配矩阵
场景类型 推荐设备 核心参数要求 适配优势
老旧小区末端检查井 智能监测终端(液位 + 声学) 定位精度 ±2 米,续航≥6 个月 多参数交叉验证,漏损识别准确率>95%
新建小区支管网 水浸传感器 + NB-IoT 模块 响应时间<1 秒,IP68 防护 低成本,易部署,适配大规模覆盖
非金属管材接口段 分布式光纤 定位精度 ±1 米,监测距离≤10 公里 非接触式,适配复杂地形
穿越道路支管网 土壤湿度 + 漏液传感器 湿度测量范围 0-100% RH 间接监测隐蔽漏损,无需开挖
汇流节点 插入式超声波流量计 精度 ±1.5% FS,量程比 1:20 带压安装,不影响管网运行
(二)动态优化调整机制
定期评估与校准:每季度开展布点有效性评估,核心指标包括漏损捕捉率(目标≥90%)、误报率(控制≤5%)、设备故障率(≤3%)。对连续 3 次无有效数据的点位进行位置调整或设备更换。
工况联动调整:
雨季:加密低洼区末梢检查井监测频次(从 15 分钟 / 次提升至 1 分钟 / 次),新增雨量传感器联动分析,区分雨水倒灌与管道渗漏信号;
管网改造后:对更换管材的管段降低布点密度,将原 “50 米 / 个” 调整为 “150 米 / 个”,优化资源配置。
数据融合优化:将末梢监测数据与主干管流量数据、用户用水数据接入智慧水务平台,通过水力模型反推漏点位置,当单一点位报警时,结合周边 3 个以上节点数据交叉验证,降低误报风险。
四、案例验证:某城市末梢管网布点优化实践成效
某南方城市针对老城区 12 平方公里末梢管网(总长 85 公里,以 DN100-DN300 为主)开展漏损监测布点优化:
布点方案:在 120 个高风险末端检查井布设智能监测终端,280 个中低风险检查井布设水浸传感器,沿 30 公里接口密集支管网敷设分布式光纤,在 15 个汇流节点安装插入式流量计,形成 “固定点 + 分布式 + 移动巡检” 的立体网络;
运行效果:末梢管网漏损检出率从优化前的 45% 提升至 92%,漏损定位误差控制在 3 米以内,单处漏损修复成本降低 60%,区域整体漏损率从 16.2% 降至 8.7%,达到一线城市先进水平;
成本分析:采用 “高风险加密 + 中低风险简化” 的布点策略,单位长度布点成本较全区域固定布点降低 42%,实现精度与成本的平衡。
结语
排水管网末梢漏损监测的布点核心,在于 “精准匹配末梢管网的小微化、分散化特征与漏损信号的弱传导特性”。通过以末端检查井为核心哨点,以支管网节点为定位源头,以汇流点为总量观测口,结合风险分级与技术适配,可构建全覆盖、高精准、低成本的监测网络。实践中,需避免 “重设备轻布局” 的误区,充分利用 GIS 管网数据与历史漏损记录开展前期分析,再通过动态优化机制适配工况变化。随着物联网与传感技术的迭代,低成本、长续航、高灵敏的监测设备将进一步降低末梢布点门槛,为城市管网 “最后一公里” 的漏损防控提供更坚实的支撑,助力实现 “节水降耗、安全运行” 的管理目标。