【摘要】文章详细阐述了探地雷达、IR、DTS、卫星、智能球这几项地下管线物理检测技术，以及质量平衡模型、MNF模型、瞬态模型、优化校核模型、压力流量模型这几项模型检测技术在管线检漏中的应用。
【关键词】管线检漏 ；地下管线 ；探地雷达
1 引言
管线系统经过一段时间的使用后，会出现自然老化、损耗的问题，导致其中出现漏点，需要工作者通过合理选用地下管线检测技术措施，来准确定位管线漏点，并立即加以封堵、维修处理，以恢复管线的良好运作状态，因此，应做好检测技术的落实工作，保证管线检漏准确性，提升管线运维工作水平。
2 物理检测技术的应用
物理检测技术应用最广，探地雷达、IR、DTS 技术也呈现出普及化趋势。根据技术种类的不同，其本身的优势、缺陷以及功能，同样存在差异。需要予以分析，方可提升技术利用率，充分发挥其价值。
2.1 探地雷达技术的运用
探地雷达技术是指一种利用电磁波反射原理，实现地下管线探测的检漏技术。在该技术的实施中，工作者可以通过捕捉、分析反射回来的电磁波，获得地下管线环境信息，然后从这些信息中，判断管线是否存在漏点，以及漏点的大概位置。一般来说，土体的介电常数与管线内流体的差异较大，一旦泄漏，流体与土壤之间巨大的介电常数差距会使电磁波的反射出现异常，并在反射电磁波图像上呈现出一个绕射波，由此，工作者可判定管线存在泄漏问题，且漏点在绕射波所在位置。在此过程中，工作者还可以使用积分处理措施，从反射波信息中提取漏点的特征信息，为后续的维修工作提供更加全面的依据。就目前来看，该技术的最大优势在于无损且适用于各类工况，因此，该技术在管线检漏方面具有良好的应用前景。
2.2 IR技术的运用
IR（Intrared Radiation）技术 ，即红外线光谱技术，该技术是当前管线检漏中常用的地下管线检测技术之一。通常来说，由于所有温度在绝对零度以上的物体均会向外辐射红外线，且红外线的波长、强度会随着温度的变化而发生改变，因此，在泄漏时，管道内部流体的运动变化势必会使管线的温度发生变化，引发管线向外辐射红外线的改变。基于此，人们可基于IR 技术，借助光电成像操作，捕捉管线红外线的变化情况，并将红外线变化信息转换成图像，使工作者可以根据图像计算出管线的温度，及时发现温度异常问题，定位管道漏点，加以修复。此外，在该技术的运用中，应当注意，地下水、光线条件的变化，均会造成管线红外线的变化，因此，必须针对这些因素予以考量，并提前调查管线所在地的地表温度、管道水温等方面情况，作为漏点定位的参考，以保证最终检漏结果的准确性。
2.3 DTS技术的运用
DTS（Distributed Temperature Sens‐ing）技术，即分布式光纤传感技术，该技术是一种以光纤拉曼散射原理为基础原理的测温技术。在该技术的运用中，工作者需要先将配套的传感器装置，安装在管线系统中，然后利用传感器，迅速扫面整体管线，获取管线体系的温度分布，再对温度异常的位置加以分析，判定管线是否存在漏点，以及漏点所在位置。在此过程中，如果管道发生泄漏，那么流体流向的变化，势必会使管道体系内出现局部温度差异情况，一般来说，根据具体的流体类型，管道的局部差异也存在不同之处，例如：石油管道的漏点区域会呈现局部升温的情况，而天然气管道的漏点区域则会出现局部降温的情况。但应当注意，管道保温层的破裂也可能会造成局部温度异常，而且配套的传感器装置建设、运维造价较高，因此，从总体上来看，该技术在检漏上的运用存在一定限制。
2.4 卫星技术的运用
在检漏中，管线检测卫星技术属于一种集成技术，其所集成的基础包括，RS遥感技术、CIS 定位技术，以及 GPS 定位技术。在该技术的运用中，由于管道漏损会使地表光反射系数发生变化，因此，人们可以借助卫星，通过观测地表光反射系数的变化，对管线的结构状态进行高分辨率的成像，然后通过分析成像结果，定位漏点所在位置，实现管线检漏。该项检测技术在检漏中应用的最大优势在于，卫星可以同时、大范围地检测管线系统的运行情况，并准确地定位管线系统中存在的漏点，为管线漏点修复工作提供更加精准、详实的依据，尤其是部分偏远、地形复杂地区的管线，应用该技术可以节省大量的人力、物力，提升管线检漏工作水平。但该技术在运用时，会受云层、气候、湿度的制约，因此，在推广上存在一定难度。
2.5 智能球技术的运用
智能球技术是Pure Technologies公司研发出的一项地下管线检测技术。在该项技术的应用中，工作者需要使用声脉冲发射器、旋转传感器、声传感器，构建出一个检漏器，并在其外部设置一层泡沫套作为保护层，然后将该检漏器投入到管道中，使其沿着管道中的流体运动。该检漏器在运动时，会发出超声波，同时，外部接收器会接收传感器发出的超声波信号，工作者通过分析该超声波信号，来确定漏点达到位置。在此过程中，检漏球距离漏点越近，其发出的损漏信号就越强，由此，工作者就可以更加精准地判断漏点所在位置。该技术在应用中所呈现出的最大优势在于，不受外界因素干扰，信号传输质量也比较高，且在精确度方面，也高于其他声学检漏方法，但该技术不适用于管径较小管线的检漏，同时，操作也比较麻烦，因此，在实际应用中存在一定的局限。
3 模型检测技术的运用
3.1 质量平衡模型技术的运用
质量平衡模型是一种以质量守恒为基础理论建立的模型，模型所阐述的规律为，管道中的流体仅有两种运动位置状态，即在管道中运动、流出管道，因此，在该模型检测技术的应用中，如果模型推演结果显示，流体的流入、流出质量相同，就说明管线中无漏点，若流出的流体少于预期量，那么则说明管线存在漏点。在技术运用过程中，人们通常将该模型设计为一个算法程序，并将该程序设置到流量监测软件中，同时，设置一个阈值，一旦流体的流入、流出质量差值超出阈值范围，就立即启动报警功能，以提醒工作者管线存在泄漏。就目前来看，在该模型技术的检漏运用中，仅能判断是否存在漏点，不能进行具体定位，因此，需要结合其他检测技术共同应用，以保证检测结果的有效性。
3.2 MNF模型技术的运用
MNF 模型技术即夜间最小流量模型技术。该模型所阐述的损漏判断规律为，夜间最小流量与合法流量之间的差值若趋近于0则说明没有损漏，若差值出现异常波动，或大幅度波动时，则说明该区域存在漏点。在该技术的运用中，需要根据各个时段的流量情况，按照区域估算出合法流量。然后基于此，设计各个区域合法流量与现实流量之间的对比模型，再将该模型转化为算法程序，设置在流量监测系统中，并设置好差值，及其变化的标准阈值，借此就可以实现 MNF 漏损预警模型的建设。一旦差值、差值变化超过标准，系统就会发出损漏警报，最后，工作者即可根据警报信息，确定漏点所在的大概区域，为后续的检漏、修复施工提供依据。但在此过程中，由于该技术仅能确定漏点的大概区域位置，因此，工作者还要采用其他检漏技术，进行漏点的进一步定位，才能顺利完成漏点的封堵。
3.3 瞬态模型技术的运用
瞬态模型技术是一种根据流体在短时间内的压力变化事件，进行损漏判断、定位的地下管线检测技术。在该项检测技术的运用中，由于管道在损漏出现的短时间内，会出现压力迅速变化的情况。因此，工作者可以基于该技术，通过采用频域分析的方式，对短时间内的管道压力变化事件进行分析，即可有效判定管道是否存在漏点，并进行定位。在技术运用过程中，人们最早会采用快速傅里叶变换法，将压力监测系统所提供的压力信号转化为频域信号，以便于后续的频域分析，但这种方法仅适用于结构简单的管道系统检漏，而考虑到管道系统的复杂性，该领域的研究者又总结出了FRF法，即频率响应函数法，并通过运用该函数，进行压力信号与频域信号的转化，使转化结果更加准确，实现了该模型技术在复杂管道体系检漏中的有效运用[1]。
3.4 优化校核模型技术的运用
优化校核模型技术是一种通过基于压力、流量等参数建立模型，来推算管道损漏情况的检测技术。在该技术的应用中，工作者需要建立一个由压力、流量数据反推水力模型参数，如水量、管道粗糙系数等参数的模型，若求解出的参数与实际参数存在显著差异，则说明管道系统存在漏点。在此过程中，应当注意，由于水力模型的精度通常不能满足管道损漏检查的精度要求，因此，工作者需要采用优化问题求解方法，对该模型进行求解，以保证该技术的运用效果[2]。
3.5 压力流量模型技术的运用
压力流量模型技术是指一种借助压力、流量分析模型来检测管线损漏情况的地下管线检测技术。在该检测技术的运用中，可以建立一个管道流量、压力模型，并根据管线的结构、性能参数，创建一个模型，以预估该管道体系的流量、压力情况，然后用现有压力、流量数值进行对比，若差值超出标准范围则说明有漏点。在运用过程中，该检测技术能够将漏点定位到具体的街道，极大地缩减了工作者后续的漏点检测工作量，但从整体来看，该技术的使用能在较大漏点的检测上更加优越，并能够使定位精度达到具体的爆管位置以及相连的管道区域，有助于管道检漏工作效率的提升[3]。
4 结语
综上所述，增强地下管线检测技术落实效果，能够提升管线检漏工作的准确度。在管线检漏中，借助物理检测技术和模型检测技术措施，可以快速发现、定位管线漏点，并结合检测结果，采取相应的运维措施，提高管线修复工作的效果，从而维护地下管线系统的良好使用性能状态。
参考文献
[1] 涂沁 . 非开挖修复技术在天河区排水管线隐患排查修复工程中的应用[J]. 低碳世界，2021，11(3):1-3.
[2] 杨东伟 .Bently 在垃圾电厂管线碰撞检测的应用[J].建筑节能(中英文)，2021，49(3):39-42.
[3] 李俊义 . 城市地下管线探测及地下管线信息系统建设探究[J]. 智能城市，2021，7(5):65-66.
作者：曾美英 钟飞飞 单位：南昌市测绘勘察研究院
