由于当前供水管网漏失检测主要依靠仪器且缺乏系统的方法，本文通过分析渗漏原因研究供水管网漏失检测技术。以某市住宅小区为例，利用孔口流出量和指数经验确定水流规律， 并分析供水管网漏失成因；通过节点流量连续性方程和降压计算方程，建立供水管网水力模型；调整水量系数完成模型参数优化，再利用水力模型完成漏失检测。测试结果表明：对漏失检测技术优化后，小区内供水管网平均漏失率降低到 4.446％ ，有效解决供水管网渗漏问题。
某住宅小区室外的供水管道为金属管，室内供水管道使用塑料作为主要材料，塑料的种类分别为聚乙烯管、聚丙烯管、硬聚氯乙烯管，而接口的方法基本上是以热熔和电熔为主。该住宅小区建成于2000年，共有50栋楼，最高的楼层为6层，供水总面积为 25.5万㎡，供水的总人数9078人，每日的供水量为1750m³/ｄ。小区内泵站出水口压力为0.5ＭＰａ，小区内调节水池的进水管为 DＮ250，二次加压的水泵站出水管为 ＤＮ350，清水池容量 4500m³，利用微机控制调速供水。住宅小区内的供水管道统计如表 １ 所示。
住宅小区内的进户管线处在热网井内，供水管网中共存在附属设备45个：其中消火栓5座；水表 8个；可以正常使用的挡水闸门17个，其余的15个 挡水闸门中，4个已经完全被破坏，其它 11个挡水闸门被不同程度的掩埋起来。
供水管网内部压力分布不均匀，外部荷载突然发生改变，供水管道使用年限过长，地震等不可抗力原因等均会引发管道泄露。在供水管网硬件条件已知的前提下，管网的渗漏和管网的压力有着非常直接的关系。当前绝大多数关于漏损问题的研究，都以孔口流出水量的公式为基础，利用指数经验公式，再通过统计分析或经验来确定。但实际上管道被埋入地下，漏失的水直接进入土壤，因此其流动的规律需要满足达西定律。
式中，Ｑ 为单位时间内的渗流量；Ｋ为渗透系 数；Ｌ为渗流路径的长度；ｈ２ － ｈ１ 为上、下游的水位 差；（ｈ２ － ｈ１ ） ／ Ｌ 为地下水水位的坡度。假设只使用孔口直径对公式进行求解，具有一定的局限性，其误差也会直接影响结果的准确性。在对我国供水管网工作状态进行调研与分析的基础上，对供水管道漏失时，通过对孔口大小及管道外土壤对水流的作用进行分析，明确供水管网存在漏失的原因。在此基础上，要对漏损处进行准确地检测，需要建立完善的供水管网水力模型。
为了能够更好地开展供水管网漏损检测，需要 获取供水管网发生漏损时的工作数据，以此建立供水管网水力模型。供水管网水力模型的建立主要利用管网的水力学特性、节点流量的连续性方程和降压计算方程来共同描述。
（１）节点流量连续性方程，简称为节点流量方程，就是对供水管网中任意一处节点，根据质量的守恒定律，使节点的流入量与流出量的总和是处于相等状态，具体如下式（２）所示。
式中，Ｗｋ 为管道某一区域的水流量；ｗｏ 为某一 处节点的用水量，当水流经过管道某一区域的水流 量就可以被看成正流量，相反流出管道某一区域的水流量就为负流量；ｋｉｎｋ和 ｋｏｕｔｋ分别为向某处节点供水和带走某处节点水流量的区域；ｎ 为供水管网所有节点的数量。
（２）降压计算方程用来描述管道某一区域内两端节点处的水压以及水头损失之间存在的关系，具体如下式（３）所示。
式中，ＪＧ，Ｋ和 ＪＹ，Ｋ分别为管道某一区域内上、下 游节点处的水压；Δｊ ｋ 为管道某一区域内发生的水头损失；ｍ 为供水管网的总段数。 而供水管网发生的水头损失通常使用海曾威廉公式来表示，具体如下式（４）所示。
式中，Ｌｉ 为单位时间内的常数；Ｗ 为管道某一 区域内水流量；ＶＪＥ为管道某一区域内海曾威廉摩阻系数；Ａ 为管道长度；Ｆ 为管道口直径。通过供水管网节点流量连续性方程和降压计算方程构建的动力模型，就可以用来分析供水管网运行时的工作状态。
对模型进行校核与验证是以自然进化论和基因遗传理论为基础，对模型内部参数进行不断优化的过程。在规定范围内，通过对下式（５）中的三个参数进行调整，再利用遗传算法来对优化方案进行自动搜索与评价，从而让模型模拟出来的数值与实际 的数值误差范围达到最小，并以此来获得最优的参数。
式中，g。为某一组管道需要进行调整的系数；ｚｋ，ｙ为某个节点在某个时间，需要对用水量进行调整的系数；ｄ１，ｙ为元件（管道、阀门和水泵）在某个时间下的运行状态；Ｇ（ １ Ｃ ）为存在误差的目标函数。 为了能够将水力模型应用在供水管网的漏失检测上并进行校核，就需要将节点处的水流量分为典型水流量和可调节水流量。典型的水流量就相当于是基准的水流量（２４ ｈ 内平均的水流量）与时间变化的系数相乘，典型的水流量是可以利用水表或者是水流计量器来进行测量。下式（６）和（７）分别 是节点内水流量的总和以及漏失量。
式中，Ｗｋ （ ｙ）为一个节点的在同一时间内水流 量；Ｗ ｎ ｋ 为节点的基准水流量；ｐａｔ（ ｙ）为在相对时间内的水流量变化系数；ｚｋ，ｙ为某一个节点在同一时间内用水量的调节系数；Ｗ ａ ｋ （ ｙ）为节点的可调整水流量，也被称为漏失量。 当某个节点上发生了较大的漏水现象时，经过校核后的模型将会对用水量系数 ｚｋ，ｙ做出调整，而调整后的值往往会比没有出现漏水处的值要大。通过对用水量调节系数进行评估之后，就能够合理地查 找出存在水渗漏量较大的节点处，并在供水管网的示意图上进行标记，具体如下图 １ 所示。 基于上述方法，使用漏失监测装置对产生泄漏现象的节点附近进行监测，这样能缩小所要求监测的地域范围，节省大量的人力、物力和时间， 实现对供水管网出现的漏失现象进行检测。该方案中对供应管网水利建模的精确程度要求也相对比较高，需要在建模中出现的给水管网拓扑构造以及与管网有关属性的数值都是完整正确的状 态，同时还必须确保检测点数量及其定位的精确度和合法性。
由于供水管网及其管道埋在地下，漏失的水 流量不会跟空气直接接触，而在过程中，为了能够模拟水进入土壤的流动状态，需要在实验进行前制作适合监测的装置。不同类型土壤渗透系数可参考表 ２。
该装置尺寸为 5m×5m×5m，底部为网格状 结构，并在箱子顶部设置可以活动的密封盖，便于更换土壤。在箱子的两侧靠近底部的区域内设置一个500mm的洞口，并在此处同时设置可以活动的密封盖。装置的进水管上，设置一台可以在线监测的电磁流量计和能够高精度扩散的压力变送器，水源则由实验室内“供水管网仿真的模拟实验平台” 中水泵所提供，模拟平台中采集到的数据信息将同步于流量计与压力变送器内，该实验装置主要是由钢板制成，因此具有一定的抗压能力。通过模拟小区住宅内不同土壤下，供水管道漏失时的水流状态，来分析此次研究的漏失检测技术在实际运用中的效果。 为了研究住宅小区内供水管道的漏失情况，分别使用不同的漏失检测技术对住宅小区内供水管道进行检测。根据上述土壤渗透系数的参考值，分别采用声学检测、探地雷达和本文所设计的方法对供水管道漏失现象进行测试，测试结果如表3所示。
可以看出，利用声学检测法对住宅小区不同土壤内供水管道进行漏失检测，漏失率最低的为黄土， 漏失率为 31.82% ；漏失率最高的土壤为无填充物卵石，漏失率为 66.67% 。利用探地雷达法对住宅小区内供水管道进行漏失检测，漏失率最低的土壤为卵石，漏失率为17.65% ；漏失率最高的土壤为是细砂，漏失率为43.75% 。而利用本文提到的检测法对住宅小区内供水管道进行漏失检测，漏失率最低的土壤分别是轻亚粘土、圆砾、卵石以及裂缝多的岩石，检测到的漏失率为 ０；漏失率最高的土壤为是中砂，漏失率也只有10%。并且根据上述数据得到，使用两种传统方法进行漏失检测时，平均漏失率分别为49.64%和31.8%；而使用本文方法进行漏失检测时，平均漏失率只有4.446％ 。综上所述，本文所提到的方法比传统方法进行供水管网漏失检测时，结果更加准确，这样可以有效保证在供水管网出现渗漏时，第一时间解决问题，以此来保证供水管网的安全。 城市的供水管网是一项非常复杂且庞大的系统，管网渗漏的原因有很多种，而管网的漏失检测是一项非常系统的工程，如果单纯依靠设备无法解决。因此，就需要利用先进的理念与技术，全方位的对供水管网漏失检测技术进行研究。此次漏失检测技术是在总结我国当前所有方法的基础上，结合先进的理念与技术，研究出更加准确的检测技术。但是此技术也有不足之处，今后可以把重点放在管道施工或者温度腐蚀等方面，使其对社会、环境和经济都起到一定的积极作用。
