一、供水管網為何需要兩種聲學檢漏手段

城鎮供水管網埋于地下，漏損位置肉眼不可見。據住建部與發改委2022年聯合通知，到2025年全國城市公共供水管網漏損率控制目標為不超過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、水質污染等次生風險。暗漏長期存在會持續沖刷管周土壤，逐步掏空路基，是城市道路塌陷的重要誘因之一；漏點處負壓或虹吸還可能讓污水沿破損處倒灌進清水管網，威脅飲用水安全。從運行角度看，漏損直接表現為產銷差，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，聲學檢漏則依靠漏水流經破損處產生的振動與噪聲來定位，是業界主流的非開挖手段。聲學檢漏具體又分出兩條技術路線：一條是“人拿著儀器沿管線聽”，即被動意義上的主動聽音（聽漏儀）；另一條是“在管段兩端裝傳感器、靠算法算位置”，即被動相關定位（相關儀）。二者都依賴同一個物理事實——漏水會產生沿管壁和土壤傳播的聲信號，但工作模式、所需條件與適用邊界截然不同。現代供水公司的漏控體系往往包含分區計量（DMA）、壓力管理與多種檢漏手段的組合，而主動聽音與被動相關定位正是其中互補的兩塊拼圖：前者靈活、即時、對暴露點無依賴，后者客觀、量化、擅長深埋與復雜工況。理解這兩種手段的差異，能幫助運維人員在復雜的管網環境中選對方法、少走彎路。

漏損形態本身也決定了手段必須多元。行業通常把漏損拆解為若干構成：背景漏失是管網中大量微小滲漏的累計，單處信號極弱、難以逐一定位，要靠分區計量從總量上識別異常片區；明漏是地面可見的冒水、返潮，靠巡檢與群眾報修即可發現；暗漏則藏于地下、長期無癥狀，正是聲學檢漏的主戰場，也是壓降產銷差的關鍵。暗漏內部又分接口滲漏、管壁砂眼、腐蝕穿孔、爆管前兆等不同形態，有的聲信號強而穩定、地面易聽，有的微弱而斷續、埋深大且管材不利傳播，單靠一種手段無法通吃。正因如此，漏控作業需要“能聽的地方用聽音、聽不到的地方用相關”的雙軌配置，再疊加分區計量的總量監控，才能形成從片區到管段、從管段到點位的完整閉環。

二、主動聽音：聽漏儀的工作原理與適用場景

① 主動聽音的物理基礎

當管道出現破損，管內壓力水從破口涌出，在破口處形成湍流與空化，激發出寬帶振動；這振動沿管壁與周圍土壤向兩側傳播，成為可被地面探測的漏水聲。主動聽音的核心是“用傳感器把這一聲信號接收、放大、濾波并判讀”。它之所以被稱為“主動”，并非指信號是主動激發的，而是指檢測過程需要檢漏人員主動地沿管線布點、逐點聽測并依靠經驗判斷——人始終在判讀閉環中。相較之下，相關定位把判讀交給算法，人員只需布設與讀取結果，故稱“被動”。兩類手段監聽的是同一類聲信號，區別只在“誰來判讀、靠什么判讀”。

② 聽漏儀的設備構成與關鍵參數

以北京康高特（KGT）自研的大海智能數字聽漏儀與星辰智能數字聽漏儀為例，二者均具備數字與模擬雙濾波、46分貝增益、IP67防護等級拾音器，頻率覆蓋分別達到0至4000赫茲與0至6000赫茲，信號強度以0至100指示，定位精度在常規條件下可達1至3米。大海采用5寸液晶屏、64G存儲、藍牙與WiFi通訊，適合市政供水管網漏點定位與社區物業檢漏；星辰支持藍牙連接手機應用進行地圖標記，便于現場記錄與多人協同。這兩款設備都屬于“地面聽音”類，即把拾音器置于閥門、消火栓或管道正上方的地面，直接拾取泄漏噪聲。其工作流程大致為：拾音器采集聲振動→前置放大→帶通濾波對準漏水主頻→增益調節壓制背景→頻譜與信號強度指示呈現供人員判讀。雙濾波設計讓儀器先以模擬濾波粗選頻段，再以數字濾波精提有效信號，把漏水聲從復雜背景中分離出來。

③ 主動聽音的適用場景與優勢

主動聽音突出的優勢是靈活、即時、對暴露點無依賴。它不需要在管段兩端找到閥門或消火栓之類的暴露點，只要在管道正上方地面即可聽測，因此特別適合小范圍核實、疑難漏點*定點與日常巡檢。在凌晨環境噪聲較低的時段，配合合適的頻帶與增益，檢漏人員能憑信號強度與頻譜特征快速圈定疑似漏區。正因為門檻低、上手快，地面聽音是絕大多數供水公司漏控體系里的主力手段，也是新入行檢漏人員首要掌握的基本功。它對人力的投入可控、設備便攜，適合大面積普查與反復巡檢。

④ 地面聽音的信號強度四級判讀

地面聽音的判讀依托儀器的信號強度指示（以大海、星辰的0至100指示為例），可把現場聽測結果分級，作為“是否進入下一步”的量化依據。需要強調，這一分級與管材、覆土深度、背景噪聲強相關，須結合現場判定，不可機械套用：

真實漏水聲通常表現為穩定的連續音，隨管道壓力變化而增強或減弱，且在漏點正上方達到峰值。判讀時切忌單點定論，應在相鄰多個點位比較信號強弱，找出沿管方向的相對大值位置；若條件允許，可請運維方短暫調節該片區壓力（升壓或泄壓），觀察信號是否隨之變化，“壓力相關性”是區分真實漏聲與環境干擾的有效判據。

⑤ 主動聽音的局限

主動聽音的主要短板來自“人”與“土”。埋深越大，漏水聲到達地面越弱，對深埋主干管、繁忙路面的聽測難度顯著上升；非金屬管（PE、PVC）漏水聲頻率偏低、衰減快，地面往往難以聽到；環境噪聲（交通低頻轟鳴、泵機振動）會與漏水聲頻譜重疊，考驗判讀經驗。此外，地面聽音給出的定位是“沿管方向相對大值位置”，精度通常在1至3米，對需要*開挖的場合仍顯粗糙，且結論依賴人員經驗，存在主觀差異。正是這些局限，催生了把判讀交由算法的被動相關定位。

三、被動相關定位：相關儀的工作原理與適用場景

① 相關定位的數學原理

相關定位（互相關分析）不依賴人工聽辨。它的思路是：在疑似漏點兩側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，通過計算信號到達兩只傳感器的時間差，結合聲波在管道中的傳播速度，反推漏點位置。設兩傳感器間距為L、聲速為v、時延為Δt，則漏點距近端傳感器的距離約為(L+v·Δt)/2。其數學核心是互相關函數，當時間偏移等于真實時延時，兩路信號相關程度達到峰值——儀器顯示的“相關峰”即對應漏點。相關法把“憑耳朵找”變成了“憑時延算”，定位結果是一個量化距離，而非一段模糊的強信號區間。

② 相關儀的設備構成與耦合

相關儀通常由一對（或多只）傳感器、同步采集單元與主算機組成。傳感器多為加速度計（金屬管磁力座安裝）或水聽器（針對PE等非金屬管插入式安裝），要求兩路采集嚴格時間同步。金屬管多用磁力座加速度傳感器，安裝便捷、耦合穩定；非金屬管優先采用水聽器以獲得更可靠的信號，安裝后須確認接觸面清潔、通信與供電正常、兩路時間同步精度滿足要求。耦合質量直接決定信噪比——耦合松動或接觸面銹蝕會讓有效信號被淹沒，相關峰變弱甚至消失。

③ 聲速標定是誤差關鍵

聲速是相關法誤差的關鍵來源。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。若聲速取值偏差一成，定位誤差會同步放大相近量級。條件允許時應在已知距離的兩點（如兩個閥門間）敲擊產生脈沖，實測本管段聲速，而非直接套用參考值。管材不均勻、中間彎頭閥門造成的波速跳變，也會使相關峰畸變，錄入參數時應如實標注附件位置，讓解算模型更貼近真實管況，而非把整段當作均一直管處理。

④ 相關定位的適用場景與局限

相關定位適合大埋深、繁忙路面、地面聽音失效的管段，尤其當兩暴露點間距在50至200米時效果較好；過近則時延分辨率不足，過遠則信號衰減、相關峰變寬。它的短板也很明顯：兩端必須有可利用的暴露點，對全埋無暴露點的管段無能為力；非金屬管聲速低且頻散明顯，精度下降；設備構成與操作比單臺聽漏儀復雜，對參數錄入與聲速標定要求更高。需要說明，相關定位依賴專門的雙傳感器相關設備與同步采集鏈路，與單臺地面聽音的聽漏儀分工不同——聽漏儀負責把漏聲“聽出來、定點準”，相關設備負責在復雜條件下把漏點“算出來”。當前北京康高特（KGT）產品體系尚未覆蓋專門的相關儀型號，實踐中多依據現場條件選用適配的相關設備，并與地面聽音手段配合使用。

影響相關峰清晰度的因素主要有三：一是兩傳感器間距，間距越大信號路程差越小、相對時延占比越低，峰值越易被噪聲拉寬，因此把間距控制在合適區間、必要時增設中間傳感器分段測算，是提升精度的常用做法；二是信噪比，漏水聲本身微弱或被泵機、交通噪聲淹沒時，相關峰會變矮甚至淹沒，此時應結合自身濾波把接收頻帶對準漏水主頻、剔除帶外干擾，必要時選在管網壓力較高、漏聲更充沛的時段采集；三是管段均一性，彎頭、變徑、閥門會讓聲波反射與速度跳變，使相關峰畸變偏移，錄入附件位置可部分修正。同步采集帶來的時間一致性，使相關法天然具備抗串擾能力——兩側共同接收到的環境噪聲在互相關中趨于相互抵消，而真正源自漏點的相關信號被保留，這是它相較單點聽音在嘈雜環境下更穩健的根本原因。

四、兩類方法的多維對比

下表從工作模式、暴露點需求、埋深適應性、非金屬管適應性、經驗依賴、定位精度、作業效率與噪聲魯棒性八個維度，對主動聽音（聽漏儀）與被動相關定位（相關儀）做并列比較：

① 工作模式差異是根本

主動聽音把人放在判讀閉環里，巡檢員邊走邊聽、憑信號強度與頻譜實時決策；相關定位把判讀交給互相關算法，人只負責布設與讀取。這一差異決定了前者門檻低、上手快，后者在復雜條件下更客觀可靠。二者不是誰取代誰，而是同一目標下的兩種分工方式。

② 暴露點需求決定可作業范圍

地面聽音只需在管道正上方地面拾音，對暴露點沒有硬性要求，因此能覆蓋大量無閥門、無消火栓的支管與小區內部管；相關定位必須在疑似漏段兩端找到暴露點安裝傳感器，對全埋主干或暴露點稀少的片區受限。選址時先看暴露點分布，往往*能初步決定用哪一類設備，避免在無法布設傳感器的管段強行采用相關法。

③ 埋深與非金屬管是分水嶺

埋深超過2米、鄰近主干道的管段，單純地面聽測難度增大，應優先采用相關分析或噪聲記錄法；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，應加密測點、優先采用水聽器式相關或其他補充手段。這兩類工況正是兩種方法分工的邊界所在，也是檢漏方案設計中須首要判斷的前提。

④ 經驗與精度的權衡

地面聽音的結論包含人員經驗差異，精度約1至3米；相關法定點誤差在條件合適時可壓到0.1至0.3米，但前提是聲速取值準確、管材相對均一。沒有哪一種方法在所有工況下都占優，合理做法是按工況取長避短：把地面聽音用于面狀普查與*定點，把相關定位用于深埋與復雜管段的*距離測算。

把上述八個維度濃縮成一句話的選型邏輯：先看暴露點——有兩端可用暴露點且埋深大、噪聲強，優先相關定位；無暴露點或只需小范圍核實，優先地面聽音；再看管材與埋深——非金屬管深埋區，用相關法并配合水聽器，地面聽音僅作粗篩；噪聲環境復雜時，相關法的同步抗干擾特性更穩妥，但務必把聲速與附件參數錄入準確。這一邏輯并非硬性門檻，而是幫助檢漏人員在出發前*大致鎖定手段，到了現場再據實測信號靈活調整，避免反復換設備、走彎路。

五、兩類方法如何協同作戰

單一手段難以覆蓋全部漏損，實際漏控中兩類方法通常串接成一條完整鏈路：先用主動聽音做“面”上的普查與漏區圈定，再用相關定位做“線”上的管段級*距離測算，再回到主動聽音在地面做“點”上的*定點與復核。這一“以聽音做面、以相關做線、以聽音收點”的協同，能把主觀經驗與客觀算法結合，既控制巡檢的人力投入，又提升定點精度，避免單靠一種手段在邊界工況下失效。

北京康高特（KGT）自研的大海、星辰智能數字聽漏儀可作為“面”與“點”兩端的地面聽音主力：大海以0至4000赫茲頻段、46分貝增益、IP67拾音器勝任市政供水管網漏點定位；星辰以0至6000赫茲更寬頻譜與藍牙地圖標記，便于現場記錄與多人協同。聽瀾噪聲記錄儀則可作為長期無人值守的“線”上補充——它采用壓電陶瓷聲學傳感、AI分析與4G Cat1遠傳，防護等級IP68、傳感器靈敏度不低于1600皮庫侖每克、續航鋰電池標準壽命5年，部署于DN400以上關鍵管線后，以0至99指標量化漏損狀態、綠黃紅三色呈現，對持續異常片區調度聽漏儀與相關人員現場復核，實現漏損從被動巡檢到主動監測的轉型。對于相關定位所需的專門雙傳感器相關設備，實踐中多依據現場條件選用適配型號，并與地面聽音手段配合使用，形成“聽音普查—相關精測—聽音定點”的閉環。

把這條閉環落到日常節奏里，典型安排是這樣的：平時由聽瀾這類在線監測設備在分區計量框架下盯住關鍵管線，一旦某片區噪聲指標連續異常、夜間小流量抬升，系統標記黃或紅，調度人員據此把大海、星辰聽漏儀派往該片區做地面普查，圈定漏區；對普查中暴露點齊全、埋深大或地面信號弱的管段，再調用相關設備做管段級距離測算；拿到量化距離后，仍回到聽漏儀在地面做*定點與開挖前復核。這樣，人力投入被集中在“已經縮小的目標范圍”內，定點精度又由相關法兜底，既避免大面積盲目聽測的低效，也避免單點聽音在深埋工況下的失準。對于相關定位所需的專門雙傳感器相關設備，實踐中多依據現場條件選用適配型號，并與地面聽音手段配合使用。

六、選用要點與常見問題

① 小范圍核實優先用哪種？

小范圍、已圈定疑似漏區的場合，地面聽音反應快、無需暴露點，是優先選擇。大海、星辰這類數字聽漏儀開機即測、頻譜可調，適合逐點*定點。對于已大致鎖定漏區、只需確認并*定位的情形，主動聽音的人機閉環優勢明顯。

② 深埋主干管地面聽不到怎么辦？

對埋深大、繁忙路面的管段，地面聽音往往失效，應改用相關定位或噪聲記錄法。先在兩端暴露點布傳感器算距離，再回地面用聽漏儀精定，能兼顧效率與精度。若暴露點稀少，可結合聽瀾這類長期在線監測數據縮小目標管段，再設法接入相關設備。

③ 非金屬管漏點難找，有什么對策？

PE、PVC管漏水聲弱、聲速低且頻散，地面聽音檢出率低。對策是加密測點、下調接收頻帶、優先采用水聽器式相關法，必要時輔以示蹤氣體法等補充手段。對塑料管材集中的片區，應在方案設計階段*預留相關法或氣體法的接口，而非等到地面聽不到再臨時應對。

④ 相關定位一定要停水嗎？

相關定位通常在帶壓運行狀態下進行，不必停水；它需要的是兩端暴露點與安全安裝條件，停水并非前提。但安裝插入式水聽器時，須按操作規程進行，避免影響管段運行。帶壓狀態下漏水聲更充沛，反而有利于相關峰的清晰呈現。

⑤ 兩種方法結果不一致怎么處理？

當聽音與相關結論沖突，應先核查相關法的聲速取值與附件錄入是否準確，再用不同頻帶、不同增益重復地面聽測，必要時輔以壓力調節觀察信號相關性。一切定位結論都應以實地開挖或間接驗證收尾，據CJJ 159-2011《城鎮供水管網漏水探測技術規程》要求，探測成果須經實地驗證確認，才能轉入修復，避免誤判導致無效開挖。

⑥ 兩類手段的檢測記錄如何留檔？

檢測記錄是后續復核、維修與績效統計的依據，應盡量結構化留檔。地面聽音環節，可用星辰智能數字聽漏儀的藍牙地圖標記功能，在發現異常時直接落點、形成疑似漏點軌跡，配合信號強度與頻帶設置一并記錄；相關定位環節，應保存傳感器間距、聲速取值、附件位置與相關峰結果，便于回溯算法參數是否準確。長期在線側的聽瀾噪聲記錄儀，則把每日音頻數據上報云端、本地留存數十天原始文件，使異常片區的噪聲演變可追溯。把三類記錄匯入同一漏控臺賬，既能支撐開挖前的多源印證，也能為年度漏損評估提供連續數據。

七、結語

主動聽音與被動相關定位并非彼此替代，而是同一物理事實下的兩條互補路徑：前者靈活即時、門檻低，勝任面狀普查與*定點；后者客觀量化、抗干擾，勝任深埋與復雜工況下的距離測算。掌握二者的原理差異與適用邊界，按“以聽音做面、以相關做線、以聽音收點”的協同思路組織漏控作業，再配合聽瀾這類長期在線監測手段，方能在有限的人力投入下把暗漏壓到較低水平。一切定位結論都應以實地驗證收尾，避免誤開挖造成資源浪費——這是漏損治理既講科學、也講實效的底線。

相關儀器咨詢
聯系電話：010-68460051 / 13520131150
提供電力檢測、核輻射防護、市政管網、衛生檢測等儀器的選型咨詢、技術方案服務