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暗漏检测新技术: 卫星遥感、分布式光纤与热成像

传统听漏仪和相关仪在塑料管、大埋深、交通噪声大的场景下越来越力不从心。而那些隐蔽性极强的暗漏,不在水井内、不反水到地面,水体顺着雨水管网悄悄排走,人工巡检根本无法察觉[1]。近年来,卫星遥感、分布式光纤传感、红外热成像三种新技术正在打破这一困局。

01  传统声学检测的瓶颈

听漏仪和相关仪是供水行业的"老伙计",但面对日益复杂的管网环境,它们的局限性日益突出[2]:

瓶颈
具体表现
管材限制
塑料管(PE、PVC)声衰减大,漏声传播距离短,声学检测几乎失效
埋深影响
埋深超过1.5米后,漏声信号急剧衰减,地面难以接收
噪声干扰
交通噪声、工业振动掩盖漏声信号,夜间作业窗口越来越窄
效率低下
人工逐米听漏,一条管线耗时数天,全市普查周期动辄数年
暗漏盲区
不冒水的暗漏完全无法通过地面巡检发现,长期漏损

正是在这样的背景下,三种非声学检测技术应运而生,各有所长。

三种暗漏检测新技术对比

02  卫星遥感探漏:天上的"千里眼"

卫星遥感探漏利用搭载L波段合成孔径雷达(SAR)的卫星,从太空对地面进行扫描,通过分析土壤介电常数变化来识别地下水管渗漏[3]。

1

卫星扫描:L波段雷达穿透云层、不受昼夜影响,对目标区域全方位扫描,采集高清雷达影像

2

算法分析:水与其他地物的复介电常数差异巨大(水约80,干燥土壤约3~6),AI算法据此识别异常高含水量区域

3

精准定位:结合GIS管网数据和环境筛选,将疑似漏点缩小至150米半径范围内

4

地面详查:工作人员根据卫星标记的红色圆圈,赴现场用听漏仪精确定位漏点

标杆案例:秦皇岛卫星探漏

2026年,秦皇岛市引入卫星遥感探漏技术,对全市供水管网进行"X光体检"[1]。

引入前(2025年1~3月):全市累计探查修复管网漏点251处
引入后(2026年1~3月):同期漏点探查修复数量增至355处
效率提升:管网运维排查效率大幅提升,仅东港路一处暗漏的及时修复就挽回近20万元经济损失

标杆案例:上海星地协同体系

上海在全国率先构建"卫星探漏全域普查+地面靶向详查"的星地协同监管体系,荣获2025年中国节水十大经典案例。该模式将从零星试点走向规模化、常态化应用[4]。

03  分布式光纤传感:管网的"神经末梢"

分布式声波传感(DAS)技术利用管道沿线既有敷设的通信光缆作为传感介质,一根普通光纤在DAS系统加持下,可变成数千个等效声波传感器,实现沿线全程实时监测[5]。

技术原理:

向光纤中注入相干激光脉冲,探测后向瑞利散射光的相位变化,从而还原光纤每一位置所受的声波或振动信号。当管道发生泄漏时,高压水从破损处喷出,与管道内壁和周围土壤产生摩擦冲击,形成特定频率的声学振动信号,被光纤捕捉并定位[5]。

核心优势- 连续分布式监测,无盲区- 无需额外安装传感器- 定位精度可达米级- 适合长距离输水管线适用场景- 长距离原水输水管线- 跨区域调水工程- 新建管线同步敷设光缆- 高后果区管网监测

DAS技术的局限在于需要沿管线敷设光缆,对于已建成的城市配水管网改造成本较高。但在长距离输水干管场景,新建时同步敷设通信光缆即可实现全生命周期泄漏监测,是性价比极高的方案。

04  红外热成像:温差"看见"漏水

红外热成像技术的核心是利用水与土壤的比热容差异——水的比热容约是土壤的2倍,漏水会改变地表或管道周围的温度场[6]。

夏季:渗水区土壤含水量高,水分蒸发吸热,地表温度比周围低2~3℃


冬季:渗水区土壤含水量高,水的热容量大散热慢,地表温度比周围略高

红外热像仪通过捕捉这种温度差,生成热像图(红色代表高温、蓝色代表低温),从而"看见"肉眼看不见的地下漏水[6]。

维度
特点
检测方式
手持热像仪地面扫描、无人机搭载热像仪航拍
最佳时机
凌晨2~5点,环境温度稳定,温差最明显
优势
非接触、大面积快速扫描、无需路面接触
局限
受路面铺装、绿地植被、地下管线交叉干扰,需要经验判读

05  三种技术横向对比

对比项
卫星遥感
分布式光纤DAS
红外热成像
检测范围
全市级
全域普查
沿线连续
长距离管线
局部区域
快速扫描
定位精度
150米半径
米级
数米级
实时性
周期性
(卫星过境)
实时连续
按需检测
前期投入
中
(按服务付费)
高
(需敷设光缆)
低
(设备采购)
最佳场景
全市暗漏
普查初筛
长距离
输水干管
疑似区域
精确定位

06  技术组合:1+1+1>3

单一技术各有短板,最佳实践是组合使用、分层筛查:

1

第一层:卫星遥感全域普查
用卫星定期扫描全市管网,快速锁定疑似漏点区域,将排查范围从"全城"缩小到"百米"

2

第二层:红外热成像区域详查
对卫星锁定的疑似区域,用无人机热像仪进行空中详查,进一步缩小漏点范围

3

第三层:听漏仪精确定位
地面听漏仪和相关仪定点确认,实现精准开挖修复

对于长距离输水干管,则可直接用DAS分布式光纤进行7x24小时实时监测,泄漏发生即刻报警定位,无需层层筛查。

新技术不是替代,而是赋能。卫星遥感负责"广撒网",红外热成像负责"缩范围",声学检测负责"精定位",DAS负责"实时守"。四者各司其职,构建全天候、全覆盖的暗漏检测体系。

从"听不见"到"看得见"

暗漏检测正在从单纯依赖"耳朵"的时代,
走向"天眼+地耳+神经网"多维感知的新纪元。
谁先掌握新技术组合,谁就能在漏损治理中抢占先机。

参考资料

[1] 何文. 管网有漏点逃不过"千里眼"——秦皇岛卫星遥感探漏技术筑牢供水保障防线. 中国建设报, 2026-05-26.
[2] Serafeim A V, et al. Leakages in Water Distribution Networks: Estimation Methods, Influential Factors and Mitigation Strategies. Water, 2024, 16(11):1534.
[3] Scalable Detection of Underground Water Leaks in Dense Urban Environments Using L-Band SAR and Machine Learning. ISPRS Archives, 2025, XLVIII-G-2025:147.
[4] 上海率先构建"卫星探漏全域普查+地面靶向详查"星地协同监管体系. 上观新闻, 2026.
[5] 分布式光纤声波传感(DAS)技术应用解析. 中国光学期刊网, 2024.
[6] 三方检测机构检验漏水管道常用的无损检测技术应用. 北京微析技术研究院, 2024.


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