谢 波，金 晶

(1.四川省触点水平衡科技有限公司，成都，610031；2.成都市节约用水监管事务中心，成都，610072)

0 引言

时代在发展，科技在进步，水资源节约也是社会大势所趋，这一切离不开节水新技术的推广应用。目前，供水管道普遍采用PPR管材、PE管材、球磨铸铁管、PVC管材、钢管等材料制作。管道埋地后腐蚀或地面因沉降、施工工艺不规范而不均，导致很多用水单位或小区Ⅰ级水表和Ⅱ级水表之间的不明水率≥5%，水资源浪费严重，但解决的手段和方法又不容易推广普及。全球范围内，在建设地下管道方面，市政管道修建管廊、厂区管道尽量明管布置、居民小区采用一户一表安装等前期介入设计手段处理或后期采用声波探测、压力传感器、气体置换探测等专业且不易普及的检测手段，检测地下漏水点位。但是，基于管廊修建受制于规划设计、造价高和明管铺设影响美观等因素，我国普遍采用供水管道直埋，出现漏水情况比较常见，导致总、分表计量误差频繁出现，直接导致出厂水量与用户终端水量的漏失率普遍在5%～10%左右。为降低漏水率，上至自来水公司下至终端用水户，往往需要高价聘请专业公司使用专用技术探测定位。但是，此种被动式检漏方式受制于专业技术，完全无法大面积推广。因此，迫切需要一种费用不高、能大量推广使用、快速便捷检测定位漏水点的技术。

本文探讨一种快速准确便宜，获得供排水系统出水位置的无电源示踪检测线应用型材料。通过金属导线绝缘层破损后，遇非纯水质会发生短路的现象，将示踪线绝缘导线层按2m～3m间隔进行剥离，暴露出内部裸线，并在裸露处，包裹一种易溶于水的胶状物，此胶状混合物成分包含：碳酸氢钠、无水柠檬酸、聚乙烯醇粉、复合萤光磁粉黄绿色染色剂、工业用胶等成分。胶状物与无纺布热熔粘合后，采用二合一对夹检测盒槽中间无纺布做间隔，防止(碳酸氢钠粉)碱/柠檬酸遇水液后，提前反应。检测盒为二合一夹槽，对称外壳钻孔五个，方便外部水液进入和二氧化碳气体溢出起泡、示踪染色剂流出土壤色差显示。在铺设后但不使用前，采用自粘塑料膜覆盖，杜绝外来水液侵入。

在户外大型供水系统场景中应用十分广泛，例如：地下蓄水池、游泳池、室外的地下给水管网或污水管道建设期间同步铺设，既能示踪管道或灌渠位置走向，又能起到渗透性漏水检测作用。按工程建设投入与产出比排序：地下综合管廊建设30000元/1m≥漏水点检测收费5000元/1个≥漏水点示踪线20元/1m。笔者认为在给水管道等用水设施同步铺设后，能十分有效地大幅度减少地下管道漏水检测的难度，是一种实用性很强，容易普及的新型材料。

1 材料与设备

1.1 设备

干燥箱：101A-1型；粘度计：WYT(0-80%)型；粉碎机：家用食物粉碎机；pH计：PHS-25型；凝胶强度测试仪：NRM-1002A型。

1.2 材料

工业用胶、碳酸氢钠、无水柠檬粉酸、聚乙烯醇粉、带鲜艳明亮颜色磁性荧光染色剂。

2 实验方法

2.1 包裹层设计

碳酸氢钠与柠檬酸混合加入烧杯中，添加纯净水，之后观察产气泡效果与观察荧光染色剂散布效果[1]。

2.2 空白实验

10g碳酸氢钠+5g柠檬酸→倒入1000ml烧杯中→加入150ml水液[1]→观察产气泡效果→观察荧光染色剂散布效果。

2.3 高浓度碱包裹层

包裹剂制成高浓度胶液：40g左右工业用胶液+10g碳酸氢钠粉+2g聚乙烯醇粉+10g荧光粉混合制粒→60℃烘干→加入200ml水液→5g柠檬酸粉→观察产气效果→观察荧光染色剂散布效果。

2.4 低浓度碱包裹层

包裹剂制成低浓度胶液：20g左右工业用胶液+10g碳酸氢钠粉+2g聚乙烯醇粉+10g荧光染色剂混合制粒→60℃烘干→加入200ml水液→5g柠檬酸粉→观察产气效果→观察荧光剂散布效果。

3 结果与分析

3.1 高浓度包裹工艺的起泡效果

为了选择合理的包裹工艺，持久地释放出二氧化碳气体便于水中出现气泡，方便指引开挖位置。选择不同浓度的包裹胶对碳酸氢钠或对柠檬酸的包裹效果[1]。

表1为高浓度工业用胶与聚乙烯醇粉包裹工艺比较。由表1可知，通过包裹工艺加工的产气时间最少的工业用胶为22min，而空白试验的产气时间只有2min。由此可见，无论采用何种包裹剂及包裹工艺都有明显的延长产气时间和染色剂的效果[1]。

表1 高浓度工业用胶与聚乙烯醇粉包裹工艺比较[2]

3.2 低浓度包裹工艺的起泡效果

采用高浓度包裹工艺在产气时间上明显比空白试验长(见表1)，但与采用低浓度包裹工艺相比(详见表2)，工业用胶比聚乙烯醇产气量大[2]。所以选择低浓度包裹。

表2 低浓度工业用胶与聚乙烯醇粉包裹工艺比较[2]

4 结论与讨论

4.1 结论

通过对比试验，确定最佳包裹剂为工业用胶-聚乙烯醇粉、带鲜艳明亮颜色磁性荧光染色剂混合胶。混合胶组成部分中的工业用胶与聚乙烯醇粉末、带鲜艳明亮颜色磁性荧光染色剂的重量比为10∶1∶5，在50℃～60℃下搅拌2h～4h，抽滤、干燥得胶状物。

(1)碳酸氢钠和柠檬酸，通过包裹剂的包裹，产气效果明显比不包裹产品的产气效果显著，释放时间延长。

(2)高、低浓度的包裹工艺有极显著的差异。低浓度包裹工艺的综合包裹效果明显优于高浓度包裹工艺。

(3)复合包裹剂的综合包裹效果明显优于单一包裹剂，其中20g工业用胶添加2g聚乙烯醇粉与10g荧光染色剂混合制粒包裹效果最佳。

(4)包裹材料图层显示见图1、图2。此材料可方便及时地发现给排水地埋管道的漏水位置。在室外地下给排水管道底部一侧铺设，就能容易发现漏水的位置，避免乱开挖，可有效减少居民财产损失、水资源浪费，节约施工费用。

图1 包裹材料叠加示意

图2 检测盒示意

(5)形成材料现场应用场景。该材料经过包埋出水点实地检验结果如图3、图4。

图3 检测盒现场埋地(若出现漏水周围土壤会出现色差)

图4 金属示踪检测线外观(可沿埋地管道铺设)

4.2 讨论

本试验方法涉及一种释放二氧化碳[1]、带鲜艳明亮颜色荧光染色剂[4]的可溶于水绝缘胶状物材料，结合导电、示踪、检测带浸水发生短路现象[5]，属于新示踪材料领域。将工业用胶、聚乙烯醇粉末、带鲜艳明亮颜色磁性荧光染色剂混合使用作为包裹剂，包裹碳酸氢钠后放入干燥箱，在60℃下烘干24h，然后取包裹物与无水柠檬酸粉混合，可以制造出有鲜艳明亮颜色荧光染色剂产气胶状物。

采用胶状物包裹剂包裹按1.0m间隔的开放式铜芯导线，按二根导电线间距4mm平行布置，采用二合一对夹检测盒槽中间无纺布做间隔[6]；工业用胶包裹无水柠檬酸粉和碱(碳酸氢钠粉)等成分形成检测层；当遇水液工业用胶逐渐熔化，无纺布吸水充足逐渐溶化检测层，释放，能采用市场上常用的检测电线短路的通用设备和金属寻管仪器，确定准确的管道走向和漏水点位。

在开挖同时，伴随有鲜艳明亮颜色磁性荧光染色剂随气泡溢出，更加直观指示漏水区域，避免开挖区域的扩大。市场上线缆短路的检测仪器价格普遍不高且技术成熟可靠，操作简单，非常方便新型示踪包裹材料的应用。