噪声记录仪的分区计量布点：夜间低流量与漏损评估

把噪声记录仪装到管网上，装之前要想清楚的其实只有一件事：这台设备给出的是一个「点」的判断，而漏损评估要的是「量」的结论。两者之间隔着一条完整的计算链。CJJ 92-2016《城镇供水管网漏损控制及评定标准》第 4.4.7 条给出的夜间低流量监测思路，和 CJJ 159-2011《城镇供水管网漏水探测技术规程》给出的布点与设备要求，正好分处这条链的两端。下面把中间这一段接起来。

一、评估窗口为什么必须放在夜里

白天的管网是嘈杂的。用户一会儿开阀一会儿关阀，屋顶水箱在补水，绿化在浇灌，同一只进口表上叠着几十个互相不同步的负荷。漏点全天都在漏，它那点流量却淹没在这条起伏的曲线里，怎么放大都看不出来。夜里不同。

管网进入谷段之后，居民家中的*基本关闭，商业用户的间歇负荷也停了下来。进口表上剩下的东西变得简单，大致只剩两块：一块是住户难以完全避免的零星夜用，另一块是漏点的持续出流。把这两块分开，第二块即这个分区当下的真实漏失流量。

第 4.4.7 条第 2 款把夜间低流量监测列为独立计量区流量监测的重点，并把时段安排在凌晨 2 点至 5 点之间。条文同时写明，这个时段管内流速小，进口处的流量计量设备应具备较好的小流量测量性能。两句一起读，意思很明确：夜窗既是一个时间选择，也是对进口表提出的技术要求。少了后者，前者白做。

分区与夜窗其实是互相配合的。没有分区，夜间低流量是整座城市的一个数，几十个互不相同的片区掺在一起，看不出该从哪儿下手。有了分区，同一个夜里能在几十个彼此独立的范围里各读各的数，谁高谁低一比即知。反过来，没有夜窗，分区之间的横向比对缺少共同的基准，白天时段用户行为的随机起伏会把每个分区的数拉得忽高忽低，比了等于没比。两件事一起做，原本难以着手的一笔总账，被拆成了几十笔可以逐笔处理的小账。

二、夜窗成立的三重物理前提

1、流速降下来，管道自身的噪声跟着降

水流经过缩径、弯头、阀门和管壁粗糙面时会发声，这类流动噪声随流速的升高而增强。夜间用水量落到谷底，管内平均流速随之下降，白天被水流声盖住的那部分漏点声音才浮出来。这是噪声法在夜间灵敏度更高的直接原因，也是 CJJ 159-2011 第 2.1.11 条把噪声法的作用定为「发现漏水异常管段」而非逐个定位漏点的背景——它解决的是「这一长段里有没有」的筛查问题。

2、夜间压力反而抬起来了

这一点常被忽略。用水量降下去之后，管网沿程水头损失同步减小，分区进口的压力通常比白天高出一块。压力高意味着同一个漏口的出流量更大，所以夜间漏失流量要高于全天平均值，这个差值不小，后面第七节专门处理。

3、环境噪声低于作业门槛才有意义

CJJ 159-2011 第 7.1.2 条给出了检漏作业的环境条件，其中环境噪声不宜大于 30 dB。夜间城市背景声普遍低于白天，这正是把采集安排在夜窗的现实理由之一。同一条第 6.1.3 条从另一侧提出要求：检测点不应存在持续的干扰噪声。这一条是布设的排除条件，遇到排涝泵站、换热站、长期运行的通风机组这类固定声源，点位要让开，而不是靠算法去扣。

4、谷段要用本地数据去定

规程给出的时段是经验区间。具体到某座城市、某一类分区，谷段的起止时刻可能整体偏移，照抄容易出现偏差。确认的办法是回到数据本身：把分区进口表连续 30 天以上的流量记录调出来，按 15 min 或 1 h 的间隔取同一时刻的中位数，排成一条典型日的曲线，谷底所在的连续低值区间一目了然。工业负荷占比高的区域，谷段常常整体后移。高校周边与城中村一类的地方，夜间用水习惯与普通住宅区不同，谷段可能变窄。定好之后写进作业指引，同一个年度周期内不再改动。

三、DMA 边界是布点的前置条件

1、户数与水口数量的限制

5000 户与 2 个进水口，是第 4.4.6 条给这两件事分别划出的两个数，现场很少有人去想它们与设备安装有什么关系。户数一旦超出，麻烦出现在两处：一个 DMA 的进口流量随之放大，漏点那点出流在总量里的占比被稀释，夜间低流量的分辨率跟着下降。分区内部的管网同时变长，边界阀门增多，零压测试通过的概率明显变小。进水口多于一处时后果更直接，各口流量分别计量后相加，任何一只进入低流速误差放大区间的表，都会把自己那份偏差带进总数。

2、零压测试验证的是封闭

第 4.4.7 条第 4 款把零压测试写成了独立计量区建设的前置步骤。做法是关掉分区的全部进水阀，观察分区内的压力变化。压力持续下降并趋于零，说明边界封闭，分区与外部管网之间没有暗水。压力若稳定在某个非零值不再下降，说明存在旁路串水，此时夜间读到的流量里混着邻区来水，后面所有的漏失推算都会偏大。这条测试做不出来，先把边界修好，布点的事往后放。

四、布点间距的两套依据不能互相替代

1、规程给的是按管材分档的距离

CJJ 159-2011 表 6.2.2 给出了直管段上的布设间距：钢管 200 m，灰口铸铁 150 m，水泥管 100 m，球墨铸铁 80 m，塑料管 60 m。这张表的依据是声波在不同管材中的衰减快慢，管材越软衰减越快，间距相应收紧。球墨铸铁这一档只剩 80 m，看着违反直觉，现场记错它的情形并不少见。

2、设备量程是另一回事

听澜噪声记录仪标称的监测量程为 200 m，指的是单个点位在理想条件下能够有效监听的管道长度量级，且标注了「可根据管道类型灵活调整」。它和规程里的布设间距不是一个口径，不能拿量程去替代表 6.2.2，也不能反过来。

3、摊开算一遍差别有多大

设一个独立计量区内 DN75 及以上的管道共 12.0 km，其中球墨铸铁 7.0 km、塑料管 3.0 km、钢管 2.0 km。按表 6.2.2 分档推算，球墨铸铁 7000 除以 80 得 87.5，向上取整为 88 段、89 个点，塑料管 3000 除以 60 得 50 段、51 个点。钢管 2000 除以 200 得 10 段、11 个点。合计 151 个点，扣除管段之间共用的端点，实际布设约 145 处。

若不管管材，一律按 200 m 一处摆放，全段只需 61 处。表面省了一半以上的设备，问题出在塑料管那 3.0 km 上：声波在塑料管中衰减快，间距放大到 200 m 时，两个点位中间那一段的漏声可能已经在到达设备之前衰减到接近背景水平。省下来的部分正好落在听感本已偏弱的地方。

4、管件、端点与支管另行补点

表 6.2.2 给出的是直管段上的距离，而管网真正出问题的位置往往不在直线段上。弯头、三通、变径、阀门井、消火栓改变了声波的传播路径，自身也是接口松动的常见部位，这些地方单独布点，不计入直线段的分档。支管末端流速小、压力低，漏声弱，需要额外照顾。管网高点容易积气，水流经过时发声杂乱，布置时与之拉开距离，别让它干扰相邻直线段的判断。补点数量没有统一依据，工程上常按直线段点数的百分之十到百分之二十预留，实际以现场复核后的布点图为准。

五、夜窗里的采集时序

凌晨 2 点到 5 点共 180 min。上文算出的 145 处点位如果全部挤在同一个时刻上传，蜂窝网络在小区范围内的并发压力会很集中。听澜支持现场与远程两种方式配置采集时间和设备位置，可以按片区把起始时刻错开。

一种可行的排法是把 180 min 切成 18 个 10 min 的时隙，从 2:00 起依次推进，每个时隙安排 8 到 9 台，2:00 至 4:50 之间轮流完成一轮。整轮结果在 5:00 前到齐，仍处在规程给出的窗口之内。分区数量较多时，不必每个 DMA 每夜都轮一遍，按第七节给出的排序结果调整频次即可，重点分区每夜一次，次要分区改为隔夜或周频。

数据回到平台之后才进入真正的研判环节。听澜通过全网通的蜂窝网络把采集结果上传到服务器，蓝牙用于近场的参数配置，用户在多个终端登录《供水管网在线监测系统》后可以作双重研判：既看频谱的分布形态，也直接回放对应的音频。判断依据是内置算法给出的两个量，CNV 反映噪声特征的关键值，LCF 反映泄漏判断的可信程度，二者共同决定 0 至 99 的量化指标，并按绿、黄、红三色呈现状态：绿色表示未发现漏水，黄色表示疑似，红色表示确认。三色让大批量点位的日常巡检变得省事，真正要落实到开挖，仍要回到频谱与音频上做人工复核。

设备的可靠性决定了这套流程能不能长期跑下去。听澜在传感器一侧内置 64 Mb 的 Flash，可保留 30 天的原始噪声文件，通信中断期间的记录不会丢，服务器端另作长期保存。采集时刻与设备位置支持现场配置和远程调整，季节转换或检修计划调整之后，不必逐点跑一趟。

设备本身的安装方式决定了这套排法能不能长期执行。听澜采用强磁吸附，可直接吸在管道、阀门、消防栓等金属部件上，无需开挖和停水，单个点位的装拆用时通常不到一刻钟，防护等级 IP68，工作温度覆盖 -20 ℃ 至 70 ℃，超过 60 ℃ 的场合需要加装隔热探头。供电为可更换锂电池，官方给出的标称寿命有 3 年与 5 年两种表述，工程排期按偏短的一侧取。

六、从夜间低流量到漏失水量

1、三个量的关系

夜间低流量减去同时段的合法夜用水量，得到该时段的漏失流量。再把这一时段的漏失流量折算为全天平均，乘上 24 h 得到日漏失量。这条链上有三个量需要逐一落实：夜间低流量的读数口径、合法夜用的估计基数、折算时的压力比。三者任意一项偏了，结论跟着偏。

2、按示例参数算一遍

下面按本文设定的示例参数推演，现场应用时须以实际数据替换。

某住宅小区构成的分区记为 A，用户 486 户，DN75 及以上管道 12.0 km，日均供水 210 m³/d。进口表在夜窗内读到的低流量为 2.40 m³/h，户均夜间合法用水按 2.0 L/(户·h) 估计，486 户合计 0.97 m³/h。再加上 24 h 营业的商铺与二次供水的间歇补水约 0.25 m³/h，合法夜用合计 1.22 m³/h，相减得到夜间漏失流量 1.18 m³/h。

同区域内另有一个分区记为 B，用户 398 户，DN75 及以上管道 6.5 km，日均供水 165 m³/d，夜窗低流量 1.45 m³/h。同样按 2.0 L/(户·h) 估计户均夜用，得 0.80 m³/h，加上下半夜的公共部分 0.15 m³/h，合法夜用 0.95 m³/h。夜间漏失流量为 0.50 m³/h。

3、两个分区的对照

先粗略按 24 h 恒定折算：A 区日漏失量约 28.3 m³/d，B 区约 12.0 m³/d。这个折算显然偏大，因为夜间压力高于全天平均，第七节会把它拉回来。即便如此，排序已经清楚了：A 区的漏失情况明显重于 B 区。

真正进入检修排序时，还要把规模因素消掉，用日漏失量除以管道长度，A 区约 2.36 m³/(km·d)，B 区约 1.86 m³/(km·d)。除以户数，A 区约 58 L/(户·d)，B 区约 30 L/(户·d)，两种归一方式都指向同一个结论：先动 A 区。布点资源也跟着倾斜，A 区按表 6.2.2 满格布设，B 区可以减少频次。

4、几项口径要先统一

这项推算要能跨年比较，有三件事必须先在台账里写死。一是夜间低流量的取值方式，取瞬时值还是取某一段的平均值，平均多久，一旦定下便不再更换。二是日供水量的统计周期，与用户的抄表周期对齐，错月的比较没有意义。三是边界发生变更后要重新起算，调整前后的数据不连成同一条趋势线。三项统一之后，同一个分区在不同年份的数据才谈得上可比。这条线拉得越长，判断分区状态的变化趋势时把握越大，而对一次性的横截面比较来说，只要口径写清楚了，也够用。

七、压力修正：夜里的漏不等于全天的漏

漏口出流量与管道压力之间不是线性那么简单，工程上常用幂律关系描述，指数在 0.5 到 1.5 之间取值。0.5 对应刚性孔口的孔口出流理论值，漏口随压力升高而张开时，指数会向 1.5 一侧移动，取 1.0 是管网中多种漏点混合时的常用折中。

沿用 A 区的数据。设该区夜间平均压力为 0.32 MPa，全天平均压力为 0.26 MPa，两者之比为 0.8125。取指数 1.0 把夜间漏失流量 1.18 m³/h 换算到全天平均水平，得到 0.96 m³/h，日漏失量随之降到 23.0 m³/d，占日均供水量的 11.0%。不做这一步修正时，相应数值为 28.3 m³/d 和 13.5%，高出四分之一左右。

指数取值本身带来的摆动也不小。同样的数据改为指数 0.5，全天平均漏失流量为 1.06 m³/h，日漏失量 25.5 m³/d，占 12.2%。改为指数 1.5，全天平均漏失流量 0.86 m³/h，日漏失量 20.7 m³/d，占 9.9%，三个指数之间差了 2.3 个百分点。压力比测得越准、越接近真实混合漏点的指数取得越准，这一步的不确定性越小。

实现这一修正并不复杂。第 4.4.7 条在同一处要求 DMA 宜同时安装压力监测设备，流量与压力均宜远传。有了同步的压力序列，压力比是可以直接算出来的，不必去估。

八、户均夜用基数才是真正的敏感变量

把上一节的敏感性分析换回来重做一遍，会发现真正的变量不在压力指数，而在夜用基数。

仍用 A 区的数据，其他条件不变，只改户均夜间合法用水一项。取 1.0 L/(户·h) 时，合法夜用合计 0.74 m³/h，夜间漏失流量 1.66 m³/h，修正后日漏失量 32.5 m³/d，占日均供水量的 15.5%。取 2.0 L/(户·h) 时得到 11.0%。取 3.0 L/(户·h) 时，合法夜用 1.71 m³/h，夜间漏失流量降到 0.69 m³/h，日漏失量 13.5 m³/d，只占 6.4%。

基数从 1.0 摆到 3.0，结论在 6.4% 到 15.5% 之间移动，跨度超过 9 个百分点，这个幅度远大于压力指数的 2.3 个百分点。跨阈值尤其危险：6.4% 是一副可以再看看的样子，15.5% 已经到了必须立即安排排查的程度，两者的分野完全系在一个估计值上。

把基数做实的办法是抽样标定。在分区内抽 20 到 30 只户用水表，抄读 22:00 与次日 5:00 的示值，差值即为该户整夜的合法用水，除以 7 h 得到户均值。抽样户要有代表性，租户多、夜间上班家庭多的楼层要覆盖到。标定一年重做一次，季节变化明显的地区一年两次。二次供水的水箱补水、公共区域的夜间冲洗这类非居民负荷不能忽略，它们往往比户内用水还大。

九、把夜窗结果放回 CJJ 92 的口径

1、先分清两个率

第 5.1.1 条给出的漏损指标有两个：综合漏损率与漏损率，其中评定指标是漏损率。术语 2.0.18 把综合漏损率定义为管网漏损水量与供水总量之比，2.0.19 则把漏损率定义为由综合漏损率修正后得到的指标。两者的关系是第 5.2.2 条的算式：漏损率等于综合漏损率减去总修正值。

夜窗推出来的那个 11.0% 落在哪一边。它是本文第六节按一组示例参数推演得到的数值，由该分区的物理漏失水量与区域供水总量相除而来，不属于任何公开统计。回到 CJJ 92-2016 第 5.1.1 条的口径，它归入管网漏损水量的一部分。综合漏损率的口径比它宽，还包含计量与台账侧的差额，两者不能直接画等号，也不能拿一个去减另一个。

2、R1 到 R4 修正的是哪些条件

CJJ 92-2016（2018 年第 335 号公告局部修订后）第 5.2.3 条给出总修正值 Rn 由 R1 到 R4 四项相加，R1 按抄表到户水量占比计算，取 0.08 与该比例的乘积。R2 按单位管长供水量计算，该量即为 DN75 及以上管道长度与供水总量之比，算式取 0.99 与该量减 0.0693 的乘积，高于 3% 按 3% 计，低于 -3% 按 -3% 计。R3 按年平均出厂压力分档，超过 0.35 MPa 且不超过 0.55 MPa 取 0.5%，超过 0.55 MPa 且不超过 0.75 MPa 取 1%，超过 0.75 MPa 取 2%，不超过 0.35 MPa 时不修正，R4 在冻土深度超过 1.4 m 时取 1%。

按一个市级口径的示例推演：年供水总量 9200 万 m³，DN75 及以上管道 900 km，单位管长供水量为 0.098 km 每万 m³，代入得 R2 约 2.82%，抄表到户水量占比 0.60，R1 为 4.8%。年平均出厂压力 0.42 MPa，R3 取 0.5%。冻土深度 0.8 m，R4 为 0。总修正值合计 8.12%。若该市综合漏损率为 17.5%，减去后得到漏损率 9.4%，优于第 5.1.2 条的一级标准 10%。同组数据不做修正时是 17.5%，连二级的 12% 都够不上，差别有多大，一看便知。

第 5.1.2 条把漏损率分为两级，一级 10%、二级 12%，这是第 5 章给出的评定分界。《水污染防治行动计划》（国发〔2015〕17 号）对公共供水管网漏损率提出的控制目标同为 10%，与一级标准的目标值落在同一条线上，评定口径与行业的目标设定在这里是一致的。

3、这套修正不能挪到分区层面用

把 R1 到 R4 直接套到 A 区会发生什么。抄表到户比例按 1.0 计，R1 为 8%。单位管长供水量按 12.0 km 与年供水 7.67 万 m³ 之比算得 1.57，代入 R2 的算式后远超 3%，按封顶计 3%。R3 按出厂压力 0.42 MPa 取 0.5%。三项相加 11.5%，已经超过第七节算出来的物理漏失率 11.0% 本身。用错了层级，整个信号被修正值吃掉，剩下的数是负的。

原因不复杂。R1 到 R4 是为供水企业整体或独立计价区的评定设计的，0.0693 这个基准来自更高的管网密度和更大的统计样本。分区层面把它拿来用，只会撞上封顶或被匆忙抹平。分区数据的正确用法是横向排队——比谁更差，以及同一个分区自身的纵向比——比修好之前好了多少。评定归评定，排序归排序，两套口径各归各位。

十、不确定度分项怎么摊

夜间评估的结论算出之后还差一道手续。落笔前把不确定度摊开，读者才知道这个数能撑多大结论。按对结果的影响程度从大到小排列，共七项：

夜间合法用水的估计基数。上文演示过，单项即可造成 9 个百分点的摆动，在全部来源中居首，改善手段只有抽样标定，一年不少于一次。

夜间低流量的取值口径。瞬时值、15 min 均值、1 h 均值三者差别明显，一次冲厕或一个水箱补水的脉冲足以把瞬时值抬高。统一取夜窗内的 15 min 均值，并把窗口内的取值时刻记进台账。

DMA 边界的封闭性。零压测试没通过而仍然往下算，邻区来水会整体抬高结果，误差方向单一且往往很大。

分区内的压力分布。进口压力监测点通常在边界上，分区内部尤其是高差明显地段会明显偏离，压力比取错时第七节的修正跟着错。条件允许时在分区的低点与高点各加一只压力测点。

布点覆盖的完整性。未布点或未安装设备的管段，其漏点对这次评估的贡献为零。这会让结果系统性偏低，而不是随机波动，盘点时按台账核对管道长度，算出实际覆盖比例。

记录仪读数与漏失水量之间的转化环节。这一项常被忽略。设备内部由压电传感器拾取振动，经算法给出 CNV 与 LCF 两个量，配合以 0 至 99 的数值和三色分级显示状态。这个输出回答的是「有没有漏、漏得强不强」，不是「漏了多少」。把音量换算成流量这条路走不通，两者之间的传递函数受管材、埋深、回填土、漏口形态的共同影响，现场标定不了时不要换算。

单夜代表性。一次夜窗只能说明那一夜的情况。连续多夜取中位数，比挑一个看起来漂亮的值可靠得多。

十一、四类常见误区

把设备量程当作规程间距。前文算过，两类口径相差一倍有余，且差值恰好落在听感偏弱的管材上。表 6.2.2 的距离来源自成体系，量程是设备的覆盖能力，两者不是一个坐标下的数。

用设备内部的量化指标替代漏失水量计算。记录仪读到的声音强弱与漏口的实际出流量之间没有固定的换算系数，同一个读数在不同管材、不同埋深、不同压力下对应的实际漏量可以差出好几倍。评估需要的是进口表和压力和基数的组合运算，设备给的是核查位置时的依据。

把夜间低流量直接当作漏失量。中间隔着合法夜用这一层，扣错了量级跟着错。这也是为什么第八节花那么多篇幅劝人去抄几十只水表。

DMA 划定之后长期不动。用户结构变了、阀门操作变了、周边施工改变了边界，分区的封闭性会退化。零压测试按周期复测，不能只做一次便当作终身结论。

十二、常见问题

1、夜窗固定在 2 点到 5 点，能不能改到 1 点到 4 点

规程写的是「一般在凌晨 2 点至 5 点之间」，给了调整空间。改之前先拿出口表的历史数据核实地点的谷段落在何时。工业负荷占比高、夜班集中的区域，谷段可能整体后移，这时往后挪比往前挪更稳妥。改动之后务必保持一致，同一套数据里换了窗口，纵向趋势随之断开。

2、进口表的小流量性能不够怎么办

这是第 4.4.7 条第 2 款专门提到的环节，不能凑合。夜间流速低，表具一旦进入其误差急剧放大的区间，读到的低流量不足以支撑后面的推算。处理办法是更换或并列一台适合低流速的计量设备，而不是用系数去补。

3、户均夜用基数取多少才合适

不存在通用值。同一座城市的高层住宅、老旧小区、别墅区可以相差数倍。按第八节的方法抽样标定，取分区自身的数，比照抄别人的经验值可靠。实在没有条件标定时，在报告中把基数作为一个显式的假设写清楚，并给出取上下限时的结果区间。

4、某几个点位三色显示长期偏红，要不要马上开挖

先看是不是真漏。把点位附近的阀门、排气阀、消防栓逐一核查，排除持续干扰声源。再看相邻点位的读数是否支持同一个判断，单点红而两侧都绿，通常是局部安装状态的问题，例如吸附面有锈蚀层或松动。确认无误后，按该点所在管段的管材与埋深安排开挖顺序，先做阀门操作试验与地面听音复核。

5、零压测试压降下不来是什么原因

多数情况下是边界阀门内漏，逐个隔离后再测，能定位到具体哪一只阀关不严。其次是分区内存在未经台账记录的连通管，例如施工临时接管拆除后遗留的支管。压力降到某一数值后长时间不动，基本可以判定是旁路进水而非一两次的用户用水。

6、不同分区之间可以直接比较夜间低流量吗

不能。分区规模、户数、管道长度、用水结构全都不同，裸流量值放在一起没有意义。先做完第六节的减法，把合法夜用扣掉，再按管道长度或户数归一，得到的单位指标才具备横向可比性。归一方式建议同时保留两种：按管道长度的指标适合判断管网本身的状况，按户数的指标适合判断服务对象的实际影响，两个口径同时抬升时，把该分区排到检修计划的前面。纵向比较同一个分区在不同时期的数值时，还要注意期间是否发生过边界调整、用户增减或计量设备更换，这几类事件之后应当重新起算，不要把前后的数据连成一条线。

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