气体示踪法是一种高效、精准的供水管网漏点探测技术，尤其擅长定位传统声学方法难以发现的隐蔽漏点。下面将系统地阐述其核心原理、操作流程及应用实践。

一、理论知识（智慧水务版）

1. 基本原理

气体示踪法（气踪法）： 向密闭管段注入安全示踪气体（水务主流：5%H₂+95%N₂ 氢氮混合气），气体随水流从漏点渗出，向上穿透土壤扩散到地表；用高精度气体检测仪沿管道路面扫描，浓度峰值正下方即为漏点。

核心公式（理想气体）： P瓶V瓶=P管V管 控制注入压力，避免爆管或扩大漏点。

2. 示踪气体选择（水务标准）

氢氮混合气（5% H₂+95% N₂）：首选 ✅ 无毒、无味、无腐蚀、不可燃（5% 为爆炸下限） ✅ 氢气极轻（比空气轻 14 倍），扩散快、穿透力强 ✅ 土壤背景几乎为 0，灵敏度可达 1ppm

氦气：次选，稳定但成本高，适合高精度场景。

3. 适用场景（智慧水务高频）

✅ 非金属管道（PE/PVC）：声波法无效，气踪法首选

✅ 深埋管道（1.5–3m）：声波衰减大，气体可垂直穿透

✅ 微小暗漏（滴 / 分钟级）：传统法找不到，气体可累积检出

✅ 环境嘈杂（厂区 / 主干道）：不受振动、噪声干扰

✅ 智慧水务分区（DMA）：分区隔离后精准定位小区漏点

4. 优缺点（对比传统听音 / 相关仪）

（1）优点

定位精度高：±0.3–0.5m，可直接定点开挖

不受材质、埋深、水压、漏形影响

非开挖、无损检测，降低开挖成本

可量化漏损（浓度与漏量正相关），支撑智慧平台分析

（2）缺点

需关阀隔离管段，影响供水（DMA 分区影响小）

需等待扩散（0.5–2h），不如声波法即时

大风、大雨天气不宜（风散、雨溶）

二、标准设备清单（一套即可作业）

1、示踪气体钢瓶：5%H₂+95%N₂，10L/15MPa

2、气体注入装置：减压阀、流量计、快速接头（接消火栓 / 阀门）

3、高精度氢气检测仪：量程 0–1000ppm，分辨率 1ppm，带 GPS 定位

4、探测探头：地表扫描探头 + 土壤钻孔探头（深埋用）

5、辅助工具：听音杆（复核）、卷尺、标记喷漆、记录表

三、实操演示（分 8 步，现场可直接照做）

步骤 1：资料收集与现场踏勘

调取GIS 管网图：管径、材质、埋深、阀门 / 消火栓位置

现场确认：管道路由、路面类型（水泥 / 沥青 / 泥土）、周边环境（避开大风 / 雨天）

划定检测区间：DMA 分区或疑似漏段（≤800m，过长浓度过低）

步骤 2：管段隔离（关键！）

关闭上下游阀门，完全隔离待测管段

打开最高点排气阀，排空管内空气（避免空气稀释示踪气体）

检查阀门、接口、水表是否外漏，确保密闭

步骤 3：气体连接与注入

钢瓶→减压阀→流量计→消火栓 / 排气阀接口，气密连接

设定注入压力：≤0.3MPa（或工作压力的 10%），严禁超压

缓慢开阀充气，边充边观察压力，稳定后关闭钢瓶

记录：注入时间、压力、气体量、管段体积

步骤 4：扩散等待（耐心！）

常规埋深（≤1.5m）：等待 30–60 分钟

深埋（1.5–3m）：等待 1–2 小时，让气体充分穿透土壤

期间可准备检测路线、调试仪器

步骤 5：网格化扫描检测（核心操作）

仪器开机校准：背景值归零（≤1ppm）

沿管道路由每 0.5 米 1 测点，缓慢行走（约 0.5m/s），探头贴近地面

读数记录：ppm 值 + GPS 坐标 + 路面情况

浓度突升（≥5 倍背景）：加密扫描（0.1–0.2 米间距），圈定峰值区

深埋 / 硬化路面：钻孔（直径 20mm，深 30–50cm），插入探头测土壤气浓度

步骤 6：漏点精确定位（交叉验证）

浓度峰值法：最高 ppm 处（通常≥50ppm）正下方为漏点

梯度法：峰值点向四周递减，中心即漏点

听音复核：峰值处用听音杆听水流声，确认漏点

标记：用喷漆画直径 0.5–1m 圆圈，标注 ppm 值与坐标

步骤 7：开挖验证与修复

小范围开挖（1m×1m），确认漏点（破裂 / 接口 / 腐蚀）

修复：补焊、换管、抱箍等

修复后二次充气复测：浓度归零，确认无漏

步骤 8：数据上传智慧平台

上传：GIS 坐标、浓度曲线、漏点照片、修复记录

平台分析：关联 DMA 分区流量、压力数据，评估漏损率、优化管网调度

四、现场演示关键要点（避坑）

压力控制：严禁超压！0.3MPa 足够，高了会冲大漏点

时间把控：深埋一定要等够时间，否则测不到

天气选择：风力≤3 级、无雨、气温 5–35℃最佳

路面影响：水泥 / 沥青路面扩散慢，需钻孔或延长等待

背景干扰：避开加油站、化工厂、氢气生产区，背景高会误判

五、智慧水务集成（进阶）

GIS 联动：检测数据自动标注在管网 GIS 地图，形成漏点热力图

DMA 分区管理：分区隔离→充气→检测→修复→复测，闭环控漏

AI 辅助判读：平台自动分析浓度曲线，智能识别峰值、排除干扰

漏损量化：浓度值与漏量建立模型，估算漏损水量，支撑绩效考核

六、常见问题与处理

无读数 / 低浓度：管段未密闭、注入压力不足、等待时间短、路面过厚 → 重新密封、升压、延长等待、钻孔

多处高浓度：管段多漏、接口外漏、土壤裂隙 → 分段隔离、逐个排查

背景值高：附近有氢源、仪器未校准 → 换检测时间、重新校准

一句话总结：气体示踪法 = 安全气体 + 精准探测 + 智慧定位，是智慧水务解决疑难暗漏、非金属管、深埋管的核心技术，定位准、效率高、成本低。