智管網

「智管網」計劃是水務署利用監測和感應設備，將每天自動收集到的水流量及水壓，透過電腦分析來監測區域內用水流失的情況。水務署根據現有水管網絡的結構狀況、覆蓋範圍、水管長度、地勢高低、用戶數量及類型等因素，在龐大的食水分配管網中建設大約2,400個獨立監測區域（District Metering Area）。

此外，在不影響維持正常供水所需最低水壓的情況下，水務署會在「監測區域」內安裝減壓閥，讓該區域成為「水壓管理區域」，實施水壓管理，降低水壓，減少水管滲漏的失水量。（關於水壓管理，可參看本章《香港配水系統的原理與獨特性》一文）

智管網運作示意圖

每個獨立監測區域均會安裝流量計和水壓記錄儀，有效地收集水流量及水壓數據，以監測區內用水流失情況，從而實施針對性措施，包括主動測漏、水壓管理、為滲漏水管進行快速維修、更換或修復水管等。

截至2023年9月，水務署已建立約1,900個監測區域。水務署透過分析收集所得的數據，就懷疑有滲漏的監測區域作進一步檢測，以便跟進及維修，而在維修後監測區域內的失水情況已得到明顯改善。

智能管網管理電腦系統

水務署於2020年啟用「智能管網管理電腦系統」，將在監測區域和水壓管理區域收集到的數據上傳至該電腦系統作管理和分析。「智管網」讓水務人員及早偵測供水管網的異常狀況，有助制定合符成本效益的應對措施及實施的優次。

智能管網管理電腦系統示意圖

水管測漏

當發現個別監測區域的管網數據異常，水務署會安排水務人員對該區域進行測試。假如初步確定是水管滲漏，下一步就是要在監測區域的地下水管中找出漏水點。期間水務人員需要進行多項測試，才可以找出懷疑漏水的喉管，最後確定漏水位置，以便維修。

漏水喉管探測：找出懷疑漏水喉管

當水管漏水時，因為水管內的水壓，喉管的漏水位置會產生聲響，並沿管道兩邊傳遞。工作人員可以透過安裝噪聲記錄儀，找出懷疑漏水喉管的大約位置。記錄儀在每晚的預設時間（通常是深夜2時至4時，附近環境比較寧靜的時候）自動啟動，記錄管道所偵測到的噪聲。透過分析所儲存的噪聲，系統便能判斷附近喉管是否有漏水跡象，方便水務人員對懷疑有漏水的喉管作進一步檢查。

漏水管段探測

噪聲相關檢漏：收窄漏點範圍

由於漏水聲波會沿喉管兩邊傳遞，越接近漏點，接收到相同噪聲的時間會較早。工作人員會將兩個感應器分別安裝在可接觸到喉管的位置，例如喉管閥門，並輸入如喉管長度、管徑及物料的資料，漏水噪聲相關儀主機便會透過比對兩個感應器接收到相同噪聲的時間，運算出漏水點位於兩個感應器之間的相對距離。

噪聲相關檢漏原理

漏水點確定

根據漏水噪聲相關儀計算出的結果，工作人員會利用聽漏棒或電子放大聽漏儀，沿喉管路線進行聽漏，以確定漏水位置。聽漏棒的設計像耳蝸，有助放大漏水聲音。將聽漏棒直接接觸地面，接受過相關訓練及富經驗的水務人員便能夠循聲音尋找漏水點；電子放大聽漏儀的原理相同，但具有量度聲量分貝及音頻過濾等功能。為減低環境聲音的干擾，有需要時，確定漏水點的工作會在深夜進行。

大尺寸水管測漏：在線檢測技術

現時行內大部分的水管測漏方法都是透過聲學原理檢測喉管漏水；但漏水聲音的強弱或傳播衰減會受水管的物料、尺寸、周遭環境、水壓等因素影響。例如尺寸較大的水管（如管徑600毫米以上的水管），上述的方法未必能有效地找出漏水喉管的位置，可能需要使用其他測漏儀器。

水務署有採用一些在線檢測技術，如利用一個內含聲音感應器的鋁合金核心球進行檢測，經入口點放進運作中的帶壓水管，在水管內隨水流動，便可沿喉管記錄聲音。由於漏水的地方聲量一般會較大，當鋁合金核心球經過漏水的地方時，它會同步記錄噪聲的位置，有助水務人員作進一步調查及維修。

Q-Leak的地下水管測漏中心

要確認漏水位置，最可靠的方法仍然是靠聲音辨識，但由於實際的環境千變萬化，不論是耳測，還是使用儀器，前線人員都需要透過不同練習累積經驗，而引入大數據分析則有助提升偵測的效率與準確度。為此水務署於2020年與香港理工大學合作，設計及建造一個名為「Q-Leak」的地下水管測漏中心，並設有水管測漏訓練場地。該中心已於2021年7月落成啟用。

Q-Leak在測漏培訓及研究上擔當着重要的角色：

為水務人員提供測漏培訓

水務署利用Q-Leak作為一個實地的水管測漏訓練場地，為水務人員提供測漏訓練，讓他們學習基本知識，了解測漏所需的程序及步驟、儀器操作、分辨漏水聲音等。

香港的道路及管網情況複雜，不同喉管物料及管徑，反映的漏水噪聲並不一樣，故此水務署在Q-Leak約2,000多平方米的訓練場內，鋪設了總長度約400米的水管網絡、由不同大小和物料組成，路面亦以草磚、混凝土、瀝青等不同物料覆蓋，儘量模擬香港各種供水管道及路面環境情況，訓練場的水管網絡內亦安裝了各種不同的裝置包括閥門、減壓閥等，模擬不同水流模式設計。

訓練場預設有80多個模擬漏水點，讓受訓人員可練習在不同環境下使用各類測漏儀器，進行音聽視察、噪聲記錄及分段測試，逐步收窄懷疑滲漏喉管的範圍。

建立行業的資歷認證

除了政府水管，私人物業內的地下水管亦不時出現滲漏的情況，長遠來說，私人物業測漏工作的需求必然增加。Q-Leak的出現正好為本地業界提供適當培訓，讓業界人士接觸並學習使用最新測漏儀器，有助提升技術。

Q-Leak亦可方便業界進行技能評估，由於訓練場的漏點設計靈活，盲測 （Blind Test）的方式可以千變萬化，由易到難，可用作全面測試學員的測漏能力。

研發適用於香港情況的測漏技術

建立漏水聲音頻譜

相比先進的電子測漏儀器，傳統的測漏技術暫時更準確可靠。老師傅憑藉多年經驗，可以準確分辨出漏水聲音，然而匠人技術難以傳承，也會隨着水務人員退休而失傳。新的測漏儀器讓水管漏水的聲音得以記錄，從而建立數據庫。當結合從其他感應器所收集的資料，分析與學習也就更方便。

事實上，不同漏水情況都有獨特的聲音頻譜，膠喉、鋼管喉的漏水聲音固然不同，隔着磚砌地面、石屎地面所傳遞的聲音又有分別，這些組合可以千變萬化。人工智能可以分析大量漏水聲音的頻譜，並進行聲音識別，如此便可以掌握某個聲音頻譜與漏水情況之間的關係。基於已識別的關聯，人工智能可以進一步模擬不同管徑尺寸喉管的漏水聲音頻率。如將來發現同樣的聲音頻譜，水務人員便可更快辨識漏水情況，預防水管進一步爆裂。

小知識

應用透地雷達

提升測漏工作的效率也是研究的另一個重要目的。水務署每次安裝噪聲記錄儀進行測試都需要不少人手，工作涉及圍封路段、在沙井安裝儀器，數據收集需時一至兩天，監測的範圍卻相對有限。為此，水務署於2022年與香港理工大學展開合作，研究將透地雷達（Ground Penetrating Radar）技術應用在水管測漏上。

透地雷達是以雷達波探測地表以下狀況，原理是向地表發送雷達波進行探測，記錄並儲存不同物質所反射訊號的強度和所需時間。在一個區域進行一系列的雷達探測，就可以將多個剖面影像組成立體檢測圖像。現有的透地雷達原本是用作管線探測，以檢測圖像顯示水管位置。如要在此基礎上探測漏水情況，研究團隊便需要擷取、辨識及定義漏水的圖像特徵。Q-Leak在這方面就扮演了重要的角色。研究團隊可以在訓練場內已知的漏水點，利用透地雷達擷取各類漏水情況的相應圖像特徵，從而顯示懷疑漏水點。

香港大部份水管位處公路範圍。當智管網的數據資料顯示某監測區懷疑漏水，水務人員便可以利用汽車拖動透地雷達，駛經整個監測區的公路。一般來說，利用傳統方法需要超過一星期才可以收集三、四十公里水管的數據，利用汽車拖動透地雷達只需要約一小時便能完成，大大縮短工序時間和減低成本。

水管資產管理策略

風險為本的水管改善

水務署於2000年至2015期間，推行了大規模的水管更換及修復計劃，更換及修復嚴重老化和經常爆裂的水管。整個計劃改善了約3,000公里的老化水管。自此，水管爆裂個案數目已大幅減少約90%。隨著整體供水網絡狀況得以改善，大型的更換及修復水管不再是維持網絡健康的唯一有效方法，部門需要更具成本效益的措施，以平衡各項因素，包括風險、成本及服務水平。現時水務署採用「風險為本水管資產管理策略」，透過考慮水管爆裂或滲漏的後果、使用年期、物料、過往爆裂或滲漏記錄、周遭環境等因素，評估水管爆裂或滲漏的風險，並為評定為高風險的水管優先進行改善工程，讓水管更換和修復等改善工程可以有系統地進行，減低水管爆裂和滲漏的風險。配合期間推行的水管滲漏控制及水管壓力管理，供水管網的狀況大為改善。水管爆裂個案由2000年超過2,500宗，下降至近年每年平均40宗或以下，降幅高達98%，而水管的滲漏個案數目亦同步下降。

2000-2021年本港水管爆裂個案

更換或修復水管

香港的地下管網密度高，現時經常掘路進行維修工程的公用事業機構約有20個，例如煤氣喉、光纖線路、雨水渠和電纜等，而水管網絡建設中最常見的問題，是鑿開坑道後才發現工程圖上沒有顯示的其他公共設施，故此要在已發展區地下尋找水管路線作更換或修復並不容易。

香港水管一般以明挖法鋪設，即開鑿地面，將水管鋪在地底，再連接起來。由於需要避開現有眾多的地下設施，而喉管亦通常深藏地底，更換水管工程便需要平衡多方面的考慮，包括對用戶供水服務及交通的影響。在交通繁忙的路口或喉管橫越道路的地點，水務署會利用「有限度開掘」技術，減輕對交通造成的影響。

水管的建築信息模擬及點雲

為了盡用地下有限空間，並避免與現有管道走向出現衝突，設計大口徑水管的路線向來挑戰重重。過往的水管設計主要以二維形式呈現，但建築信息模擬（BIM）技術可提供更可靠的三維立體圖，從而輔助水務署盡用可見的地底空間，並於設計階段儘早識別擬建水管的走線是否與現有管道有衝突，避免延遲發現造成時間和金錢的損失。

此外，水務署正為所有新鋪設的水管，以及挖溝後發現的地下公用設施管道，進行點雲測量（Point Cloud），然後基於點雲數據，製作新鋪設水管的建築信息模擬。點雲數據及建築信息模擬會儲存於水務署的數據庫，以便日後設計水管時有更準確的紀錄作為參考，從而節省鋪設水管的時間和開支，減少對公眾的影響。