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在农村供水工程中运用重力流输水技术存在的问题与处理方法随着社会经济的不断发展，人们生活水平的不断提升，对用水的安全性以及可靠性的重视程度也越来越高，尤其是对农村的供水工程建设，更受到人们的关注，在重力流输水技术的应用之下，对改善农村供水工程的实施效率以及供水质量和安全有着一定的作用，是未来供水工程发展的重点研究方向。
标签：农村供水；重力流；输水技术；问题；处理方法前言近些年来，在农村供水工程中运用的重力流输水技术存在投资成本大、输水管铺设等问题，对农村供水工程实施的有效性有着极大的影响，更不利于农村供水工程的长期发展，因此，必须采取有效的解决方式，对此，文章主要对农村供水工程中运用重力流输水技术存在的问题与处理方法进行分析。
1 在农村供水工程中运用重力流输水技术存在的问题分析1.1 投资成本过大通过建设输水工程之后，对农村居民用水量给予了一定的保障[1]。
但是，在农村供水工程中运用重力流输水技术的过程中，由于农村居民居住地过于分散，要确保满足农村居民用水问题的话，就必须增加工程输水管道的长度，同时，输水工程量也在有所增加，使得农村供水工程的投资成本过大，而且，在投资较大的同时，用水量却较小，不利于农村供水工程的长期发展。
1.2 输水管道铺设的问题在农村供水工程中运用重力流输水技术的话，需要结合农村居住点的分布情况，进行管道的鋪设，以保证农村居民供水的有效性[2]。
但是，在实际输水管铺设的过程中，由于农村地质情况存在很大的差异性，输水管道的铺设在受到地形的影响下也会出现此起彼伏不平的现象，使得管道在输水过程中，可能出现气阻的现象，从而影响到输水管道的供水效率。
2 农村供水工程中运用重力流输水技术存在问题的处理方法2.1 合理安排管径降低农村供水工程造价通过以上的分析了解到，农村供水工程在运用重力流输水技术的过程中，由于输水管道较长、工程量较大，使得工程造价成本过大，不利于农村供水工程的长期发展，针对这一现状，需要对管径进行合理安排，以此来降低农村供水工程造价[3]。
重力流输水在灌溉工程中的应用重力流输水是一种比较理想的供水方式，它具有省电、节能、投资省、成本低、运行管理简单、方便等优点。
门头沟区清水镇黄安坨村灌溉工程的源水输送就是利用地势高差采用重力流输水。
重力流输水有它的特殊性，采用重力流输水要具备一定的特殊条件，而选用重力流输水的基本条件就是要有一定的地形高差，这个地形高差要满足灌溉系统的水头损失及灌水器的水头要求。
为此，结合黄安坨村灌溉工程的实际情况，介绍黄安坨村灌溉工程在取水、输水管道及调节构筑物的选择上是如何满足重力流输水的选用条件的。
1、黄安坨村灌溉工程的供水方式黄安坨村灌溉工程是为了解决村内地块灌溉而兴建的，黄安坨村灌溉工程地块面积250亩，灌溉面积221亩，地块内种植杏扁及核桃，采用小管出流的灌溉方式，地块内高差129m。
根据管道系统的水头损失及灌水器的工作水头要求，在1094m高程处新建水池1座。
黄安坨村灌溉工程是利用村南山上的两座塘坝的塘坝水作为水源，两座塘坝的总库容为2.5万m3，年供水能力5.5万m3，塘坝距地块约500m，水源塘坝处已接出dn63的PVC-U管，但未铺设到地块附近，尚需铺设部分dn63的PVC-U管将水源引到地块处。
塘坝取水口高程为1144m，新建水池高程为1094m，地形高差为50m，连接水源塘坝与地块的管道总长为558米，因此根据输水管所提供流量进行水量平衡计算。
（1）水源来水流量计算，采用水力学中有压管道淹没出流长管计算公式计算式中：Q—来水流量，m3/s；H—水源处到地块的高差，50m；l—管道长度，558m；A—管道过水断面积，m2；C—谢才系数，m1/2/s；；R—管道水力半径，m。
现有输水管采有dn63PVC-U管，计算得水源稳定流量为22m3/h。
（2）灌溉用水量计算式中：Qg—灌溉用水流量，m3/h；m—设计灌水定额，99.9m3/hm2；A—灌溉面积，14.7hm2；T—灌水延续时间，3d；t—每日纯灌溉时数，19.2h；η—输水系统水的利用系数，0.85。
对农村供水工程重力输水技术探讨摘要：重力式输水是给水工程中一种比较理想的供水方式，它具有省电、节能、投资省、成本低、运行管理简单、方便等优点，本文着重介绍了重力流输配水过程中存在的主要问题,提出了解决思路和具体措施，以供在解决农村饮水问题时参考。
关键词：农村供水重力流输水重要性0引言某县地貌为以县城为中心的凹陷盆地,四周是海拔高达1000多米的大山,具有山溪水多，水库多等特点；为了解决农村饮水安全问题，充分利用水源条件，选择小溪水、水库水作为供水水源，采取重力流进行输配水，已建成了几处供水工程，解决了本区几万人的饮水不安全问题，取得了较好的社会效益和经济效益。
通过不断的探索和实践，积累了一定的经验。
一、利用重力流供水时存在的主要问题一是在供水区域较大时,管网首末高差大，压力不稳定，合理分配和控制管内压力难度大，压力保护设施失灵时容易发生爆管等破坏现象。
二是管网所经地段地形复杂，铺设管道起伏不平，输水过程中容易产生气阻等不稳定因素。
三是农村群众居住分散，输配水管道长，投资大，用水量小，单方水成本、费用高。
二、主要解决途径（一）合理确定管径，减小工程造价在工程设计中通常采用通用程序对管道阻力进行计算，如假设一个流速，计算管径和阻力损失；或者假设一个管径，计算流速和阻力损失。
但对于重力流管道没有引起足够的重视，只是根据经验估计流速来确定管径，没有根据具体情况作具体的分析计算，容易造成设计失误。
因此，有必要对其进行深入的分析，找出正确合理的计算方法。
第一，确定输水管道内径。
管道设计内径d(m)，应根据设计流量和设计流速确定。
式中：D-管道计算内径(m)；Q-管段设计流量(m3/S)；Ve-流速(m/s ) 。
重力流输水时，我们不主张采用经济流速，而是使用安全流速，即管网运行安全的流速，要比经济流速大的多，从上式可以不难看出，当流速增大时管径自然就小了。
第二，水头损失计算。
沿程水头损失，按下式计算：h1 =i×LPVC-U硬塑料管的单位管长水头损失计算：式中: h1-沿程水头损失(m)；L-计算管段的长度(m)；i-单位管长水头损失(m ／m)；d-管道内径(m)。
农村供水工程重力输水技术研究农村供水工程是农村发展中至关重要的基础设施，它关系到农村居民的生活用水和农业生产的灌溉需求。
而供水工程的重力输水技术是实现农村供水的重要手段之一。
本文将就农村供水工程中的重力输水技术进行研究和探讨，分析其在农村供水工程中的应用价值及存在的问题，并提出相应的解决方案。
一、重力输水技术的基本原理重力输水技术是指通过地势差，利用水的重力进行输水的技术。
其基本原理是利用地势的高低差，建设输水管道，利用管道内水流的流动势能和重力势能，实现水的从高处向低处自然流动。
这种技术可以减少能量消耗，降低供水成本，同时也不需要耗电，具有节能环保的优势。
二、重力输水技术在农村供水工程中的应用1. 自然地形的利用农村通常地势较为平坦，但也有一些地区存在地形起伏的情况，可以利用这些地形起伏的高低差，建设输水管道，实现从高处向低处自然流动的输水。
这样可以利用地形的自然优势，将水源输送到需要的地方，为农村居民和农业生产提供所需的水资源。
2. 减少能源消耗相比于需要耗电的抽水输水技术，重力输水技术可以减少能源的消耗。
由于其利用水的重力自然流动，不需要额外的能源驱动，因此可以降低供水成本，提高供水效率。
3. 降低维护成本重力输水技术相对于需要电泵维护的输水技术来说，维护成本会大大降低。
一旦输水管道建设完成并投入使用，除了日常的清洗和维护外，不需要额外的能源消耗和设备维护，大大降低了维护成本。
1. 地形条件限制农村地形起伏不大的地区，重力输水技术的应用受到一定的限制。
在这种情况下，可以采取在需要输水的地方利用抽水输水技术，将输水管道建设到需要输水的地方，再利用重力输水技术实现自然流动，综合利用各种输水技术，实现供水的全覆盖。
2. 输水管道建设重力输水技术需要建设输水管道，而输水管道的建设成本较高，对村镇财政有一定的压力。
解决这个问题的办法可以是在输水管道建设过程中充分考虑地形条件，合理规划输水管道的走向，减少输水管道的长度和施工难度，降低建设成本。
农村供水工程重力输水技术研究农村供水是保障农民生活用水和农田灌溉所必须的基础设施之一。
重力输水是一种基于重力作用，通过自然位能差或坡度差使水流从高处流向低处的输水方式。
在农村供水工程中，重力输水技术具有成本低、维护简单、使用寿命长等优点，能够为农村供水提供理想的技术支持。
1.重力输水技术的原理重力输水技术是利用水自身的重力，即自然位能差或坡度差，使水从高处顺流流向低处。
其原理可归纳为“高靠低、远靠近”。
高处的水源通过管道、渠道等输送到低处需要的位置，并通过设计合理的排水管道将用水离开低处。
该技术是一种简单而有效的输水方式。
2.应用场景（1）灌溉：重力输水技术可以实现农村灌溉，以满足作物的需水量。
这种技术可以在不需要使用泵的情况下，将水从源头输送到田间，从而实现灌溉。
（2）家庭供水：重力输水技术可以为农村居民供水。
通常，水源位于山上或高地区，通过管道、沟渠等运输水到低地区。
在低地区，将水储存在水塔或水池中，使其满足居民生活用水的需求。
（3）畜牧养殖：重力输水技术可以在畜牧养殖场中使用，为动物提供饮水。
通常，水源位于高处，通过管道输送到喂养动物的地方，满足其饮水需求。
3.技术流程（1）水源处设计：确定水源的位置，水的自然位能差和搬运距离，以便设计出合适的管道。
（2）管道选材：根据输送水量、输送距离等因素选用合适的材料，如聚乙烯、玻璃钢等。
（3）管道敷设：确定管道的路线，进行敷设，并检查每个接口是否严密，以免漏水。
（4）管道保温：为了避免管道在冬季结冰，需要在管道外部进行保温处理。
（5）根据需要设置多级分水器、闸门等控制装置，以便对管道中的水流进行控制和分配。
4.优点和不足（1）优点：①成本低：重力输水技术所需的成本较低，因为它不需要使用能耗较高的泵等设备；②维护简单：该技术的设备少，维护周期长，维修费用低；③使用寿命长：在适当维护的情况下，重力输水设备的使用寿命可以达到20年以上。
（2）不足：重力输水技术不能解决所有水源和用水的问题。
农村供水工程重力输水技术研究1. 引言1.1 研究背景农村供水工程一直是我国农村发展中亟需解决的问题之一。
农村地区由于地势起伏较大，常常出现水源地到用水地点高差较大的情况，传统的供水方式常常需要借助泵站等设备进行输水，造成设备投资和运行成本较高。
农村地区居民用水量相对较小，传统输水方式不够灵活，难以适应不同用水量的需要。
目前对农村供水工程重力输水技术的研究仍然比较有限，尚需进一步深入探讨其理论基础及应用技术，为我国农村供水工程的改善与发展提供更为可靠、经济、高效的解决方案。
本文旨在对农村供水工程重力输水技术做进一步研究，探讨其在实际工程中的应用价值，并为未来的研究和工程实践提供参考。
1.2 研究意义重力输水技术可以有效解决农村供水工程中电力成本高的问题。
传统的供水方式往往需要大量的电力支持，而重力输水技术利用自然的水流势能，不需要额外消耗电力，可以降低供水成本，提高供水效率，减少能源消耗，符合可持续发展的理念。
重力输水技术具有较高的稳定性和可靠性，可以减少供水系统的故障率和维护成本，保障农村居民的供水安全和供水质量。
重力输水技术还可以提高供水系统的适应性和灵活性，在应对气候变化、水资源短缺和突发事件时具有一定的优势，有助于提升供水系统的抗灾能力和应急响应能力。
研究农村供水工程重力输水技术的意义在于推动农村供水工程的可持续发展，提高供水效率，保障农村居民的生活水平，促进农村经济社会的可持续发展。
2. 正文2.1 农村供水工程重力输水技术概述农村供水工程重力输水技术是指利用地势高低差，通过自然重力使水流动到需要供水的地方的一种技术。
这种技术的实施不需要额外的能源投入，只需依靠管道的坡度和地形高差即可实现水的输送，因此具有成本低、维护简单、环保等优点。
农村供水工程重力输水技术的基本原理是利用管道的坡度差和地形高差，使水在管道中自然流动。
在设计过程中，需要考虑管道的材质、管径、布置方式等因素，以确保水流顺畅、稳定，并且能够到达需要供水的地方。
大落差重力输水在供水工程中的应用
大落差重力流管道输水技术具有省电、节能、投资省、成本低、运行管理简单、方便等优点。
本文介绍了有压重力输水管道设计中水力计算，管线布置，减压消能，压力水锤防护措施，排气阀的设置及注意事项，为具备重力供水条件的工程提供参考。
标签：大落差；重力输水；供水工程；应用
油田供水工程为大落差、长距离的重力流管道输水工程，为大落差、长距离的重力流输水管道工程积累了经验，通过大落差重力输水在昆北油田供水工程中的应用。
一、工程概况
油田位于地面海拔在3000～3200m，水源地地貌為沙丘和草地，海拔高度在3448.89米。
工程主要为供该油田生活用水和油田注水。
供水管线线路总长度为29.67km，其中水源地距接转站14.82km，采用供水管线管径为：DN200。
管线材质定为Q235螺旋焊缝钢管，管线规格为D219×6。
二、水压线计算方法
根据相关规范及工程经验，水压线计算自控制点起，逐段计算至起点。
控制点的水压根据使用要求已定，起点水压通过计算方可确定，这就是通常所说的“自下游向上游的水压计算方法”。
这种计算方法为输水管道设计规定了一个不容易出错、不容易走入误区的计算方法。
但是，目前的一些重力流管道设计没有严格执行这个计算方法。
相反的采用一种在水泵压力供水中工程，设计人员经常采用的并经工程设计检验为正确的“自上游向下游的计算方法”。
在重力流管道设计中，当采用自上游向下游计算方法，调整管径使得上游起点和下游终点的水头损失相等或略小于地形高差，这种计算结果与“自下游向上游的水压计算方法”得出的结果是一样的，不会出现问题。
但是，当存在大管径小流量运行状态时，即水头损失小于地形高差时，就要看重力输水管道的流量调节方式。
重力输水管道流量调节方式分为上游和下游两种方式。
如果采用上游调节流量的方式，还采用这种计算方法，就会出现计算谬误。
因为流量小于设计流量，管道中就会出现无压流，却用压力管道流的公式计算，就会得到接近落差的压力水头的错误结果。
如果采用下游调节流量的方式，两种方法得到结算结果是一样的，在管道末端会出现一个很大的富裕压力水头，这时管道的承压等级按静水压考虑，管材承压等级高，投资相应增大。
因此，在重力流输水管道设计，如果出现大管径小流量的运行状态，要结合流量调节方式，选用不同的水压计算方法，合理的选择管径和压力等级。
三、输水管道布置
油田供水工程自宽沟水源井集水间取水，水源地没有设置调节水池，直接由水源井供水，管道的供水流量随下游油田生产生活用水量的变化而变化。
管道沿线地形高差大，管线距离长，管线中途有大流量分支接出，用水点分散。
因此管道运行工况复杂，对管道的运行安全极为不利。
根据工程用水实际节点，维护管理的难易度，经技术经济比较，输水管道分成两段，每段地形落差为水源点与用水点的实际落差，各分段间设置减压阀，以降低后段管线的承压等级。
结合工程地形条件，相关规范要求及已建重力流工程经验，在地形隆起处布置吸气排气阀8座，地形低洼处设置泄水阀6座。
四、减压消能措施
由于宽沟水源至昆北联合站地形高差很大，相应的输水管线的落差也很大，根据水力计算结果，宽沟水源转站在设计流量条件下管道计算内压为180m 水柱之多。
宽沟水源联合站计算内压为360m 水柱，而且静水压力高达450m 水柱。
根据一般的输水工程经验，内压超过80m 水柱时，管道接头、阀门连接件等处容易出现渗漏、损害等故障，且影响管道整体安全。
因此根据本工程输水管道系统中存在静水头和关阀、开阀、正常运行及流量调节等水锤压力大的问题，需要采取减压消能的措施，以降低管道正常运行水压和静压，提高管路运行的可靠性和经济合理性。
1、减压消能方案。
重力供水减压消能的工程方案有设置减压水池和减压阀两种方案。
减压池存在占地面积大，建设投资大、工期长，管理不便，而且容易造成水源的二次污染及曝氧问题，而且油田依托条件差，维护管理成本高，对下游油田注水除氧工艺不利等缺点，经过综合比对，工程采用了设置减压恒压阀的方案。
经过水力计算对比，管道全程设二级减压阀即可满足要求，减压阀分别设置在K14+805和K29+305桩号处，减压阀采用高压恒压减压阀。
该减压消能方案可大幅度降低管道正常运行各种不同工况下的动水和静水压力，也能满足接转站和联合站的用水水压要求。
减压措施前后的管道纵断面和水压线简图见图。
2、高压减压阀的作用、类型构造及基本工作原理。
高压减压阀是一种自动降低管路工作压力的专门装置，它可将阀前管路较高的水压减少至阀后管路所需的水平。
出口压力不受进口压力和流量变化的影响，既可减静压，又可减动压。
高压减压阀按结构形式可分为膜片式、弹簧薄膜式、活塞式、杠杆式和波纹管式；按阀座数目可分为单座式和双座式；按阀瓣的位置不同可分为正作用式和反作用式。
高压减压阀的工作由阀后压力进行控制。
当压力感应器检测到阀门压力指示升高时，减压阀阀门开度减小；当检测到减压阀后压力减小，减压阀阀门开度增大，以满足控制要求。
结论：
1）大落差中重力供水较水泵压力供水具有省电、节能、成本低、运行管理简单、方便的优点。
在油田具备地形重力供水的地区，它是一种值得推广的理想供水方式。
2）重力压力输水管道因上下游流量调节方式的不同，管道的流态会不同，特别是输水流量较小情况下，应根据不同调节方式，采用不同的水力计算方法。
3）重力有压输水管道的减压阀建议采用减压恒压阀，可实现在最大设计流量时不减压消能，而仅消减小流量运行时产生的富裕水头。
在长距离高落差重力流供水工程中，阀前初始内水压力较大，如阀门操作不当导致阀前压力过大，会严重威胁输水系统的安全运行。
根据推导了有摩阻管道首相水锤的阀前压力解析公式及其阀调节关闭规律；公式正确反映了阀前压力与其一段直线关闭规律两者之间的关系，且精度较高。
参考文献：
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[2] 金锥，姜乃昌，汪兴华. 停泵水锤及其防护[M] . 北京：中国建筑工业出版社，2012.。
