大落差长距离重力流输水管线系统防护和控制

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。

给水排水工程Water Supply&Drainage Engineering 重力流输水管道水锤与防护措施研究申屠华斌I,毛燕芳I,张逸夫2,柳景青2（1.上海市水利工程设计研究院有限公司，上海210061；2.浙江大学建筑工程学院，浙江杭州310058）摘要：依托某长距离输水工程，借助hammer软件对输水管道进行关闭阀门工况模拟，发现处于重力流上游的管道在关闭阀门时，未岀现严重的水锤危害，但是处于下游的管道则在沿线多处发生断流弥合水锤，岀现了较大的负压或正压。

经分析研究采用空气阀与超压泄压阀组合方案，用hammer软件进行拟合发现在沿线输水管道设置空气阀能够消除负压及由此产生的断流弥合水锤，在管道下游末端安装超压泄压阀以释放超出正常范围的水锤正压，可以保证输水系统在最不利的水力过渡过程中安全运行。

关键词：重力流；输水管道；水锤；供水安全；空气阀；超压泄压阀中图分类号：TU991.39文献标志码：B文章编号:1009-7767（2019）01-0115-04On Preventive Measures for Water Hammer of Gravity Flow PipelineShentu Huabin,Mao Yanfang,Zhang Yifu,Liu Jingqing供水管线是城市基础设施中的重要组成部分，供水管网运行状况与居民日常生活用水密切相关，而对市政管网的优化设计一直是专家学者研究的热点，供水管线设计不合理将引发水锤等安全事故，导致供水服务设施中断，给居民的生活和生产带来严重的影响。

近年来，水锤等安全事故多发，主要体现在2方面：1）由于我国水资源分布不均匀，长距离输水工程日益增多，如南水北调工程、陕西省引黄工程;2）随着城市化进程加快，现有市政管网基本实现城乡一体化，供水管网拓扑结构更加错综复杂。

国内外不少专家学者均对水锤与防护进行了研究,Vitkovsky等”采用遗传算法,Bergant等卩〕利用粒子群优化算法等智能算法对水锤防护的设计参数进行了优化。

大落差长距离重力流输水管线系统防护和控制摘要：随着我国社会经济和工业化的迅猛发展，长距离输水工程越来越多的出现，而随着工程实施建成，在后期运行的过程中，系统控制及水锤危害问题也日益显现出来，在初期重水锤分析，轻系统控制的现象特别明显。

长输管线的安全防护，是一个需要综合考虑的系统，并不指一台控制阀，一个调节罐的技术特性，而是一个小型而健全的安全系统，其内容大致包括：监测、控制、事故预案以及后期运行数理反演评估。

因此为了保证长距离输水系统工程的运行安全，选择安全可靠、经济合理的控制系统和水锤防护措施变得尤为重要，实际工程更需要这方面的技术，本文主要对此进行了简单的探索。

关键词：长距离、大落差、重力流、W型系统、系统控制、水锤防护1重力流输水工程的现状和问题1.1主观轻视相对于水泵长输供水，重力流供水相对传统，小规模工程较为普遍，主观上似有简易的错觉。

因此在初期的工程当中，明显地感觉到“功课不足”。

主要表现为:实际流速过快（2.5m/s～3m/s），平时流量波动较大，可能出现离奇突发的爆管事件。

1.2经验不足由于时间、投资与地形的限制，在设计当中设计人员往往并不熟练掌握重力流水力计算（水头为主导因素，决定阻力与流量）在下坡段局部突起部分，可能会出现半管流、虹吸等不利工况，而在设计阶段并未被发现，使得实际运行过程当中出现流量变化的随机性。

1.3控制不当过分注重关阀水锤的水力计算而疏于对水锤发生原理的本质理解，造成教条性的操作失误，引发水力激荡，甚至管线的破坏。

1.4不加控制对长距离输水管线无控制地变流量输水，使得管道长期处于压力陡变的随机状态。

2重力流水锤分析重力流的水锤则多为“关阀水锤”。

该类水锤不会像水泵停泵水锤那样，有一个压力先下降的“预演”阶段，而是在阀门关闭的瞬间，水锤即刻到来。

调节阀的调节，在另一个角度讲，是调节阀的局部阻力与沿程总阻力的抗衡。

只有在阀门的阻力足够与沿程阻力相当的时候，才可以进行调节工作。

论长距离加压输水管道的安全防护措施作者：罗德生来源：《建筑工程技术与设计》2014年第22期【摘要】本文通过分析长距离输水管道的技术难点和工作特点，并提出了相关的安全防护措施。

对于建立起汛期管线维护、完善的检测体系，穿越各重要交通节点的管道的安全防护措施以及停泵水锤的相关防护措施等问题进行了重点论述，从而为类似的工程提供了参考。

【关键词】长距离；输水管道；安全防护措施长期以来，水资源短缺一直都是制约我国经济发展和人民生活水平提高的一个重要因素，水资源短缺在我国时间上和空间上的表现为分布的不均匀，这就进一步的增加了水资源的供需矛盾。

随着城市化进度的加快，人口的增多，居民生活水平的提高和社会的发展，一方面导致了人民对于水资源的需求越来越高，另一方面也导致了可利用的水资源越来越少，加重了水资源短缺的危机。

笔者通过结合"三涌补水"工程，探讨对于长距离的输水管道在运营中的安全措施。

一、长距离输水管道的技术难点和工作特点以广州市"三涌补水"工程为例，该工程为广州市的重点大型水利工程，施工及服务的范围主要在城市的中心区，该工程的设计学科与结构类型众多，且管道沿线有众多的大型居住小区和敏感构造物，从而导致了安全防护难度加大，管道系统的运行技术复杂，主要的技术难点和特点如下所示：1、管线上设有各种类型的阀门如闸阀、排泥阀、排气阀以及蝶阀等数十个，阀门开关与水泵较多，导致管道系统内部的水利过渡过程十分复杂。

2、补水工程所经过的地区地质条件较为复杂，拐角多，土层分布不均匀，沿途穿越的道路和湖泊较多，尤其是会穿越几条交通干线的重要节点。

3、管道沿线有许多的大型居住小区和敏感建筑物，在管道的运行过程中与管线相互影响。

二、维护输水管道运行的安全措施自"三涌补水"管道正式输水投入运行以来，输水管道的运行情况良好，从未出现有保管事故。

事实说明，做好输水管线的维护和管理工作，是确保"三涌补水"管道正常补水和安全运行的关键，下面笔者就长距离加压输水管道的安全防护措施，结合该工程管理的经验，作出如下探讨。

长距离输水管道运营安全防护措施发表时间：2018-01-07T21:16:27.603Z 来源：《基层建设》2017年第30期作者：宋昆华[导读] 摘要：本文结合相关案例对长距离输水管道的工程特点进行分析，并根据工程的探点探讨相关的防护措施，希望可以进一步的提高长距离输水管道运营的安全性。

昆明自来水集团公司摘要：本文结合相关案例对长距离输水管道的工程特点进行分析，并根据工程的探点探讨相关的防护措施，希望可以进一步的提高长距离输水管道运营的安全性。

关键词：长距离；输水管道运营；安全防护措施长距离输水管道具有起伏变化较为复杂的特点，能够影响其正常运行的因素有很多，尽管各类防护措施有很多种，但依然会有各类事故发生，对输水系统的运行安全造成了极大地影响，而且在管道运行期间也会对管线周围较为敏感的建筑物造成影响，包括桥梁、地铁、市政干道等，如果在管理的过程中存在盲点，或安全机制不够完善，则会产生巨大的安全隐患，威胁到社会的安定，所以，要根据长距离的输水管道运行特点，采取安全有效的防护措施，使输水管道的安全运行得到保证。

一、工程概况某市补水工程在河流航道边建立一级泵站，对航道中的潮水加以抽取，管线沿高速公路修建，将河水引入调蓄池，沿线穿过多条交通主干道及铁路运线等重要节点，并将二级泵站修筑在调蓄池处，对调蓄池水进行抽取，利用重力流埋管对流经调蓄池的河涌进行补水。

该工程干线管道总长172553m是该市的重点水利工程，其结构类型较为复杂，涉及的专业也较为广泛，水管沿线有很多敏感构造物，使得管道系统整体的运营技术具有一定的复杂性，相应安全防护工作的难度也比较大。

该工程的主要特点及相关的技术难点具体表现如下：管线配有数十个阀门，而且种类繁多，包括排泥阀、排气阀、蝶阀等，在运行过程中阀门和水泵需要频繁的开关，增加了管道系统内部水利过度的复杂性。

补水工程的输水管道沿线的地质条件比较复杂，土层的分布非常不均匀，具有较多的拐角，而且穿越多条道路和胡泊，特别是要穿越重要的交通干线节点，与民居和敏感建筑物相互影响。

长距离输水管线施工难点及应对措施摘要：长距离输水管项目的特征是线路长、施工周期长、投资大和难度技术高。

在施工过程中，很难监视项目的进度和质量。

本文深入讨论了长距离输水管道项目构建的技术要点和质量控制措施，以期为相关实际工作的开发提供一定的理论参考。

关键字：长距离输水管；建筑技术；施工难点；对策1长距离输水管建设技术以某工程为例：水库的输水工程为管道工程，全长31.18655km，沿线设2个自流灌溉分水口，一个设在西侧，一个设在管线末端水库东北侧。

1.1管道设计在建立长距离输水管项目时，必须首先优化管道布局计划。

水管的入口连接到核心区域的隧道末端。

入水口流量为1.35 m3/s，水入口管中心的高度为2192.594 m。

为了确保安全稳定的供水，入水口的水管配备了流量控制阀，以控制整个供水管的水流速度。

管道的总长度为31186.55 m，出水口管中心的高度为2069.477 m。

该线路沿线有2个自流灌溉水出口，在29＃管道的末尾，QSH14+254,500里程，在东北侧线的尽头。

1.2选择管在长距离输水管项目中，管道是影响该项目质量的重要因素。

如果所使用管道的质量不高，会影响整个管道项目的耐用性、安全性和可靠性，将大大降低施工质量的质量。

因此，选择管道材料时，应根据相关的原则和要求选择适当的管道材料。

例如，管道需要对地质和基础具有很强的适应能力，安全系数符合标准，具有较强的反腐蚀性能，材料的价格相对合理，管道应易于维护。

在该项目的设计中，根据经济、安全和适应性进行了详细的考虑，并最终选择了合适的钢管。

与铸铁管和玻璃管相比，钢管对压力具有很强的抵抗力，可以应对不良的变形问题，结构安全可靠，价格相对合理，并具有良好的适应性。

1.3管道结构设计在长距离输水管道项目的建造中，有必要根据管道供水压力和建筑区域的地形合理地确定管道支架的类型，以确保输水管道的供水稳定。

对于该项目的管道支撑类型，经过大量的分析和选择，最终确定了支撑环的鞍座轴承。

长距离大管径重力流输配水管道水锤防护方法探讨发表时间：2020-03-18T02:42:09.174Z 来源：《建设者》2019年23期作者：崔月甫[导读] 水锤容易发生在长距离大管径重力流输配水管网的输配水过程中，是一种破坏性极大的现象。

河北供水有限责任公司保沧干渠管理处河北定州 073000摘要：水锤容易发生在长距离大管径重力流输配水管网的输配水过程中，是一种破坏性极大的现象。

因此，在输配水管网的设计、施工和运行过程中要充分考虑水锤对输配水管网的安全、稳定性的影响。

理论上只要控制了输配水管道的水流速度和压力突变就可以消除这种现象，在实际操作过程中尤其应对管道的强度薄弱环节予以特别重视。

人们在长期对水锤的预防和控制过程中积累了大量的经验，只有深入了解各种水锤防护装置的特性及其消锤原理，才能在对水锤进行详尽计算分析后根据水锤压力变化的特点及经济条件合理选用。

关键词：长距离；大管径；重力流；输配水管道；水锤防护方法引言目前，我国长距离大型重力流输水工程越来越多，随之而来的工程爆管问题引起越来越多工程人员的注意。

长距离有压重力流输水管道中易发生水柱分离与断流弥合水锤，并造成严重的水锤危害。

管道系统水锤防护问题，作为输水管道安全运行的重要课题之一，是很有必要进行深入研究的。

在长距离输水管线中，尤以多起伏管道水锤防护难度最大，发生水锤事故最多。

实际工程更需要这方面的技术，根据输水系统的实际特点，设计合理、有效、经济的水锤防护措施。

长距离大管径重力流输水管道中压力特点大型管道输水工程，常常利用天然地形落差靠重力流输水，正常运行时测压管水头小于静水头，但是，当管路上的闸、阀关闭后，管中最大静水头即为地形最大落差，落差越大，管道承受的压力越高，当闸、阀发生非正常关闭时，容易产生较大的水击压力，造成管道爆裂事故。

对于特殊的多起伏重力流管路，常常在管路高点、转折点发生断流空腔，容易造成断流弥合水锤。

因此在长距离重力流输水工程中也应充分认识到水柱弥合水锤的危害。

长距离重力输水管道的有关问题探讨发表时间：2019-09-11T16:11:25.093Z 来源：《基层建设》2019年第18期作者：马尚乾[导读] 摘要：随着我国经济水平的快速提高，人们的生活水平得到了很大的提升，而为了能对水资源匮乏问题进行有效的解决，并满足人们日常的用水需求，就需要加强对长距离输水的研究，经过对三种输水方式的对比可以发现，重力输水虽然受到地形的制约，但其在长距离的输水过程中仍是具备着较大的优势。

青海省水利水电勘测设计研究院青海西宁 810000摘要：随着我国经济水平的快速提高，人们的生活水平得到了很大的提升，而为了能对水资源匮乏问题进行有效的解决，并满足人们日常的用水需求，就需要加强对长距离输水的研究，经过对三种输水方式的对比可以发现，重力输水虽然受到地形的制约，但其在长距离的输水过程中仍是具备着较大的优势。

而长距离输水管道作为输水工程的重要组成部分，其发挥着不可或缺的作用，因此，本文对长距离重力输水管道的相关问题进行分析，并对相应的控制措施进行了阐述。

关键词：长距离重力输水；管道；问题；措施水是人类赖以生存的源泉，也是促进人类发展的重要资源，随着近些年来我国各个行业的不断发展，导致人们对水资源的利用也是逐渐频繁。

地球表面的71%都被水覆盖，但可以供人类生存发展使用的淡水却只占有0.26%。

近些年随着人类工业、农业的发展及人口的快速增长，导致世界各地都出现了水资源匮乏的问题，部分地区的水资源甚至都无法维持人们的日常生活，在此背景下，长距离输水工程的应运而生，在很大程度上解决了部分地区的水资源匮乏问题。

我国的地域较为辽阔，因此导致水资源在时间及空间的分布上极不均衡。

且随着社会的不断发展，我国很多地区内的水资源都无法满足当地的正常用水需求。

因此，加强对长距离输水工程的研究，降低长距离重力输水管道有关问题的发生几率，成为了现阶段的重要问题。

1.输水方案的对比1.1重力输水重力输水是通过对地势高差的利用进行输水的一项方式，重力输水主要分为两种类型：一，无压流输水，即在输水过程中不会产生水压；二，承压流输水，即在水资源的输送途中利用水压进行输水。

长距离重力流输水管道设计问题分析摘要：随着近年来我国城市化进程的不断加快，长距离重力流输水管道已经成为城市供水的重要组成部分之一。

随着长距离输水工程数量的增加，输水管道的设计、施工与使用也越来越受重视。

本文主要围绕长距离重力流输水管道的相关设计问题进行了讨论，期望能够推动我国长距离输水工程设计水平的提升，为广大设计人员提供参考与借鉴。

关键词：长距离；重力流；输水管道；设计；问题在长距离输水工程水量不断增加的今天，重力流输水工程已经成为其中重要的组成部分之一。

重力流输水管道有着节能、节点、成本低、运维简便等诸多优势。

重力流输水管道在应用的过程中对于高程有着一定的要求，要求地形高差必须能够满足相应的水头损失需要，并配置自由水头于管道末端，且地形坡降＞输水水力坡降。

长距离重力流输水管道在设计的过程中还存在着诸多问题需要重视，例如输水道路路线的设计、管道管材与管径的选择、水锤的防护等。

基于此，本文围绕长距离重力流输水管道的相关设计问题进行了讨论，具体内容如下。

1、工程概述甲工程管线总长30000m。

工程的末端土壤具有腐蚀性，施工难度相对较大。

工程的首端地势平坦，便于施工。

该工程的设计流量为3.00m3/s，上下浮动0.20m3/s。

该工程为重力流输水管道，高程差为162m。

甲工程在设计时，存在着落差集中于末端、管道出口处富余水头大的问题。

为了解决上述问题，设计人员在设计时选择了分段分压的方式进行处理。

该工程在建设时，分别选用了用DN1400球墨铸铁管道以及DN1600预应力钢筋混凝土管。

2、长距离重力流输水管道的布线原则管线的布置与走向将直接决定整个工程的投资金额与施工难度。

因此，在布置管线时，要提前做好管道沿线的调查工作，重点对地质、地貌、河流、公路、地下管道（输气管道、输油管道）进行调查。

拟定多种方案，通过比选选择可行性与经济性最好的方案。

在长距离重力流输水管道布线时，应该遵循以下原则：（1）布线时要尽可能避开大起伏、急转弯现象，选择直线缩短管线的长度，使供水系统的布局尽可能合理。

长距离输水工程安全管理的问题与对策摘要：长距离输水工程作为一项重要的基础设施建设项目，在现代社会的水资源调配和供应中起着关键作用。

然而，随着城市化进程的加速和水资源短缺的问题日益凸显，长距离输水工程的建设规模和复杂性也在不断增加。

在这个背景下，长距离输水工程安全管理问题日益凸显，基于此，本文将对长距离输水工程安全管理的问题进行简单分析，提出几点对策，以供参考。

关键词：长距离输水工程；安全管理；问题；对策1.开展长距离输水工程安全管理的意义1.1水资源保障长距离输水工程是解决水资源短缺问题的重要手段之一。

通过远距离的水资源调配，可以满足不同地区的用水需求，促进水资源的合理利用和保障。

然而，长距离输水工程如果发生安全问题，如管道破裂、水质污染等，将对供水系统造成严重影响，威胁到水资源的可持续供应。

因此，开展长距离输水工程安全管理，能够确保水资源的安全供应，维护社会经济的稳定发展。

1.2经济效益提升长距离输水工程的建设和运行需要投入大量的资金和人力资源。

若安全管理不到位，可能导致工程设施损坏、停产停用等问题，造成巨大的经济损失。

因此，通过开展长距离输水工程的安全管理，可以及时发现和解决安全隐患，降低事故发生的概率，保护工程投资，提高经济效益。

1.3生态环境保护长距离输水工程涉及跨越不同地域的水资源调配，其安全管理直接关系到水质的保护和生态环境的稳定。

若安全管理不到位，可能导致水质污染、生态破坏等问题，对生态系统造成严重影响。

通过开展长距离输水工程的安全管理，可以加强对水源地的保护，减少水质污染的风险，维护生态环境的健康和可持续发展。

1.4社会稳定与安全长距离输水工程是城市化进程中的重要基础设施，直接关系到人民群众的生活和社会稳定。

若安全管理不到位，可能引发供水中断、社会不安等问题，对社会秩序和稳定造成威胁。

通过开展长距离输水工程的安全管理，可以提高供水系统的稳定性和可靠性，确保人民群众的基本生活需求，维护社会的和谐与安全。

重力流长途输水“减压”与安全问题探析首先，重力流长途输水系统在输水过程中会出现水压损失的问题。

这种水压损失主要是由于管道的摩擦阻力和管路的高程差异导致的。

为了解决这一问题，可以考虑采用不同的管道材料、减小管道摩擦阻力、增加管道的直径等方法来减小水压损失，提高输水效率和节约输水成本。

其次，重力流长途输水系统在运行过程中存在一定的安全隐患。

输水系统可能会受到地震、山体滑坡、地质灾害等自然灾害的影响，导致管道破裂或输水中断，造成水资源浪费和环境污染。

为了避免这一问题，可以采用地质勘测和地质灾害评估，选择安全可靠的输水路线，加强管道的抗震和抗滑稳性，提高系统的安全性和可靠性。

最后，在重力流长途输水系统中，需要充分考虑减压和安全问题，采取有效的措施和技术手段来解决。

例如，可以采用水压调节设备、泄压阀、防震设施等技术手段来减小管道水压和防止输水系统发生安全事故。

同时，加强输水系统的监测和维护，定期进行安全检查和隐患排查，及时发现和解决问题，确保长途输水系统的安全运行和可靠供水。

综上所述，减压和安全问题是重力流长途输水系统需重点关注和解决的问题，需要采取合理的技术手段和安全措施，提高系统的输水效率和安全性，为实现水资源调配和保障用水安全做出贡献。

重力流长途输水系统是一种重要的水资源调配方式，对于解决地区间水资源分布不均、缺水问题具有重要意义。

然而，随着输水距离的增加，系统的水压损失和安全问题也日益凸显，需要通过减压技术和安全措施来解决。

本文将从减压和安全两个方面探讨重力流长途输水系统的挑战和解决方案。

首先来看减压问题。

在长途输水系统中，水压损失是一项重要的技术难题。

长距离输水会导致管道内水流的摩擦阻力增大，从而使得水压下降。

为了克服这一问题，可以采取多种手段来减小水压损失。

首先，可以选择高光滑度的管道材料，如玻璃钢、聚乙烯等，减小管道内的摩擦阻力。

其次，可以通过增大管道的直径，减少水流速度，降低摩擦阻力，从而减小水压损失。

长距离调水工程重力流水锤预防措施的探析摘要：复杂输水管线系统往往依附地形敷设，具有地形多起伏、局部凹凸点多、水力过渡过程复杂等特点。

常常会出现由于规划设计考虑不周全或进行违规操作，发生水锤事故，导致输水管道、阀体等设备遭受破坏，严重时发生泵房淹没、供水被迫中断等严重民生事故。

本文采用理论分析、数值计算相结合的手段，以防护开、关阀水锤为研究目标，模拟不同工况输水管路系统水力瞬变过程。

依托某调水工程实际情况，基于水力动力学理论进行仿真计算，提供不同的水锤防护方案，确保供水安全运行。

关键词：长距离调水工程；开、关阀；仿真计算；水锤防护措施；供水安全引言长距离调水工程重力流输水管道工程中，伴随着阀门启闭，管内水体的流速会迅速改变，并伴随着强烈的震动和冲击声，引起一系列管道内水压力的往复剧烈改变的水力撞击现象。

长距离引水系统中流体特性短期内快速变化可称为水锤现象。

长距离重力有压输水中管线的起伏变化、输水运行过程中的开关阀、流量调节、充水和放空、设备失灵、人为操作失误、气体或液体的突然释放（降压）、地震、海啸等工况均有可能引起水锤危害，因此水锤防护研究成为供水工程的关键。

1工程概况某工程是以县城供水为主的综合利用水利工程，采用水库后有压隧洞接埋管输水方式，供水设计流量0.596m³/s。

隧洞为圆形有压洞，直径2.0m，长6.38 km。

隧洞出口设置压力分水叉管连接至城东、城西水厂供水管线。

城西水厂管线经分水后，管线长度7.025km，设计流量0.298m³/s，其中城东水厂管线经压力叉管分水后，管线长度8.155km，设计流量0.298m³/s。

沿线检修阀主要用做管线事故分段检修，末端调流调压阀主要用做全线流量调节和控制出口水压力。

各支线正常情况下，双阀同时运行，两阀合计通过设计流量，并互为检修用途。

管线布置如下：2重力流稳态工况计算分析重力流稳态工况计算的内容包括各种稳定运行工况条件下的沿管线水压分布的计算，其计算结果可作为进行水力过渡过程计算的初始条件，包括管道、隧洞，系统初值计算是系统稳定运行时各计算节点的水头、流量值。

长距离重力输水管道水锤计算分析及防护作者：冯淑萍姚青云来源：《经营管理者·中旬刊》2017年第12期摘要：长距离管道输水管道阀门的关闭时间对管道各断面的压力变化影响很大，合理确定阀门的关闭时间对确保管道安全，降低工程建设投资有着十分重要的意义。

本文以长距离重力输水管道为例，采用水锤特征线法建立了长距离重力输水模型，通过计算提出了该工程末端管道阀门的合理关闭时间，为工程设计提供了理论依据。

关键词：长距离管道重力输水水锤计算一、引言宁夏中部干旱，是国家重点扶贫地区，近年来，修建了很多长距离输水工程，用以解决这一地区人畜饮水安全及脱贫致富问题。

长距离输水工程因管线长、地面起伏大，在正常的关阀过程中管道各断面会产生很大的水锤压力。

因此，合理确定长距离输水管道末端阀门的关闭时间，对确保管道的安全运行、合理确定管道承压、降低管道投资都有着十分重要的意义和工程应用价值。

二、水锤特征线法基本原理特征线法基本原理是将以偏微分方程表示的水锤基本方程组，转化为在特征线上的常微分方程，用差分法求解常微分方程。

根据正特征方程可解出Hp。

3.阀门关闭规律。

阀门线性关闭，当t=0时，阀门全开时τ0=1；关阀时间t=ts时，阀门全关，τ=0。

变化规律为：四、工程实例宁夏中部干旱带某长距离重力输水工程，输水管线长19200m，设计管径DN900，输水流量0.8m3/s，在输水管道末端安装电动蝶阀，输水流量进行控制。

对于重力输水工程，管道末端的阀门关闭时间对管道压力的变化影响很大。

因此，合理确定阀门的关闭时间，对输水管道的管压确定和确保本工程的安全运行十分重要。

根据该工程的管线布置和边界条件，利用水锤特征线法对不同关阀时间管道压力的变化进行分析计算，表1列出了不同关阀时间阀前断面压力变化情况。

计算结果可看出，随着阀门关闭时间的延长沿管道各断面的压力下降，当关阀时间延长在一定时间后，管道各断面的压力变化幅度明显减小。

针对该工程，建议阀门的关闭时间为大于或等于120s较为合理。

图1 工程输水线路平面布置图技术应用J IAN SHE YAN JIU技术应用248水库水位下，对不同泄压阀安装位置的输水线路进行过渡过程计算，结果见表5。

由表5可知，泄压阀安装在花南泵站进水口对最高压力的消减效果优于花南隧洞末端，因此推荐该方案为最优方案。

但是当水库水位处于1119.8m时，泄压阀对负压的消除作用有限，原因是当水库水位较低时，输水线路正压力较小，泄压阀的界限压力设置值过高，泄压阀无法对水锤波产生很好的消减作用。

当水库水位处于1119.8-1125m时，设置泄压阀界限压力水头为30m，对调整后的输水线路进行过渡过程计算，如表6所示。

同时对输水线路在1125m水库水位过渡过程进行验证计算。

由表6可知，当水库水位处于1119.8-1125m时，将泄压阀界限压力由45m下调到30m能有效地消除隧洞负压。

水库水位为1125m且泄压阀界限压力水头为45m时，过渡过程计算结果也满足要求，证明水库水位界限选取是合适的。

五、结语本工程拥有自流管路与泵站提水管路两条输水线路，后者由于水库水位的降低会产生自流与泵站提水两种工况。

为使紧急关阀产生的水锤压力水头不超过50m，泵站提水工况下反转速不超过规定值，笔者通过仿真模拟对管线进行过渡过程计算，得出以下结论：（1）仿真软件建立的仿真数学模型合理可靠。

（2）输水线路拥有分叉线路时，两边同时关阀产生的水锤压力会大于单边关阀。

（3）当泵站处于自流工况时，延长调流阀关阀时间能有效地降低水锤压力，选取最优关阀规律为花中/花南方向均为180s直线关闭。

当泵站处于提水工况时，过长的关阀时间会对机组稳定运行产生不利影响，结合泵站实际情况，选取最优关阀规律为花中180s直线关闭、花南20s直线关闭，同时在花南泵站进水口位置设置2套直径500mm的泄压阀。

（4）当水库水位处于1125-1138.5m时，泄压阀界限压力水头设置为45m。

当水库水位处于1119.8-1125m时，降低泄压阀界限压力水头至30m，能有效地消除过渡过程中输水管线内的负压，保证输水工程的安全性。

长距离输水工程水土保持及防治措施分析发布时间：2022-10-08T02:39:44.897Z 来源：《城镇建设》2022年第5月10期作者：柴念兵[导读] 近年来，我国的输水工程建设有了很大进展，在长距离输水工程中，水土保持工作是非常重要的一项内容柴念兵中国葛洲坝集团市政工程有限公司湖北省宜昌市 443000摘要：近年来，我国的输水工程建设有了很大进展，在长距离输水工程中，水土保持工作是非常重要的一项内容。

输水线路建设中需要进行地面开挖和回填，属于线性工程，会穿越山脉、河流和村庄，出现地面侵蚀的现象，破坏现有的水土保持设施，造成各种各样的地质灾害和水土流失。

从工程实际出发，本文首先分析了主要地质灾害，其次探讨了水土保持措施布置，以供参考。

关键词：水土保持；防治措施；输水线路引言为了防治水土流失，改善生态环境，确保输水线路安全运行，在长距离输水工程建设中，必须采取合理有效的水土保持措施，控制新的水土流失。

严格执行水土保持“三同时”制度，只有采取的水土保持措施验收合格，建设项目才能正式投入使用。

我国地域辽阔，水资源分布不均，水资源匮乏地区的生产生活、农业生产、工业生产均受制约，为改善该类地区水资源现状，国家大力兴建水资源配置工程，使该类地区用水得以保障。

水资源配置工程多为长距离输水工程，如：南水北调中线工程、南水北调东线工程、鄂北水资源配置工程、引江济汉工程、引江济淮工程等等。

这些工程的兴建，不得改善部分地区用水现状，生态环境也得到很大改善。

保护输水线路建设项目，维护线路的安全运行，并在线路建成后保护沿线地区的自然环境，控制工程建设过程中的水土流失，减少地面水土流失，保证工程主体的安全，改善工程生态环境，促进木材生产、生活和生态协调发展。

1主要地质灾害根据相关研究资料分析，在水文地质背景等条件下，此工程所存在的地质灾害主要有塌方、滑坡、泥石流等。

塌方是指在非人为的自然力量作用下，导致矿山、道路以及各种建筑物、构筑物倒塌或沉降的自然现象。

长距离重力流输水管线水锤计算及防护研究摘要：我国幅员辽阔，水资源地域分布不均是影响区域性经济发展的重要因素。

近年来，长距离重力流输水管线因其不需要额外增设动力设备、沿程水量损失小、污染小等优点，在跨地区、跨流域等输水工程中得到了广泛应用，一定程度上缓解了水资源地域分布不均的问题。

然而，长距离重力流输水管线的布置受地形和人类建筑的影响较大，无法完全实现最佳布置方案，因此增加了其运行风险。

各类水锤现象是长距离重力流输水工程面临的重大问题，输水管路和各类元器件的破坏以及管路周边发生的水事故大多与水锤现象有关，因此有必要对长距离重力流输水工程潜在的水锤现象进行诊断并加以预防。

基于此，对长距离重力流输水管线水锤计算及防护进行研究，以供参考。

关键词：长距离重力流；输水管线；关阀水锤；组合关阀；水锤防护引言随着科技的发展电子计算机技术的发展，电算求解已经广泛应用于水锤计算中。

计算机求解水锤的基础也是微分方程并借助于特征线法，将基本方程转化为便于计算机运算的有限差分方程，计算机技术能解决复杂管路系统以及边界条件水锤问题，其优点是计算精准度高，计算效率也能大幅度提升。

1概述本工程为“柳城县集镇水厂改造提升工程-太沙东片区（一期）项目”，建设地点位于柳城县太平镇、沙埔镇、东泉镇。

主要建设规模为：项目水厂设计总供水规模为 5.0 万m³/d，该项目为一期工程，设计供水规模为 2.0 万m³/d。

主要建设内容为取水泵房、净水厂、加压泵站及配水主干管，取水泵房、净水厂内建设取水、净水设施及配套附属设施。

输配水管道铺设安装取水泵房出水口至新建净水厂输水主管长1250m，铺设安装净水厂至3个集镇输水主干管。

新建配水管网总长59.27km。

本工程为长距离重力流输水管线，各类水锤现象是长距离重力流输水工程面临的重大问题，对水锤的防护首先需要对水锤产生机理进行深入了解，国内外学者在对水锤现象的微观机理进行研究时，多采用三维数值模拟和物理模型试验的方法，根据几何相似建立小尺度模型进行模拟分析，采用ＣＦＤ（ｃｏｍｐｕｔａｔｉｏｎａｌｆｌｕｉｄｄｙｎａｍｉｃｓ）方法对直管路不考虑空化和考虑空化时的水力过渡过程进行了计算分析；采用实验和数值模拟的方法，发现ＣＦＤ可以成功地应用于水锤现象的模拟；采用三维ＣＦＤ方法对起伏管道内水－气耦合作用的瞬变过程进行建模和模拟，揭示了含气水锤的瞬变特性；采用三维ＣＦＤ方法对具有坡度的直管路系统进行了水柱分离研究，并同试验结果进行了对比分析，验证了其可靠性。

长距离高落差输水管道安全防护措施分析【摘要】本文首先通过分析长距离高落差输水管道的工作特点和技术难点，再就此现状研究其对安全防护工作的影响，进一步深入探讨输水管道安全防护的有效措施，最后再进行总结。

【关键词】长距离；高落差；输水管道；安全防护一、论述长距离高落差输水管道的工作特点及技术难点高落差输水管道除了利用地形的自然落差输水，一般优先并且更多是供水系统的重力流输水中的承压流输水，承压重力流输水系统的设计原理就是利用地形高度差产生压力完成输水过程，减弱水流对输水管道的压力，增加输水系统的安全性，不仅节约能源、操作便捷，而且成本低、投入少。

另外，若管道的阀门关闭，管中的静水压只与管道的距离有关，地形高度差与水压成正比关系，管道受到的压力也因此而改变。

在高落差的地区，输水管道的路径发生变化，拐角处就容易出现流水不畅造成断流的情况。

同时，输水管道的输送路程越长，不仅导致投资成本更高，并且水击问题就会越容易发生。

另外，长距离输水管线需要把位于较远的水源输送到城市来缓解城市水源短缺的问题,但是长距离输水管线有单管或双管,需要根据实际情况来施工和确定方案，工程量复杂，而且，由于承压流输水方式进行供水的时候，水需要流经暗管，进入管道后就形成了压力，而压力的大小与输送管道的长短呈长相关。

因此，长距离高落差的输水工程的运行安全问题也成为输水工程中的重点和难点。

综合而言，其实长距离高落差输水管道施工特点就导致了其施工过程的技术难度了，这是必须克服的难题。

二、分析对长距离高落差输水管道安全防护的影响因素及相关工况分析（一）长距离高落差输水管道安全防护的影响因素长距离高落差输水管道安全防护受到的影响因素受泵的运行、安全停水工程问题、管道承压和造价的关系、水锤的影响和以及对输水管道爆管的水力检测等等的影响因素。

其中最主要影响长距离高落差输水的管道安全因素，一个是水锤造成的超压和地形本身高落差造成的管道静压：水锤是压力管道系统防护的重要内容，在长距离输水管道中，因为流速是经常出现变化的，然而当管道中流速变化时，致使管道中水的压力的升高或降低，在压力低于水的汽化压力时，水柱就被拉断，出现断流空腔，在空腔处的水流弥合时将产生强烈的撞击，管道中的水就会升压。