浅谈长距离重力流输水管线的水锤分析

《长距离输水工程管线优化及水锤模拟研究》篇一一、引言随着城市化进程的加速和工业的快速发展，水资源的需求量日益增长，长距离输水工程作为解决水资源时空分布不均、供需矛盾突出的重要手段，其管线优化和水锤模拟研究变得尤为重要。

本文针对长距离输水工程管线的优化设计及水锤模拟进行研究，旨在提高输水管线的运行效率、降低能耗，并确保输水过程中的安全性。

二、长距离输水工程管线优化1. 管线设计原则长距离输水工程管线的优化设计应遵循经济性、安全性和可持续性原则。

在满足输水需求的前提下，应尽量减少管线的长度和弯头数量，以降低能耗和运行成本。

同时，应考虑地形、地质、气候等因素的影响，确保管线的安全性和稳定性。

2. 管材选择与优化管材的选择对管线的运行效率和安全性具有重要影响。

在优化过程中，应根据实际需求和条件，选择合适的管材。

例如，对于长距离、大流量的输水工程，可采用钢制管道或塑料管道等具有较高强度和耐腐蚀性的材料。

此外，还应考虑管道的连接方式、防腐措施等因素，以确保管线的长期稳定运行。

3. 泵站与调蓄设施的优化配置泵站和调蓄设施是长距离输水工程的重要组成部分。

在优化过程中，应根据实际需求和地形条件，合理配置泵站和调蓄设施的数量、位置和规模。

通过优化泵站的运行策略和调蓄设施的调度方案，可以提高输水效率、降低能耗，并确保输水的稳定性和安全性。

三、水锤模拟研究水锤是指在水管系统中因流体速度的突然变化而产生的压力波动现象。

在长距离输水工程中，水锤现象可能对管道、阀门、泵站等设备造成损坏，甚至引发严重的安全事故。

因此，对水锤现象进行模拟研究具有重要意义。

1. 水锤模拟方法水锤模拟方法主要包括特征线法、有限元法、有限差分法等。

其中，特征线法因其计算速度快、精度高而被广泛应用于长距离输水工程的水锤模拟。

通过建立水管系统的数学模型，利用特征线法对水锤现象进行模拟，可以预测管道中的压力变化和流体速度变化，为优化设计方案提供依据。

2. 水锤防护措施为防止水锤现象对输水工程造成损害，应采取有效的防护措施。

长距离输水工程水锤防护分析和工程实践摘要：长距离输水管道工程，因其地势高差起伏较大，扬程较高，易发生水柱分离并造成水锤危害。

因此长距离输水管道工程的设计重点之一就是水锤防护的研究和安全防护。

本文结合工程实例对水锤防护问题进行探讨和分析。

寻找进行优化防护设计及最优方案。

关键词：高位水池；断流弥合水锤；水锤防护；箱式调压塔；恒速缓冲排气阀Abstract: the amount of transporting water pipeline engineering, because of its relief and bigger difference, where the head high, easy to have the separation and the water caused by water hammer hazards. So long water pipe of engineering design is one of the key water hammer protection of research and safety protection. Combining with the project examples of water hammer protection problems are discussed and analyzed. Looking for optimization protection design and the best plan.Keywords: high pools; To flow to bridge the water hammer; Water hammer protection; Box pressure regulating tower; Constant speed buffer discharge valve1、前言随着经济建设的发展，水资源的日益短缺，为了解决生活和工业用水的水源问题，近年来高扬程、大流量、长距离地形复杂的输水管线工程实例日益增多。

低碳技术LOW CARBON WORLD 2018/1浅论长距离多起伏输水營道水#防护王崛(湖南省农林工业勘察设计研宄总院，湖南长沙410000)【摘要】随着社会的发展，城市的进程在逐步加快，人们的生活水平越来越高，为了满足社会生活和生产的需要，长距离、大范围的引水工程越来越受到人们的重视。

水锤防护是长距离输水管道的关键因素之一，水锤防护对输水工程建设具有重要意义。

本文主要对长距离管道水锤防护多波动进行了分析，并结合实际情况和发展水系统的特点，提出了科学合理的水锤防护措施，促进工程建设快速发展。

【关键词】长距离;多起伏输水管道;水锤防护【中图分类号】TU991.39 【文献标识码】A【文章编号】2095-2066(2018)01-0110-02引言引水工程的建设需要重点关注，更多的是管道水锤防护问题。

长距离大型输水工程的施工要求较高，实际运行中会遇到管爆问题，给工程施工带来安全隐患。

在输水过程中，长距离承压输水管道容易发生水柱分离，对输水管道的损坏严重。

因此，对长距离管道水锤防护的研究具有重要的意义。

1水锤现象概述1.1水锤的基本概念及分类水锤现象主要是指由于动量变换引起的压力管道速度的巨大变化，它是在管路中形成一系列液压升降快速交替撞击现象。

水锤是由流速、加速度、动压等因素影响的水力瞬变过程。

水击的穗定性不强，随空间位置和时间的变化而变化，且没有穗定的流动状态。

现在，我国将被称为“水击泵站主管道系统的水力过渡过程，因此水锤的特性，在从穗定状态过渡到另一种穗定状态时，会有很大的不穗定性。

水锤有多种类型，不同的分区角，有不同的分类。

①根据截止阀与水锤相位的关系，直接水锤和间接水锤可分为两部分。

②影响水锤形成的外部条件是不一样的，按这一划分标准，水锤可分为启动水锤、闭阀水锤和停泵水锤三种。

③水压是水锤现象的一个关键因素，根据液压的特点，水锤分为刚性水锤和弹性水锤。

水锤现象会引起水锤波动现象。

水击现象有两种：水柱连续水锤和水柱隔水水锤，水锤结构如图1所示。

《长距离输水工程管线优化及水锤模拟研究》篇一一、引言长距离输水工程作为重要的基础设施建设，直接关系到区域内的水资源供给及环境保护。

而其运营效率和安全性能往往依赖于管线的优化设计和模拟分析。

在此背景下，本论文对长距离输水工程管线优化及水锤模拟进行了深入研究，旨在提高输水效率、降低运行成本，并确保输水过程中的安全性。

二、长距离输水工程管线优化1. 优化设计原则在管线优化设计中，我们遵循了经济性、安全性和可持续性原则。

经济性要求在满足输水需求的前提下，尽可能降低建设及运营成本；安全性则要求管线设计需考虑各种极端情况，如地震、洪水等自然灾害的抗击能力；而可持续性则强调管线的环保设计及节能措施。

2. 管线材质和布局优化（1）管线材质：在管线材质选择上，我们考虑了材料的抗腐蚀性、耐久性以及成本等因素。

通过对不同材质的管道进行性能对比分析，最终选择出性价比最高的材料。

（2）管线布局：在管线布局上，我们通过数学模型和地理信息系统技术对管线进行了精准的路径规划。

考虑到地形、地貌等因素，以及管线的安全性和施工便利性，优化了管线的走向和布局。

三、水锤模拟研究水锤现象是长距离输水工程中常见的现象，其产生的原因主要是水流速度的突然变化。

为了有效控制水锤现象，我们进行了深入的水锤模拟研究。

1. 水锤模拟方法我们采用了计算流体动力学（CFD）技术进行水锤模拟。

通过建立数学模型，模拟不同工况下的水流变化情况，分析水锤产生的原因和影响范围。

2. 水锤控制措施（1）设置调压塔：在关键节点设置调压塔，通过调节塔内水位，减轻水锤对管道的影响。

（2）改进阀门控制：优化阀门的开关时间及速度控制，减少水流速度的突变，从而降低水锤的产生。

（3）安装水锤消除器：在水泵出口等关键位置安装水锤消除器，吸收和减轻水锤对管道的冲击力。

四、结论与展望通过优化设计原则、管线材质和布局的优化选择以及水锤模拟研究，我们成功提高了长距离输水工程的运营效率和安全性。

长距离供水管道水锤分析优化与应用研究长距离供水管道水锤分析优化与应用研究摘要：水击是长距离供水管道系统中的常见问题，它可能导致管道爆裂、泄漏等安全隐患，并对管道运行稳定性和供水质量造成不利影响。

本研究旨在分析长距离供水管道中的水击问题，并提出相应的优化措施和应用研究，以确保管道系统的安全稳定运行。

1. 引言长距离供水管道是城市和农村供水系统的重要组成部分，其作用是将水源地的水源输送到用户所在的位置。

然而，供水管道中会遇到水击问题。

水击是由于管道中水流速度和压力的急剧变化引起的瞬时液压冲击，可能对管道系统造成严重破坏。

因此，研究长距离供水管道的水击问题，进行优化与应用研究，具有重要意义。

2. 长距离供水管道水击分析在长距离供水管道系统中，水击问题会随着供水管道的设计、运行和维护等因素而产生。

目前，常用的分析方法包括数值模拟和实验研究。

数值模拟可以通过计算水流速度与压力的变化来预测水击的发生。

实验研究可以通过在实际管道上进行实测来获取数据，并验证数值模拟的结果。

通过对长距离供水管道中的水击进行分析，可以了解水击的机理和特征，以便更好地优化管道系统的设计和运行。

3. 长距离供水管道水击优化措施为了解决长距离供水管道水击问题，需要采取一系列优化措施。

首先，合理设计管道系统，根据水源地和用户位置的距离、高差等因素，确定管道直径和材质。

其次，在系统中设置阀门、消声器等装置，用于调节水流速度和压力的变化。

此外，还可以采用自动控制系统，通过监测和调节水压，减小水击的发生。

最后，加强管道的维护和检修工作，及时修复漏水和破损等问题，以确保管道系统的稳定运行。

4. 长距离供水管道水击应用研究长距离供水管道的水击问题不仅在理论研究中需要关注，也需要在实际应用中进行研究。

通过实地调研和数据分析，可以了解不同地区和不同管道系统中水击问题的发生频率和程度。

同时，还可以比较不同优化措施的效果，并提出相应的改进方案。

此外，还可以开展培训和宣传活动，提高用户和维护人员对长距离供水管道水击问题的认识和应对能力。

浅谈长距离供水管道防止水锤效应的理论依据和技术措施摘要：水锤效应是长距离供水管道中常见的一种物理现象，对供水管道的安全稳定运行十分有害，造成供水管道的破坏性极大，根据防止水锤效应的模型试验和具体的案例提出了防护措施，以确保长距离供水管道正常运行。

关键词：防止；长距离供水管道；水锤效应；措施我国的水资源分布极不均匀，就近取水己不能满足工业企业迅速发展的需要，为了确保供水，长距离供水管道也越来越多，而长距离供水其间的地形起伏较大，供水管道高差突变的情况很常见，系统突然停泵或阀门快开、快关等某种原因，供水管道内的压力发生剧烈波动，从而造成供水管道爆裂或凹瘪破坏，将严重影响供水系统的正常运行和人民的生命财产安全。

1. 水锤产生的条件和危害供水系统突然启、停泵或阀门快开、快关，单管道向20米以上的高处供水，补给水泵的扬程或工作压力过高，供水管道过长和供水管道中的水流速度过大，地形起伏变化大造成供水管道高差突变等因素都容易产生水锤效应。

供水管道内的压力大幅度波动，瞬间可能达到正常工作压力的几倍甚至几十倍，压力大幅度波动时引起供水管道剧烈振动；或供水管道压力降低，供水管道内水倒流造成水泵反转直至水淹泵房、泵房内的设备遭到破坏、供水管道接口处断裂或爆管，破坏性极大。

2. 水锤效应的模型试验2.1 优化设计的理论依据建立数学模型对防止长距离供水管的水锤效应进行优化设计提供了理论依据，以有压供水管道的运行时间和供水管道长度为自变量、压力和流量为因变量，建立的运动方程和连续方程是一对双曲线偏微分方程，加之计算机的出现和计算数学的迅速发展，将上述非线性双曲线偏微分方程沿其特征线变换成四个常微分方程，然后在变换成差分方程并配以各种边界条件可以联合求解。

基于以色列伯尔梅特公司在产生水锤效应分析方面的实践经验与成熟的数学模型并结合纳雍电厂二厂供水系统建立的数学模型和计算方法进行水锤分析。

目前无法求得闭合解，而施耐德提出的图解法计算方便，概念清晰，2.2 计算水锤效应的原始资料和数据纳雍电厂二厂供水系统的水锤分析按照6×300MW机组所需补给水量进行计算，升压泵房至二厂清水池之间的给水管道长为8225m，其间的地形起伏较大（补给水管线沿线纵断面布置详见图1），距升压泵出口7615m处为供水管道的制高点，高差为189m，之后至厂区清水池的供水管道长度为610m，连续下降的高差为43.5m。

《长距离输水工程管线优化及水锤模拟研究》篇一一、引言随着城市化进程的加速和工业化的不断发展，对水资源的需求日益增长，长距离输水工程成为解决水资源分布不均、保障供水安全的重要手段。

然而，长距离输水工程在设计和运行过程中面临着诸多挑战，如管线优化、水锤现象等。

本文旨在通过对长距离输水工程管线的优化及水锤模拟研究，提高管网的运行效率和安全性，为实际工程提供理论支持。

二、长距离输水工程管线优化1. 背景及重要性长距离输水工程管线优化是提高供水效率和降低成本的关键。

优化管线设计可以减少管网能耗、降低泄漏率、提高供水可靠性，对保障水资源供应具有重要意义。

2. 优化方法及案例分析（1）管线布局优化：根据地形、水源、用水需求等因素，合理规划管线布局，减少迂回和冗余，降低能耗。

例如，某市通过优化管线布局，减少了约XX%的能耗。

（2）管材选择与管道壁厚设计：根据不同地区的气候、地质条件，选择合适的管材和壁厚，以降低管道破损和泄漏的风险。

例如，在地震高发区，采用高强度钢管或非金属管道可以降低破损风险。

（3）压力分区与增压站布局：根据用水需求和地形特点，合理划分压力分区，设置增压站，确保供水压力稳定。

某长距离输水工程通过合理布局增压站，提高了供水压力的稳定性。

三、水锤模拟研究1. 水锤现象及其危害水锤现象是长距离输水工程中常见的物理现象，主要表现为水流速度突变时产生的压力波动。

水锤可能导致管道破裂、阀门损坏、系统失稳等严重后果，影响供水安全和稳定性。

2. 水锤模拟方法及技术（1）数值模拟方法：利用流体动力学软件，建立输水管网模型，通过设置边界条件和初始条件，模拟水锤现象。

（2）物理模拟方法：利用实验设备，模拟实际管网运行情况，观察和分析水锤现象的发生规律和影响因素。

3. 水锤模拟在长距离输水工程中的应用（1）预测和评估：通过水锤模拟，可以预测和评估管网在不同工况下的水锤现象，为工程设计提供依据。

（2）优化措施：根据模拟结果，采取合理的优化措施，如安装水锤消除器、调整阀门关闭速度等，以降低水锤影响。

长距离输水管道防水锤的探讨【摘要】随着城市建设的快速发展和人民生活水平的日益提高，长距离大型输水工程越来越多，随之而来的工程爆管问题引起越来越多工程人员的注意。

长距离重力流输水管道系统的防爆技术研究作为输水管道安全运行的重要课题之一，很有必要进行深入研究。

本文介绍了目前重力流输水管道系统中防水锤的常用方法，并对各类防护方法进行全面的技术分析和总结。

【关键词】长距离；输水管道；防水锤一、水锤的涵义与产生机理水锤也称水击，或称流体（水力）瞬变（暂态）过程，它是流体的一种非恒定（非稳定）流动，即液体运动中所有空间点处的一切运动要素，包括流速、加速度、动水压强、切应力与密度等不仅随空间位置变化，而且随时间而变。

压力管路中，如果末端阀门关闭较快（即管路中流速变化较剧烈），由于管中水流的惯性，开始在整个管路中就形成了一个阀口一水池传播的减速增压运动，水体压缩，密度增大，一直传到水管进口，水流呈瞬时静止状态，此阶段称增压波（直接波）逆传过程；接着压力和密度大的阀门处水流有反向压力池的趋向，这样形成一个与原流速方向相反的流速，从而压力、密度慢慢恢复正常，在管路中就形成了一个压水池一阀门传播的减速减压运动，此阶段称为降压波（反射波）顺传过程；管中的流速瞬时恢复正常，接着从阀门向水池产生一个反方向的流速，水体膨胀，密度减小，管路中形成一个阀门～水池的增速降压运动，称此过程为降压波逆传过程；管路瞬时膨胀静止后，又开始恢复原始状态，因而又产生一个水池向阀门的流速，密度恢复正常，称此过程为增压波顺传过程。

此后的水锤现象又将重复进行上述的四个传播过程。

如果不计水力阻力，这种传播过程将周而复始地进行下去，这就是突然瞬时关阀后所发生的水锤波的基本传播方式。

一般的水锤现象都将运用这个原理进行水力过渡分析。

水锤的形成与阀门的迅速关闭/开启有关，由于阀门关闭/开启时间T与水锤波相长听2L/a的差异，表现为直接水锤和间接水锤2种形式。

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。

《长距离输水工程管线优化及水锤模拟研究》篇一一、引言随着城市化进程的加速和工业的快速发展，水资源的需求量日益增长，长距离输水工程成为了解决水资源供需矛盾的重要手段。

然而，长距离输水工程面临着诸多挑战，如管线设计、运行管理、水力瞬变等问题。

其中，管线优化和水锤模拟是长距离输水工程中的关键技术。

本文将重点探讨长距离输水工程管线的优化设计及水锤模拟研究，以期为工程实践提供理论支持和指导。

二、长距离输水工程管线优化2.1 优化目标长距离输水工程管线的优化设计主要目标包括：降低工程成本、提高输水效率、保障供水安全、减少环境影响等。

在优化过程中，需要综合考虑管线的布局、管材、管径、埋深、阀门设置等因素。

2.2 优化方法（1）数学模型法：通过建立数学模型，对管线进行定量分析和优化。

如利用流体力学原理，建立管线的水力计算模型，对管径、流速等参数进行优化。

（2）地理信息系统（GIS）法：利用GIS技术对地形、地貌、地质等进行综合分析，为管线布局提供依据。

同时，GIS还可以用于管线的空间管理和信息查询，提高管理效率。

（3）多目标决策分析法：综合考虑经济、社会、环境等多方面因素，采用多目标决策分析方法，对管线优化方案进行综合评价和选择。

2.3 实例分析以某市长距离输水工程为例，通过数学模型法和GIS法对管线进行优化设计。

首先，建立水力计算模型，对管径、流速等参数进行优化；其次，利用GIS技术对地形、地貌、地质等进行综合分析，确定管线的最佳布局；最后，采用多目标决策分析方法，对优化方案进行综合评价和选择。

经过优化设计，该工程在降低工程成本、提高输水效率、保障供水安全等方面取得了显著成效。

三、水锤模拟研究3.1 水锤现象及危害水锤是指在水管系统中，由于流体流速的突然变化引起的压力波动现象。

水锤现象可能导致管道破裂、阀门损坏、设备失效等严重后果，对长距离输水工程的安全运行构成威胁。

3.2 水锤模拟方法（1）物理模拟法：通过建立物理模型，模拟水锤现象的过程和规律。

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。

892023年4月上 第07期 总第403期工程设计施工与管理China Science & Technology Overview0.引言根据工程实际地形情况，一般情况下，长距离输水管线输水方式可选择重力流和泵送流两种。

通常在工程条件允许的情况下优先选择重力流输水方式。

但当管线上的阀门关闭操作不当或出现水锤造成爆管事故。

泵送流输水方式是通过泵站加压的方式输水，此类管线运行涉及水泵加压，事故停泵时导致水锤波叠加引发重大爆管事故。

因此，大口径重力流、泵送流混合的长距离输水管线更为复杂，一旦产生水锤现象引发爆管事故，将导致全线停运中断供水，且抢修工作困难，抢修周期长，会带来重大损失。

为预防爆管事故的发生，需有针对性地做好防护措施，因此管道薄弱段分析研究至关重要。

文章以某大口径重力泵送流混合长距离输水做为供水企业应保证安全、优质、经济的水源服务于用水户。

在城市化发展的过程中，城市人口数量激增，对城市供水系统施加不小的压力。

在此过程中，爆管现象逐渐增多，无法满足城市居民对水资源的使用需求，也造成严重的水资源浪费问题。

因此，当下有必要深入分析城市管道工程的水锤现象，掌握水锤现象出现的原因，在此基础上选择预防与控制方法。

1.水锤现象出现原因分析水锤现象主要诱因为水流在管道内流速出现巨大变化所致，水流拥有可压缩性与惯性，如果水流在运动中流速出现较大变化，对水体总量形成影响，导致水体总量在短时间内急剧变化，变化部分产生的动能冲击输水管内壁，致使输水管路形状发生变化。

水锤拥有较强的破坏力，就目前输水管材质对外力的承受能力，难以抵消水锤产生的力，破坏输水管结构，为工程埋下较大的隐患。

对于长距离输水工程，需要考虑水锤现场，提前选择防御方法，消除水锤压力，保护输水管，其为输水工程稳定、安全运行的重要保障。

经过统计长距离输水工程出现水锤现象的概率较大，施工单位有必要加强对水锤预防工作的重视程度，需要改变传统观念，基于工程数据进行安全设计，确保输水管工程安全、可靠运行。

长距离输水管网运行当中水锤计算的必要性摘要：随着我国城镇化的不断推进，城市建迎来了高速发展，涉及到长距离输水的工程项目越来越多，水锤问题越来越受到重视。

水锤对输水管网造成的损害很大，当出现管道破裂时，会加大输水量，影响管网稳定性；若造成大面积停水，则造成的社会影响巨大。

本文从多角度分析了水锤对输水管网危害性，并根据研究结果对现阶段的水锤计算提出了改进建议。

关键词：输水长距离水锤计算1.水锤形成原因水锤是以水锤波的形式表现出来的。

水锤波可以在输水管路中高速（最大可接近声速）传播。

因为输水管道中的水无法再被挤压，当受到水锤波冲击时，增大了输水管道的压力，这就是水锤现象，水锤现象发生时通常还伴有比较大的撞击声。

水锤在输水管网中通常由以下原因产生：（1）阀门正常情况下的启闭和调节，阀门在误操作和异常故障时的启闭。

（2）泵房水泵正常或事故时的启动和停止。

（3）电机叶轮振动不规律。

（4）输水管网被淤泥等异物阻塞。

（5）输水管道中混入空气，形成气团。

（6）外部突然断电，泵房停止工作。

2.水锤的分类在分类之前，先对常用的几个名词做一解释。

Ts :关阀历时，阀门全部闭合所需要的时间；α:水锤波在压力管道中的传播速度；μ:水锤相。

水锤波在管道内穿行一次的时间，即μ=。

(L为管道总长)水锤的具体分类及判别标准见表2.1表2.1水锤的分类3.水锤的破坏性分析在长距离输水管道中，水锤造成的破坏主要有以下三点：（1）水锤会使管道内的压力急剧升高，超过管道的设计压力，对管道的阀门甚至是水泵造成破坏；当水锤压力降低时，输水管网又会产生失稳现象。

（2）如果水泵的反转速度升高超过规定限值，或突然停止反转，会造成水泵电机永久性损害，导致电机转子变形，严重时会使电机联结轴破损，甚至断裂。

（3）水泵倒流时，输水管网的压力降低，供端水量减小，末端水压不足。

为保障末端供水正常，长距离输水管网压力通常较高。

为避免突然关阀造成的损失，在工程设计阶段就需要对水锤进行计算，并采取相应防护措施，避免水锤的发生。