长距离大高差有压重力流原水输水管道改扩建设计

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。

长距离输水工程涉及诸多设计要点，其地理位置的特殊性决定了输水管道往往沿线地形高差起伏变化较大，地质条件复杂多变，设计中定线工作和水锤防护问题需要重点考虑。

在重力压力管流中因流速剧烈变化引起动量转换，从而在管路中产生一系列急骤的压力交替变化的水力撞击现象，称为水锤现象[1]。

本文结合实际工程案例，借助Google地图进行选线工作，并利用Bentley Hammer V8i软件建立模型进行水锤计算，通过对方案定线和水锤计算及防护等设计要点进行分析，为后续工程建设提供一定的技术支持。

1工程概况某煤矿位于山西省中部，紧邻国家二级水源保护区———汾河一库，属于保护汾河水源地，煤矿矿井水要求实现零排放。

然而处理后的矿井水回用后仍有余量，约为5000~6000m3/d，处理后的多余水将输送至30km外的铁矿进行再生水利用。

该工程最高日输水规模为7200m3/d，日变化系数K d取1.2。

2方案定线传统的选线工作往往需要设计人员长时间的野外踏勘，工作强度高、选线难度大。

得益于电子地图的发展，Google地图具有强大的地图信息和高程刘浩.长距离输水工程应用案例及设计要点[J].净水技术,2020,39(s1):184-188.LIU H.Design case and design considerations of long-distance water conveyance project[J].Water Purification Technology,2020,39 (s1):184-188.长距离输水工程设计案例及设计要点刘浩（煤炭工业太原设计研究院，山西太原030001）摘要长距离输水工程因距离长易受复杂地形影响，设计难度大。

长距离输水工程中定线工作和水锤防护等问题需要重点考虑。

文中结合实际工程案例，借助Google地图进行选线工作，利用Bentley Hammer V8i软件建立模型进行水锤计算，并模拟出采取水锤消除措施后的水锤变化。

水利工程文章长距离重力输水工程的设计要点本文是水利工程文章，发表在《水电站设计》上，办刊宗旨：贯彻理论和实际相结合的方针，结合工程实践，总结交流经验，促进技术进步，提高大中型水电站的设计、科研和建设水平，推动我国水电事业的不断发展。

主要读者对象为从事水电工程规划、勘测、设计、施工、管理、监理、科研、试验研究、水利水电环境及与水电相关学科的工程技术人员、大专院校师生。

随着哈密新型工业化的快速推进和经济社会的快速发展，水资源的需求矛盾日益突出，再生水的利用、长距离的输水都是解决水资源供需矛盾的有效办法。

着重从输水管道管材的选择、管材工作压力的确定、钢管壁厚的确定、管道沟槽设计以及管线主要建筑物设计等方面，论述长距离重力输水工程的设计要点，可为类似工程提供一些经验和参考。

关键词：长距离,重力输水,再生水,输水管道设计,水利工程文章1工程概况哈密南部工业再生水供水工程位于哈密市以南，哈密天山南坡山前冲洪积平原下部至哈密盆地中部地带，工程起点为哈密市污水处理厂，终点为南湖矿区分水厂，管道全长43 km。

建设主要任务是解决大南湖矿区水资源供需矛盾，满足疆电东送各煤电化基地用水需求。

供水工程主要解决国网电厂、国电电厂、鲁能电厂、国投电厂和金盛镁业等工业用水，年供水量1 065万m3，工程规模为中型。

管道起点高程为716 m，末端高程为558 m，首末端落差158 m，全线采用重力输水方式。

工程区沿线地貌类型由北向南包含有冲、洪积平原下部，剥蚀准平原和剥蚀残山等，主要为冲、洪积砂土、粉土、粉质黏土及黏土。

工程区地震动峰值加速度为005 g，对应的地震烈度Ⅵ度。

2水源工程随着“疆电外送”“疆煤外运”战略的深入实施，哈密地区作为“煤都、风库、光谷、枢纽”和“疆电外送”“疆煤外运”的桥头堡，具有显著的资源优势和区位优势，哈密正处在新型工业化快速推进的关键阶段和经济社会加快发展的重要时期，但哈密属于典型的大陆性干旱和半干旱地区，水资源极度短缺，现已成为哈密地区经济社会可持续发展的瓶颈。

浅谈重力流输水管道工程设计摘要：对长距离重力流输水管道设计的组成与特点进行了介绍，结合工程实例对输水管道设计中的几个相关问题进行了探讨。

关键词：重力流输水管道高差工程设计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，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、方便等特点。

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。

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输水管道沿线各处理构筑物的水头损失需要，并直接接入用户的蓄水池，且其末端还需要一定的自由水头，这时的地形高差还要求大一些，即地形坡降要等于或大于输水水力坡降。

结合某配水管网工程的实际情况，谈几点体会。

某配水管网工程供水设计能力为24万m3/d，是一个完全依靠重力输水的大型长距离供水工程。

工程概况输水管道由水厂引出，主要供于洪庆、纺织城、航天基地、曲江二期及曲江旅游度假区。

输水可分为南北两线供水。

南线供水区域包括国家民用航天基地和曲江二期总供水量为12万m3/d；北线向临潼方向供水，包括纺织城、洪庆组团和国家旅游休闲度假区，总供水量为12万m3/d。

输水管道全长约43Km，设计管径DN600～DN1200。

输水管道定线输水管道担负着将水厂出水送往城市的输水任务，管线长、投资大，管线方案的选择直接影响到管道的长度，对工程项目的技术可行性和经济合理性影响巨大。

因此，管位选择应本着安全可靠、节约能源、降低投资、缩短工期、便于施工和运行维修管理的原则出发，并根据技术条件，多方案综合考虑。

管道选线应遵循以下原则：管道走向的位置应符合城市规划要求，并尽可能沿现有道路或规划道路敷设，以利施工和维护；注意与已批准的道路交通规划、城区规划等协调，减少冲突。

管道尽量走直线，以缩短管道长度，并可减少大角度弯头。

尽量避开地形、地质不利地段，如河谷、山脊、沼泽、重要铁路、泄洪地区和地质灾害点。

长距离大流量重力流输水管道设计实例
高小涛;马浩;马玉涛;朱君妍
【期刊名称】《给水排水》
【年(卷),期】2015(000)010
【摘要】以南水北调中线某配套输水管道工程为研究背景，基于水锤计算与防护及自动化监控技术为依托，从管道的平面选线、竖向布置、管道穿越、管材选择、管道防腐、附属设备等方面论述长距离大流量重力流输水管道的设计要点，并对设计过程中存在的多分枝流量分配与控制、水锤安全防护等难点问题进行了分析。

【总页数】5页(P115-119)
【作者】高小涛;马浩;马玉涛;朱君妍
【作者单位】黄河勘测规划设计有限公司，郑州 450003;黄河勘测规划设计有限公司，郑州 450003;黄河勘测规划设计有限公司，郑州 450003;华北水利水电大学，郑州 450045
【正文语种】中文
【相关文献】
1.长距离重力流输水管线首次回供水工程实例 [J], 巫京京;李政帅;祝丹丹;刘春霞;王琰;沈磊;许登阁
2.有压重力流长距离输水管道设计体会 [J], 罗春林;杨玉芳;王爱军;杨萍萍
3.安徽省抗旱应急水源工程山区长距离重力流输水管道设计 [J], 余百友
4.浅析长距离大流量重力流输水管道设计要点 [J], 高小涛;李红帅;朱君妍
5.大落差长距离重力流输水管线系统防护和控制 [J], 贠小强
因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

一、长距离输水管渠道工程技术（一）输水工艺1、输水方式包括无压重力输水、有压重力输水、加压输水、重力和加压组合输水等。

2、设计时可根据下列条件，通过技术经济比较后，确定输水方式：（1）有良好的卫生防护条件，输水过程中保证所输送的水不受污染；（2）输水量稳定可靠；（3）调度方便；（4）运行安全可靠，维护管理方便。

3、当高差足够、地形适宜时且输送原水水量较大时，可采用明渠输水方式。

当输水量较小时，不宜采用明渠输水方式。

当采用明渠输水方式时，输水线路的选择应尽量避免人类生活和生产活动造成水质污染，且应有卫生防护措施，应计算输水过程中渗漏、蒸发等水量损失。

4、当高差足够、距离较长，在地形适宜时可采用无压重力暗渠输水方式。

（1）采用无压暗渠输水时，应设置检查井和通气设施。

当采用管径或当量直径小于700mm的圆形断面时，检查井间距不宜大于200m；当管径或当量直径大于700mm时，不宜大于400m。

必要时还应设置跌水井或水位控制措施。

（2）通气井或兼有通气作用的检查井，其井盖应考虑通气的可靠性，不宜采用普通不透气井盖。

（3）明渠和无压暗渠输水方式的流量调节应通过管渠首端控制，宜根据流量调节响应时间和用水情况，合理设置相应的调节构筑物或其他措施。

5、在一般情况下，当有足够的可利用输水地形高差时，宜优先选择有压重力输水方式。

（1）选择重力输水时，应充分利用地形高差，使输送设计流量时所采用的管径最小，以求得最佳经济效益。

（2）重力输水管道的最大流速不宜大于3m/s。

当流速大于3m/s时，应经过水锤分析计算设置减压消能装置和其他水锤防护措施。

（3）当重力输水管道进口端水位变化较大时，应加装减压消能装置。

（4）当重力输水管道在较低流量运行工况下产生较大富余水头时，也应加装减压消能装置。

6、当没有可利用的输水地形高差时，可选用水泵加压输水方式。

7、当水泵加压总扬程不大于90m，且输水距离不大于50km时，宜采用单级加压方式。

长距离有压重力流输水在供水工程中的设计及应用摘要：对于一些水资源稀缺的地区，为了满足基本的生活用水和工业用水，必须要依靠相关的管道进行输水。

为了保证长距离输水的安全性，供水工程一般会利用有压重力流进行输水，本文就此进行探讨。

关键词：长距离有压重力流输水供水工程设计应用我国水资源分配不均的现状，阻碍了一些地区经济的发展，为了促进这些地区的发展，需要往这些地区进行输水。

由于长距离有压重力流输水工程，在输水的过程中，具有水分蒸发少、环保等优点，被广泛应用在了供水工程中。

但是，为了保证输水的安全性，必须要对其进行合理的设计，计算输水的水力，合理的布置管道，才可以保证供水工程的长远发展。

本文以青海海东地区的输水工程为例，进行探讨。

一、工程概况循化撒拉族自治县位于青海省东部，地处青藏高原边缘地带，祁连山支脉拉鸡山东端，四面环山，山谷相间，黄河流经县境，川道平衍，森林茂密，农田肥沃，牧草丰美。

小积石山支脉——达里加山位于境内东部，周毛卡山位于南部，郭毛喀山位于西南部。

由于黄河流贯全境，四周又多是高山，大西北干燥的季节风相对来说不易侵入，黄河上空蒸腾的水分增加了空气中的湿度。

形成了高原大陆性气候，其特点是：气候温和、夏无酷署、冬不甚寒、日照时间长、太阳辐射强、昼夜温差悬殊。

降雨量少，蒸发量大，春季十年九旱，多东南风，夏季雷暴雨，冰雹频繁，从黄河沿岸到南部山区，海拔逐渐升高；随之光、热、水垂直变化也很明显。

全年降雨量264.9毫米，南北差异很大，分布不匀，主要降水量集中在6-8月，占全年总降水量的63.5%。

循化县白庄镇至清水乡人畜饮水工程设计规模4902.18m3/d，输水干管管道全长50.15km，全线采用有压重力流输水。

管道多建设于山脚，项目区位于青藏高原东部与陇东黄土高原的交汇地带。

在内外地质营力的长期作用下，形成了河谷、丘陵、山脉相间的地貌景观，按地貌的成因类型和形态特征，可将区域内的地貌划分为构造剥蚀中山、构造侵蚀低中山—丘陵、山前洪积平原及河谷冲洪积带状平原几种基本类型。

文章编号：1007-7792（2220）03-0182-03关于长距离重力流输水管道管压的选择张志刚（新疆水利水电勘测设计研究院，乌鲁木齐332000）摘要：以乌恰县康苏水库引调水工程为例,通过对水力过渡过程的研究，建立长距离、大地形落差的有力流输水管道工程管道压力分，指导工程设计。

其研究到其它长距离输水工程设，并为似工程设计和技流提供。

关键词：长距离输水管道;管道压力；重力流中图分类号:TV770+.0文献标识码:B0引言南疆地区水资源时空分布不均，地表水资源量严重低于全国平均水平，区域性缺水严重，是当经会的严重制约因素⑴。

长距离跨流域输水工区域性缺水的手段，有干旱地区日益紧张的供需水矛盾⑵。

文章以州乌恰调水工，对输水管道的设水选行分析，为类似长距离调水项目提供，供广大水利工程设。

1项目概况恰县工业园区作为当地经济支柱，多年来受水资源限制。

调水工程不仅提高工区招能力2恰县经；对镇、黑实现脱目标同样具有积极影响。

工W（9型工程，管道全长为32.862km。

采用重力流输水，管线最大设计流量为0.21m7/ s。

输水管线工程主要处于低山丘陵地貌单元，沿途横穿河谷阶地、基岩山区，山前冲洪积种地形,地形起伏较大。

工线大部分区域50年超越概率10%的地震动峰值0.4g,其的地震基本烈：K度，区域构造稳较差。

整：看，工有项目区地震烈度大、沿线地形变化大、落差大、输水流量小、管道运行压力大的特点。

2工程管线总体布置该工程起点位于康苏水库灌溉供水洞出口供水池,设计水2470.2m2恰县水厂已建沉淀前池。

该沉淀池设计水2262.5m。

管线落218247m,大落346276m。

管线段采用重力流输水方式，为满足功能性及需要，共设置附属建筑物212座，其中条形沉砂池（稳压水）、稳水、水。

0）起点（桩号0+000）——条形沉砂池（稳压水池）（桩号0+708）段；2）稳压水池（桩号0+708）------减压水池（桩号4+190段;3）减压水池（桩号2+192）一一乌恰县水厂末端（桩号30+862）段。

长距离重力流输水管道设计问题探讨摘要：随着城市用水规模的不断扩大长距离输水管道已成为城市供水的重要途径之一，长距离输水工程日益增多。

但是在施工乃至使用过程中，安全问题已经成为了人们关注的重点，本文就长距离重力流输水管道设计常见问题进行了探讨。

关键字：长距离；重力流输水管道；设计问题引言：常见的长距离重力流输水管道设计的主要问题有：1.输水道路路线、管材以及管径等，其直接的影响着工程造价；2.水锤防护，其直接的影响着输水工程的安全性。

一、重力流输水重力流输水工程是一种比较常见的且理想的输水方式，它具有节能、节电、造价低、运行管理简单等优点。

但是选用重力流输水的基本条件是要求具有一定的高程，且地形高差还要满足输水管道沿线各处的构筑物的水头损失需要，要求管道末端具有一定的自由水头，即保证地形坡降要大于输水水力坡降。

二、输水道路路线、管材以及管径设计注意事项以具体的实体工程为例，某工程，管线全长30km，首端地势平坦，末端土壤具有一定的腐蚀性，不易施工等特点。

设计流量为2.9m3/s，上下浮动0.1m3/s，拟采取重力流输水方式，管道高程差为160m，但是本工程大部分落差集中在管道末端，且管道出口处富余水头较大，设计过程中建议采用分段分压的方式，分别采用DN1400球墨铸铁管道以及DN1600预应力钢筋混凝土管。

2.1管道选线的原则由案例可知，本工程具有管线长，投资大，高程差大等特点，因此在确定管线时应本着安全可靠、便于施工及维修、节约资源等特点，针对管道选线应注意的原则有：1.在设计过程中，管道尽量走直线，以期缩短管道的长度，同时可以减少大角度弯头；2.尽量避开地形、地质不利的地段，比如铁路、易发生地质灾害等地点；3.管道走向应符合城市规划的要求，要尽量的避免与道路交通规划等发生冲突；4.尽量选择地形起伏小，能够最大限度的减小土石方工程量的管道方案；5.尽量避开村庄密集区域，以减少不必要的拆迁工程，管道铺设要遵循环境保护原则；6.避免管道通过腐蚀性较大且导电率高的地段；7.当不能避免穿越铁路、公路等时，尽量采用正交穿越的方式，并及时的对管道做好防护处理。

浅谈长距离重力输水工程的设计要点作者：朱新英来源：《南水北调与水利科技》2015年第08期摘要：随着哈密新型工业化的快速推进和经济社会的快速发展，水资源的需求矛盾日益突出，再生水的利用、长距离的输水都是解决水资源供需矛盾的有效办法。

着重从输水管道管材的选择、管材工作压力的确定、钢管壁厚的确定、管道沟槽设计以及管线主要建筑物设计等方面，论述长距离重力输水工程的设计要点，可为类似工程提供一些经验和参考。

关键词：长距离；重力输水；再生水；输水管道设计；管线主要建筑物中图分类号：TV672文献标志码：B文章编号：16721683（2015）0020273021工程概况哈密南部工业再生水供水工程位于哈密市以南，哈密天山南坡山前冲洪积平原下部至哈密盆地中部地带，工程起点为哈密市污水处理厂，终点为南湖矿区分水厂，管道全长43 km。

建设主要任务是解决大南湖矿区水资源供需矛盾，满足疆电东送各煤电化基地用水需求。

供水工程主要解决国网电厂、国电电厂、鲁能电厂、国投电厂和金盛镁业等工业用水，年供水量1 065万m3，工程规模为中型。

管道起点高程为716 m，末端高程为558 m，首末端落差158 m，全线采用重力输水方式。

工程区沿线地貌类型由北向南包含有冲、洪积平原下部，剥蚀准平原和剥蚀残山等，主要为冲、洪积砂土、粉土、粉质黏土及黏土。

工程区地震动峰值加速度为005 g，对应的地震烈度Ⅵ度。

2水源工程随着“疆电外送”“疆煤外运”战略的深入实施，哈密地区作为“煤都、风库、光谷、枢纽”和“疆电外送”“疆煤外运”的桥头堡，具有显著的资源优势和区位优势，哈密正处在新型工业化快速推进的关键阶段和经济社会加快发展的重要时期，但哈密属于典型的大陆性干旱和半干旱地区，水资源极度短缺，现已成为哈密地区经济社会可持续发展的瓶颈。

为解决水资源短缺问题，本地区水行政部门提出了利用再生水方案，建设哈密市污水处理厂和再生水供水工程。

哈密市污水处理厂水源主要为哈密市区生活和工业污水。

某长距离大落差重力输水管线设计
王世刚
【期刊名称】《西北水电》
【年(卷),期】2016(000)006
【摘要】新疆哈密地区干旱缺水,水资源主要来源于天山南北坡各山溪河沟,工矿业用水点大都远离水源,分布于各水源下游的平原区.四道白杨沟水库供水工程供水线路地形大都呈现大落差、远距离,上游山前坡陡,下游逐渐平缓甚至地形隆起呈现逆坡的特点.供水管线均为重力输水,一般在上游山前陡坡段,为避免管路中水流速过大采用放大管径阀门控制流速的措施,下游采用倒虹吸管路设计.对调压井数量选择、管材及管材压力选择、倒虹吸段进口位置选择进行了多方案的设计投资比较设计.【总页数】4页(P44-47)
【作者】王世刚
【作者单位】哈密托实水利水电勘测设计有限责任公司,新疆哈密市 839000【正文语种】中文
【中图分类】TU991;TV672.2
【相关文献】
1.长距离高落差有压重力流输水特性研究 [J], 杨庆华;翟龙;罗欢
2.长距离大落差重力流输水管道改造工程方案探讨 [J], 李书兵;姚智文
3.长距离高落差重力流输水管道水锤特性分析 [J], 蒋小鹏;结少鹏
4.长距离大落差重力流管道输水技术 [J], 杨燕明;张金承
5.大落差长距离重力流输水管线系统防护和控制 [J], 贠小强
因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

浅析忻州市长距离有压重力输水设计有关问题张志平【摘要】本文以忻州市岢岚县新建北川灌区工程输水管线设计为实例,初步总结忻州市境内利用地形高差,采用有压重力输水工程的情况,分析了输水管道设计中管线布置、管材选取、管径的确定方法,以及应采取的安全工程措施,可为今后忻州市类似工程提供借鉴.【期刊名称】《水利建设与管理》【年(卷),期】2016(036)001【总页数】3页(P31-33)【关键词】有压重力输水;工程设计;忻州市【作者】张志平【作者单位】忻州市水利勘测设计院,山西忻州 034000【正文语种】中文【中图分类】TV672+.2忻州市地处山西省北中部，西隔黄河与陕西、内蒙古相望，东临太行与河北相邻，北接长城连接大同、朔州，南跨石岭直通省会太原，现辖1区1市12县，境内山地较多，全市面积为2.55万km2，其中平原0.27万km2，约占10.5%，丘陵0.92万km2，约占36%，山地1.36万km2，约占53.5%。

境内有黄河、汾河、滹沱河、桑干河等河流通过，全市范围属温带大陆性季风气候,四季分明,春季多风,夏季多雨,秋季气爽, 春冬季少雨雪，年内降水分配不均，主要集中在7、8、9三个月。

多数县、区十年九旱，仍未摆脱靠天吃饭的局面，给广大城乡居民生活和工农业生产造成不利的影响，严重制约我市社会经济的正常发展。

针对目前灌区严重缺水而水源地有限，水资源得不到充分利用的现状，在加快灌区节水改造，提高灌溉水利用率的同时，根据忻州地区用水点与水源地分布的地形特点，利用地形高差，采用有压重力输水方式，兴建输水管道调水不失为技术可行、经济合理的解决方案，这样可从根本上改变水资源时空分配不均的现状。

开源节流并举，缓解水资源供求矛盾，保障当地群众生活、生产用水，发展当地经济。

岢岚县位于忻州地区西南部，地处晋西北高寒干旱山区，是传统的农业县，境内岚漪河流域北川河支流下游的北川盆地是全县的主要粮油生产基地，有平川耕地3.7万亩，人口2.16万，分别占全县平川耕地和总人口的56.1%和25.7%，区内降水稀少，旱灾频繁，农业产值低而不稳。