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。重力流输水管道因无水泵加压，故无停泵水锤危害。与水泵加压管道压力不同的是其静水压线高于动水压线 ; 而小流量运行时压力反高于大流量运行时压力。对长距离重力流输水管道进行水锤防护时，用减压水池或减压阀对管道进行分段或者分级，往往有很好的效果 ; 且与加压力输水管道需多级加压相比，要经济得多，技术上也更易于实现。各类水锤防护方法的技术分析消能减压防护技术分析静水中是具有压力的，作用在单位面积上的静水压力为静水压强，它随水的深度增加而增加。静水压强的大小，是相对于大气压而言的。输水管道内作用在管道内壁的静水压力，在与大气相接触时，即在瞬间，静压能量以其他方式转化消耗，此时视管道内液体与大气接触面的相对压强为零，即消能构筑物必须有与大气相连接的装置，并且要达到简单和保证饮用水供水安全的目的。输水管道内除去只与水深有关的静水压强外，还存在动水压强，它不仅与该点的空间位置有关，还与水的流动有关。重力输水管管径按充分利用作用水头选取，故在设计流量工况下运行时无剩余能量，在流量低于设计流量下运行时，水头损失减少，重力流输水管路就有了富余能量。在安装减压阀的系统中富余能量的大部分由减压阀自动消除，使管路末端压力减轻。安装减压阀利于管道安全运行和降低维修成本。根据《城镇供水长距离输水管（渠）道工程技术规范》可知，减压阀出口恒压值根据最大设计水量水压线调整出口压力值，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产生的富余能量。关阀水锤防护分析减压恒压阀防护重力流输水管道因阀件及管道接头等漏水、管道爆裂、下游系统正常保养等原因需停运时，绝大多数采用关下游出口阀门的方法。由于阀门阻力系数在匀速关阀过程中不是均匀增加的（一般是在关阀前60° ~70°增大不多，对流量减少也不大，但在以后的 20° ~30°则突然增加），故极易造成很大的关阀水锤。管道长度越大，阀门阻力系数值对流量的影响越小，越易造成最后突然关阀时流量最大。而重力流输水管安装减压阀后，受影响管道长度减小，水头变化减小，可见减压阀对水锤防护作用极大。缓闭蝶阀防护