重力流长途输水“减压”与安全问题探析
浅谈长距离重力流输水管道中的压力特点
浅谈长距离重力流输水管道中的压力特点作者：黄海来源：《科学与财富》2016年第10期摘要：当前，我国很多大中型城市水资源缺乏比较严重，尤其是北方城市，水资源短缺，无法与我国经济发展以及人们生活用水的实际需要相适应，就需要努力建设长距离的调水工程，使水资源短缺的问题得以缓解。
近年来，我国长距离重力流供水工程的数量逐渐增加，这种工程的管道安全是供水安全的重要以及关键性内容。
本文主要分析长距离重力流输水的种类，明确重力流输水管道的特点，使长距离重力流输水管道系统能够实现安全的运行。
关键词：长距离；重力流输水管道；压力特点长距离重力流输水工程建设在现今社会中基础设施建设中十分必要和重要的组成部分，该工程的建设能够在一定程度上保证水资源的科学有效配置，解决部分地区的水资源短缺问题，使社会经济快速稳定发展，人们生活水平稳步提升。
我国的北方城市是水资源短缺比较严重的地方，社会经济发展以及人民群众的日常用水需要得不到满足，长距离的调水工程建设就显得十分迫切，因此应分析长距离重力流输水管道的压力特点，使输水管道系统的水力瞬变计算以及系统的安全运行提供科学的理论依据，使供水系统的设计更加科学准确，能够促进供水工程的正常、安全运行，为更多人造福。
一、重力流输水的种类从水力学的角度进行分析，给水工程中涉及到的重力流输水可以分为两种。
一种是无压流输水，有明渠和暗涵之分。
另外一种是承压流输水，主要是暗涵。
无压流输水与天然河流在流态上并没有太大的差异，水流顺着地势流向下游，没有压力，地形坡度与水流坡度是一致的。
无压给水渠道的末端通常连接水池、水库等构筑物。
承压重力流输水与天然河水的流动是不同的，与水泵加压疏松的压力也是不一样的。
涵管里面的水在流动时，无压水就会有压力，并且输送水的距离越大，压力也越大。
承压输水管的末端不仅有动水压力，也有静水压。
当水力坡降与地形坡降相同时，动水的压力是零[1]，不输送水时，输水管内部是满水状态时，输水管最末端的静水压是最大的，与地形高差相等。
浅谈长距离重力流输水管道中的压力特点
浅谈长距离重力流输水管道中的压力特点一、重力流输水的分类根据水力学的重力流输原理，我们将供水系统的重力流输水分成了以下两类。
明渠或者暗涵均可以划分为第一类无压流输水，而另一类是承压流输水一般而言指的也是暗涵。
所谓的无压流输水就是在输送途中不产生水压，类似与自然界的河水流态。
无压流输水在输水过程中流速的缓急完全取决于地形的陡峭程度，渠道的坡度决定了水流的坡度。
无压流输水的供给目的地一般都是开阔的蓄水池、水库等无压力且足够大的储水地。
承压流输水在输水过程中则主要依赖于动水压力和静水压，它的输送原理和水泵加压输水也有差别。
但用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，压力的大小与输送管道的长短相关。
因为承压流输水管的压力由静水压和动水压力组成，所以在水力坡度与地势一致时，动水压力就不存在，只剩下静水压；当停止输水并保持管道中的水充盈状态，此时管道末端的静水压力最大。
由于承压流输水输送的水压力很大，所以这种形式的供水可以直接提供水到城市供水网或者高处建筑物。
二、重力流输水的特点由于重力流输水有节约能源、操作便捷、成本低、投入少等好处，所以该供水方案成立当前最佳的供水选择。
但是重力流输水也存在自身的局限性，在地势平坦的地区就不能实现重力输水，一定要在有一定地形高度差的地方才能实行。
在重力流输水供水过程中，目标供水地的不同对地势的要求也不一样，例如城市供水管网的用户过多，需要的压力也随着增加，这就需要较为陡峭的地势才能产生足够大的压力，保证城市供水管网的水资源供应。
重力流输水系统要想顺利完成输水工作，必须依赖与地形地貌，只有足够的高度差才能保证水资源的正常输送。
在这里我们将重力流输水和水泵加压输水进行比较，看出它存在一些局限问题：①重力流输水在输水的时候首要的限制因素就是地形，在地势平坦的平原区，重力流输水就不能使用；②水泵加压输水主要是由电产生动力供水，故管道的选取比较自由，但是重力流输水管道路径的选择受到地形的约束；③承压重力流输水管在供水的时候不稳定，因为水管末端的静水压不受人为控制，如果压力过大很容易引起水管破裂，阻碍城市居民的正常水供应；④重力流输水系统中输水的主要动力是地形的高度差，该因素是由地形客观决定的，所以一旦供水的来源和给水的目的地确定下来后，水位压力差和流量就随之固定，基本不能再进行调节，当给水目的地需水有变化的时候，重力流供水系统则不能满足其需求；⑤当需要将重力流输水和水泵加压输水结合使用的时候，压力差是最大的问题，只有两端的压力相等时才能连接在一起，这对供水也产生了局限。
水利水电工程中长距离输水管道减压途径研究
水利水电工程中长距离输水管道减压途径研究摘要：随着经济的发展和人口的增长，水资源的需求越来越大。
在水利水电工程中，长距离输水管道是将水资源从供水地区输送到需要用水的地区的重要设施。
然而，长距离输水管道中的水压问题一直是工程建设中的难点和瓶颈。
为了解决这一问题，研究人员提出了各种减压途径，以确保输水管道的稳定运行。
关键词：水利水电工程；长距离输水管道；减压方法引言管道内的水流速度较快，一旦发生水锤现象，会对管道产生巨大的压力冲击，从而导致管道破裂或者变形等安全隐患。
因此，采取减压措施可以有效地消除水锤压力，降低管道的压力负荷，保护管道的安全运行，提高输水效率，进而提高工程的可操作性和可维护性。
一、水利水电工程长距离输水管道减压的必要性长距离输水管道，由于管道长度、管径等因素的限制，输水管道在输送水的过程中会产生较大的水压力。
如果不对水压力进行减压处理，就会对管道的安全性、使用寿命和水质造成较大的影响。
首先，长距离输水管道的高水压会对管道造成不小的压力，容易导致管道的变形、开裂或者破裂，从而影响管道的使用寿命和安全性。
同时高水压还会对输水的效率造成影响，增加管道的水阻力，使得水的输送速度变慢，从而降低了整个水利水电工程的效率。
为了防止这些问题的出现，需要对长距离输水管道进行减压处理。
二、长距离输水管道减压方法（一）建立减压井减压井是一种专门用于减小水压的结构，它通过改变管道的截面积和水流速度，从而减小水的压力，保证管道的安全性和水质。
在长距离输水管道中，减压井通常设计成立式圆筒形或者井壁呈锥形的结构，它们通常位于管道沿线制高点的下方，或者在管道的中途位置设置。
减压井内部通常设置有减压阀门或者其他减压装置，通过调节阀门的开度，可以控制管道内水的流速和压力，从而达到减压的目的。
减压井的优点在于，可以根据需要对管道的水压进行精确控制，对于管道内部水流速度和水质的影响非常小，同时减压井的结构简单、维护成本低，使用寿命长。
长距离重力输水管道的有关问题探讨
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。
长距离输水管道中减压措施的探讨
长距离输水管道中减压措施的探讨十三五期间，为缓解城市用水，兴建了许多长距离的调水工程，用来缓解水的供需矛盾。
在管道运水过程中，采取了将管线适当分段设减压消能设施和适当延长闸、阀关闭时间，进行管道减压以保证管道安全。
本文主要分析长距离输水管道中减压措施。
标签：长距离；输水管道；减压措施前言进入十三五后，社会经济水平发展迅速，人们的生活水平极大提高，对水的需要量也在不断的加大，而我国水资源较缺乏，经常需要进行长距离调水。
管道输水方式，具有一些优点，可以根据地形条件进行铺设，不但节约能源、而且水质不易被污染、漏损小、线路布置灵活、造价较低。
但是这种输水方式需要考虑管道的安全运行，因为在输水过程中，由于利用天然地形落差靠重力流输水，当运行中的管道在突然关闭闸、阀时，会产生水锤现象，当水锤压力超过管道的允许承受的压力时，管道就会破坏，需要采取有效措施以降低管道工作压力。
1.长距离输水管减压措施当有压管道中的水流速度因为外界的某种原因而发生剧烈的变化时，液体内部压强将因此而产生迅速交替现象，这种交替升降的压强作用在管壁、阀门或其他管路元件上就像锤击一样，故称为水锤。
城市供水保证率要求高，供水安全问题被社会广泛关注，做好水锤防护是保障长距离压力管道工程安全的关键。
1.1工程预防措施—管道分段管道分段即是把一条长管道分割为若干段不连续的管道，在每一个管道的末尾部分设置闸阀和消能设施，这样就能够起到较好的分压作用，大大减小了水锤的压力，从而减少管道的工作压力，而且减压设施也能够消除因为管道设计存在的问题而产生的剩余水头。
在长距离输水压力管道中，设置调压室、减压池缩短压力管道是常用的减小水锤压力的措施。
重力流压力管道输水工程利用天然地形落差自流输水，正常运行时测压管水头小于静水头；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、阀非正常关闭时，容易产生较大的水击压力，造成爆管事故。
长距离重力流输水管道设计问题分析
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。
长距离重力输水设计施工中常见的几个问题及解决方法
长距离重力输水设计施工中常见的几个问题及解决方法摘要:本文通过对长距离输水重力导水工程设计、施工、维护实践工作中常见的几个问题的描述，详细剖析了产生这些问题的原因，通过实践检验，给出了解决这些问题方法的结论。
关键词：长距离输水；配水池；减压水池；遥控浮球阀；溢流管；排气阀中图分类号: TU74 文献标识码：A文章编号：2095-2104（2012）长距离输水1.1长距离输水的作用伴随西部大开发，新疆开发的脚步越来越快，陆续发现的大煤气田数不胜数，然而新疆是干旱地区，各种工程的建设离不开水，煤气田大多远离水源地，仅靠汽车拉水不能解决问题，只有建设长距离输水管线才能从根本上解决生产生活用水问题。
1.2长距离输水的分类及一般流程长距离输水一般可以分为：(1)全程重力导水，流程：取水首部—处理厂—分配水池—中间减压水池—输水管—用户。
(2) 部分重力导水，部分压力扬水，流程：取水首部—处理厂—扬水泵站—配水池—中间减压水池—输水管—用户。
(3)全程压力扬水，流程为取水首部—处理厂—扬水泵站—输水管—用户，本文仅讨论全程重力导水设计、施工、使用中常出现的问题及解决方法。
2．长距离重力输水设计、施工、使用中常出现的问题分析2.1配水池进水控制方式的问题配水池在长距离重力输水中可作为工程的起点，配水池位置一般荒凉，附近无电源无法采用电动水位控制阀，设计中习惯上采用远距离单浮球控制阀，该控制属于即时控制系统，灵敏度高，水位晃动都会造成浮球下降，信号管泄流，信号管压力下降，控制阀阀芯上移，主管进水，水池水位上升，浮球上升信号管泄流停止，压力上升，控制阀阀芯闭合，此过程只在1~2秒内完成，造成控制阀阀芯仅开启5~20mm，就立刻落阀，长期短程动作，极易将水中颗粒物卡在阀芯下(图一)，造成阀芯无法闭合，高压水流冲击下，将密封圈从密封板凹槽中冲出，损坏密封面(图二)，引起水池溢流，淹毁农田道路，造成更大的损失。
2.2减压水池出水管及溢水管的问题减压水池在长距离重力输水工程中起到重要的作用，既能消除系统的静压也能消除系统的动压，低廉的造价是大多业主和工程师的最佳选择，在设计中减压水池一般采用《05S804矩形钢筋混凝土蓄水池》图集中200m3矩形水池，图集中的出口管弯进集水坑内设计，是按照水泵从吸水坑吸水，必要时可以排空全池积水而考虑，长距离重力输水在减压水池后的管线坡度是下坡，这样在初始通水或间断通水时，水池出口到第一个排气阀之间管道内的空气就无法排除，当管道充满时，水压将空气反压回水池，从出水管口排出，造成水池反气,产生巨大的水波,破坏水池，施工完的管道只能在弯管上部割开一个直径200mm的圆孔做排气孔（图四）。
长距离有压重力流输水在供水工程中的设计及应用
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。
谈以某工程为例说明长途输水管线的压力调节
谈以某工程为例说明长途输水管线的压力调节某市输水管线起点为水库输水隧洞出口，终点为市区新建净水厂，全长约200公里，采用重力有压流输水方式，建设一根DN2200输水管道。
输水管道主要管材为预应力钢筒混凝土管（PCCP），在穿越河流、铁路、公路，以及地形较为复杂的地段采用钢管。
输水管线起点和管线末端净水厂内分别设置了流量计，在管线沿途和净水厂入口处共设置了三处流量调节阀，在管线沿途设置了两座稳压井。
输水管线沿途穿越较大河流三次，穿越铁路五次，穿越公路七次，穿越市区道路三次。
1.基本参数输水管线全长约180公里，其中DN2200PCCP管130公里，DN3200钢管约500米，DN2200钢管约50公里。
设计流量47.741万m3/d。
全线设有各种阀门共计273个，其中排气阀221个，减压阀3个，检修蝶阀27个，排泥阀22个。
全线设置39个测压点，目前6个投入使用。
全线总容水量67.16万m3，因全线分段水压试验后已要求将管内剩余水量排出，因此管线充水量按总容水量考虑。
管线排气由组合式空气阀完成，活塞式调流调压阀完成压力和水量调节工作，由水锤或异常情况产生的高压由调压井进行溢流泄出。
2.准备工作主管线上的所有检修蝶阀和调压阀全部打开，并保证所有连通管支管上的检修蝶阀处于关闭状态；排泥放空阀全部关闭；排气阀全部打开；压力监测专人负责记录。
3.管线充水过程输水管线的充水过程分为灌水和升压两个阶段，按照管线的控制阀和调压阀的设置位置将其分为四段，在水库出口处、管线起始端、第一号调流调压阀、第二号调流调压阀、水厂稳压井处设置观察节点，充水过程分别叙述如下：a)灌水过程管线的灌水是通过管线起始端的手动蝶阀控制，同时将沿线三台调流调压阀和水厂进水阀门打开，让水流进稳压井证明管道畅通；接着再将水厂稳压井前的调流调压阀逐步减小开度保证末端水流通常和气体排出，故关闭水厂进水阀使整个引水管线充满；而后缓慢打开水厂的进水阀，这期间要强调两点：①灌水速度要加以控制。
长距离调水工程重力流水锤预防措施的探析
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。
长距离重力输水管路水锤特性及其防护措施
长距离重力输水管路水锤特性及其防护措施摘要：由于中国国土面积大，水资源的空间分布不均，对区域经济的发展具有很大的制约作用。
自流长距离输水管道具有无需增加动力设备、沿程耗水少、环境污染小等优势，已被广泛用于跨区域、跨流域调水，并在一定程度上缓解了区域内水资源分配不均衡问题。
但是，由于重力流长距离输水管道的布设受到地形、施工等因素的影响，不能达到最优布局，从而增大了其运营风险。
各种类型的水击灾害是长距离重力流输水工程所面临的一大难题，其中，输水管线、各种元件的损坏、管道周围的水击等都与水锤现象密切相关，亟需开展长距离重力流输水工程中可能出现的水锤现象的诊断与防治。
在这种情况下，研究了长距离重力流输水管道的水锤计算和保护方法。
关键词：长距离重力流；输水管线；关阀水锤；组合关阀；水锤防护引言在水力平衡计算中，电算方法已被广泛地用于水力平衡计算中。
计算机求解水击的基础同样是微分方程，利用特征线方法，把基本方程转换成方便计算机操作的有限差分方程，利用计算机进行求解，可以提高计算精度，提高计算效率。
1概述本项目拟在某县某镇，某镇，某镇三个乡镇，某县集镇自来水厂升级改造工程-太沙东片区（一期）。
本项目的主要建设内容是：本项目水厂的设计供水能力为5.0万m3/天，本项目是一期，设计供水能力为2.0万m3/天。
项目建设内容包括：取水泵房，净水厂，增压泵站和管网，取水泵房，净水厂内的取水和净化设施及其相关的辅助设施。
管网敷设从取水泵站出水口到新水厂供水干管1250米，敷设并安装净水厂到3个集镇供水干管。
新的供水管网总长度为59.27公里。
本项目针对长距离重力流输水管道，在长距离重力流输水管道中，各种水击现象是其重要的科学问题，其关键在于对其形成机制的认识。
目前，国际上对其细观机理的研究主要是基于三维数值仿真与物理模型实验，基于几何相似原理构建小尺寸模型，并结合 CFD （CFD）技术，开展直管路无空化-空化耦合作用下的水力转捩过程的计算与分析。
长距离重力流输水管道设计问题探讨
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。
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
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作者：李忠恒来源：《科技创新与应用》2015年第15期摘要：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。
关键词：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，进行管道的铺设，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]。
大高差重力流多级减压输水管道水锤防护技术研究
大高差重力流多级减压输水管道水锤防护技术研究随着城市规模的不断扩大与发展及人口的激增,我国大部分地区淡水资源供需矛盾的问题越来越严重。
综合多方面考虑,跨流域调水成为解决这一问题最有效的措施。
每一个跨流域调水工程,从前期的项目设计到最终的整体运行都耗费了人们大量的心血。
因此,如何保障跨流域输水工程安全稳定运行成为了社会的焦点。
跨流域输水工程能否安全运行在很大程度上取决于输水管线的水锤防护措施,因此,在实际工程中,我们需要对输水管道进行详尽的水锤分析计算以保证输水管道安全运行。
文中通过水锤的相关概念与理论,介绍了管道中水锤波的传递特点及管道中排气不畅的危害,并指出了重力流输水项目的主要特点及几种常见的水锤防护方式。
同时,结合计算机软件模拟计算对长距离大高差重力流输水工程进行了详细的水锤模拟计算,对管道中各种水力过渡条件进行分析说明并给出几种常见的水锤防护设备的边界条件及各自的降压特点。
文章重点介绍了以新型阀门——喷孔式高比例控流阀为主的一种全新的水锤防护措施,喷孔式高比例控流阀是杨玉思教授研制出的一种新型阀门,该阀门集降压与调流功能于一身,实现了我国在阀门方面的新的突破。
同时,喷孔式高比例控流阀完全属于水力自控,实现了水锤防护方面的自动化,减少了因为操作不当而带来的损失。
最后,本文以新疆双河市保尔德水库重力流输水项目为例,通过计算机软件模拟计算,进行了详细的水锤防护计算。
根据不同的阀门控制时间及管道内水锤压力曲线值,给出了较为合理的水锤防护措施及管道末端阀门合理的关闭时间。
同时,对恒速缓冲排气阀、水位控制阀、调流调压阀及喷孔式高比例控流阀的水锤防护效果进行了详细的水锤计算。
经计算结果可以看出,喷孔式高比例控流阀具有良好的降压稳流效果且具有良好的安全性、经济性。
通过该长距离大高差输水工程实例的水锤计算分析,总结出了长距离大高差重力流输水管道的有效的水锤防护措施。
谈管道输水工程常见问题的处理对策
谈管道输水工程常见问题的处理对策近年来，本人致力于农业灌溉及饮用水输水工程的相关研究，先后参与了骊山风王沟引水工程；西安微电子技术研究所供水工程；潼区高效节水灌溉项目；农村安全饮水工程等。
在以上项目的工作中，总结了一定的经验。
下面对管道输水工程中常见的问题进行分析探讨。
一、管道输水工程中常见的设计问题管道输水有重力流系统和泵流系统两类。
本文主要对重力流压力管道输水中常见的问题进行分析阐述。
在重力流系统中，不需要水泵进行加压，而是依赖水流的重力作用，从水源地运输到用水地。
在此系统中，对水自身的势能进行了合理的利用，具有成本低，较为经济的特点。
其常见的设计问题有以下几点：（一）压力分级问题在长距离的管道运输工程的设计中，由于其输水系统长度较长，且总水头比较高，在压力设计中，要不要分级，且如何分级，成了工程设计首先需要解决的问题。
（二）调压调流问题调压也称为减压，当管道输水系统除了输水水头损失之外，还有其他多余的水头时，就需要进行减压消能的处理；当输水系统的实际输水流量明显小于设计输水流量时，同样也需要进行减压消能的处理。
同时，还需要输水系统通过调节流量进行结合处理，调压调流问题是重力流压力输水系统设计中最为重要的问题之一，在调节时需要调压、调流结合进行。
（三）水锤问题水锤现象是由于处于封闭状态的压力管道内，由于液体流动速度的不断变化而产生的。
水锤也称为涌压，与管道内液体工作压力无关，而与液体的流动速度的变化及液体产生的压力波的波速成正比。
发生涌压时管道内的总压力是涌压于管道工作压力总和。
水锤问题是对安全运用压力管道输水系统威胁最大的问题之一。
排（进）气问题管道系统在进行首次充水以及需要将管道排空时，会吸入和排除大量的空气，而且在管道系统正常的工作运行中，残存在水体中的气体也会不断地逸出，逸出后会聚集在管道系统的高处，若聚集气体较多，则会对管道输水系统的正常运行造成一定的影响，轻则会降低系统的运行效率，严重的还会引发一定的管路事故。
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
、
农 村供水 工程 中运 用重力流输水 技术存在 的主
要 问题
并 且在 进行 管 道 的安装 时要根据 供 水管 材 的弯 曲度进 行
自然的摆放 ，这样就 能省去对伸 缩节 的使用 ，提高 施工 的
在 农村 的输水 工程 中 由于 地貌 的 多变 性 ，导致 输水
工况具有复杂多变性，在较短的管路 中并不明显的影响因
行 阐述 ，分析并探 讨解决这 些 问题 的措 施 ，为我 国农村供 水 工程 的建设提 供一 些可行性 的建 议。
一
输 水管 网的安全 运行 是农 村供 水 工程 的关键 ，为 了
保证其 稳定安全 的运 行 ，要在 沿着 管道 线路较长水平 段 ，
以及斜 坡道和拐 点等相对 重要的位置进行镇墩 的设置。 同 时，在 对供 水管 网的线路进行选择 时 ，要尽量选择直 线 ，
段地 形相对 复杂 ，导致管道 的铺设存在 起伏不平 的现象 ，
在 输 水 的过 程 中很 容 易 产 生气 阻等 影响 工程 安 全 的不 稳
定 因素 。
（ ）农 村人 口居 住地 相 对分 散 ，这 就 导 致供 水 区 二 域的扩大 。在这 种情况 下 ，输水管 网 中首末 的高差相对 较
输水管道长 ，工程量 大大增加 ，在 投资大 的基 础上用水 量
２ 水 头损 失 的计算 。在 输水 的过 程 中，水 头 自然会 ．
认识 不足 ，导致 了在 实际供水建设 中， 中的 占有 比例 比较 少 ， 自动 化技术 整 技 术不 断地 进行探 究 和改革 ，成立 了 自动化 技术 在应 用 的过程 中应用 面会 体上得不 到更好 的发展 。 比较窄 ，在 控制 技术方 面 的水平 上也
水利水电工程中长距离输水管道减压路径分析
水利水电工程中长距离输水管道减压路径分析摘要：长距离输水工程的主要作用是合理分配水资源，调节并缓解部分地区水资源短缺问题，在我国水资源分配工作中得到充分重视和应用。
本文从长距离输水管道压力特点、减压路径及相关注意事项等方面展开研究，以期为相关研究人员解决这一问题提供相应参考依据。
关键词：水利水电;长距离;减压路径;输水管道;1长距离输水管道中压力特点长距离输水管道主要利用地势及重力形成高度差完成输水工作，水压是工程中的主要问题，管道阀门与管道内压力息息相关，静水压与管道之间的距离存在联系，水压与地势高度差之间相关，且呈正比关系。
管道在受到压力的影响下会发生损坏，当关闭阀门出现异常时，管道内压力升高，管道因承受不住压力而破裂，导致输水工作的正常运行。
若长距离管道中地势起伏较大，那么其管道路径变化较大，容易出现水流不通畅问题，甚至可能出现断流现象。
2长距离输水管道减压路径2.1 设置减压池在长距离输水管道中可设置减压池进行减压，这种方式主要利用输水工程起点和终点的落差达到减压的目的，在管道不同高度位置修筑减压池，方便向下一段管道供水，但在设置减压池的过程中需要注意每个减压池可控制一个小区的供水。
减压池在一定程度上可以有效缓解管道压力，因此成为长距离管道减压的常见减压方式之一。
2.2 减压阀减压阀的工作原理与减压池的工作原理有所不同，设置减压阀时要了解并分析供水区域内对输水压力的要求、管道承受力及压力等，将输水管道以分段的形式进行埋设，其分段主要依据输水工程中地形的高度差来区分。
减压阀需要设置在管道中的不同部位，注意减压阀应设置在合理的压力范围之内，设置的压力能够承受管道水压，避免因管道破裂而影响输水工作。
如某输水工程的减压方式就是减压阀及减压池两种方式，按照地势的总落差与地形的高低设置减压池及减压阀，在输水管道减压方面十分有效。
2.3 分段减压消能长距离输水管道的特点是地形落差较大，水流量丰富及运输距离长，长距离管道运输有必要进行分段管理，在管道材料选择中应选择耐用、使用时间长且价格合理的材料作为输水管道。
重力流长途输水
重力流长途输水“减压”及安全问题初探黄晖以高地水源供水的工程越来越多地出现在现实的项目当中。
在摒弃了传统输水方式（如新疆的坎儿井等）之后，不断地工业化、大流量的长途输送是目前国内许多地方供水现状的真实写照。
而其引发的安全性的考量与评估不免令各方面担忧。
尽管西北等地区（尤其如新疆）高山重力式供水方式比较普遍，并积累了一定的实际运行经验，但由于全国范围内类似工程项目的集中性、大规模的上马，项目具体工程特点又各有差异，相应的技术总结仍显苍白，远不具备指导性。
因此有必要进行分步骤的总结与整理，在工程技术的高度上进行普适性归纳，并不断地进行完善，使得今后的输水工程项目的展开更加合理，运行更加有条理，直至对项目的整体理解作到心中有数、胸有成竹。
一． 现状与问题主观轻视：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。
经验不足：由于时间、投资与地形的限制，在设计当中，由于习惯了水泵输水计算（阻力为主导因素，决定扬程）的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。
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。
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变化，二． 基本原理及理论思想基于上述并不全面的现状与问题，这节里按步骤进行原理性的解释与分析，并引出一定的理论思想。
长距离输水无论是重力流供水还是水泵供水，单从安全的角度上讲，宜采用恒定流的供水方式，即从甲地到乙地供水周期稳定，流量尽可能保持不变。
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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。
此外，还可使用水泵来提高输水系统的水压，补偿管道中的压力损失。
另外，对于特殊情况，如需要跨越山脉等复杂地形，可以考虑采用隧道或者提升段来有效
减小管道高程差，进而减小水压损失。
通过以上减压技术手段的应用，可以有效降低长途
输水系统输水过程中的水压损失，提高输水效率。
其次，关于长途输水系统的安全问题。
长途输水系统的安全隐患主要来源于自然灾害和管
道本身的设计、施工和维护问题。
在地质灾害频发的地区，输水系统的线路布置需要严格
遵守地质勘测评估结果，尽量避开地质灾害易发区，或者通过改变线路、增加支撑和加固
措施来保证系统的稳定性。
另外，针对地震等自然灾害，工程设计人员也应充分考虑地震
安全性，采取合理的抗震设计，以确保输水系统在地质灾害发生时不致受到破坏。
此外，
长途输水系统中的输水管道应定期进行检查、维护和保护。
特别是在易发生地质灾害的地区，需要进行更为严格的管道维护保养工作，及时处理管道漏损、破裂等问题，以减少水
资源的浪费和环境污染。
在长途输水系统的安全保障方面，可选择加装防震设施，以减少地震对管道的影响。
采用
泄压阀、变径段和水锤消除装置等技术手段，对管道进行有效的减压处理和控制。
此外，
建立完善的监测与预警系统，及时发现管道漏损、破裂等问题，确保输水系统的安全运行。
各部位人员的安全意识也需要不断加强，进行安全培训和教育，提高对于管道事故处理的
应急能力，保障输水系统的正常运行和供水安全。
综上所述，重力流长途输水系统的减压和安全问题是需要重点关注和解决的。
通过采取合
理的技术措施和安全管理措施，可以有效减小水压损失，提高系统的输水效率，以及确保
输水系统的安全运行。
同时，对于系统在设计、建设和运行中的各方面问题，需要不断吸
取经验教训，及时调整和改进，从而为重力流长途输水系统的可持续发展提供保障。