长距离输水工程有关技术问题的探讨
长距离输水工程有关技术问题的探讨
论文作者：陈涌城
摘要：概述华北院承担在建长距离输水工程实例，论述长距离输水工程管材的选择，水锤的防护技术与安
全措施，经济流速的计算与经济管径的确定方法。
关键词：长距离输水工程水锤经济流速经济管径
华北设计院自78年以来承担和参加国内大型长距离输水工程累积18项之多，如天津市“引
滦入津”工程，大连市“引碧入连”工程，石家庄引岗黄水库水工程等等，目前正在设计或
正在施工中尚有8项，列表如下：
长距离输水工程在建项目表
序号工程名称工程简介工程进展情况
1邯郸市“岳济邯”工程
（二期）
岳城水库至铁西水厂，管道总长56km（重力流），规模10万m3/d，工压0.4-0.5Mpa，
采用DN1200预应力混凝土管长36km，DN1400预应力混凝土管20km。输水线
路走向同一期
施工图设计阶段
2长治市辛安引水工程
（二期）
辛安水源至长治水厂输水规模8.64万m3/d(lm3/s)，采用DN1000钢管，δ=10mm，
工压1.8Mpa，L=12km；DN1000预应力混凝土管，工压0.6Mpa，L=12km；DN900
预应力混凝土管，工压0.6Mpa，L=12.17km
正在进行管材与施工
队伍的招投标。
3衡水市“引湖入衡”工
程
衡水湖至衡水市水厂，规模10万m3/d，工压0.4Mpa，采用2根DN800预应力
混凝土管，管长L=9.8km(其中穿越河道采用钢管)
取水工程正在施工，
取水管道已敷设
6km。
4呼和浩特市引黄供水
工程
黄河浦滩拐至金河水厂，总长82.16km1）二道洼水库上段，规模40万m3/d，采
用二根DN1600球墨铸铁管，长2.73km，工压0.8Mpa；采用DN2000PCCP管（预
应力钢套筒混凝土管），长62.96km，工压0.6Mpa。2）二道洼水库下段（重力流），
规模20万m3/d，采用二根DN2000预应力混凝土管，工压0.4Mpa，长16.47km。
取水泵站正在建设，
二根球墨铸铁管敷设
完毕，PCCP管与PCP
管正在施工。
5温州珊溪水库枢纽供
水工程
1）陈岙泵站至浦东隧洞，规模34.1万m3/d，工压0.6Mpa，采用DN1800钢管，
δ=16mm，长12km（西线）2）陈岙泵站至状元水厂，规模39.6万m3/d，工压
0.6Mpa，采用DN2000钢管，δ=18mm，长22km（东线）
陈岙泵站建完，西线
工程开始，东线管道
施工图设计完成。
6唐山市陡河水库供水
工程
陡河水库至唐山市水厂1）近期规模15万m3/d，采用DN1400预应力混凝土管，
工压0.6Mpa，管道长18.68km。2）远期规模10万m3/d，工压0.6Mpa，采用DN1200
预应力混凝土管，管道长18.68km。
施工图设计阶段
7大连庄河市朱隈水库
供水工程
朱隈水库至水厂（重力流）规模10万m3/d，工压0.4Mpa，采用二根DN1000预
应力混凝土管，管道长16km。
计划开工
在华北院承担18项长距离输水工程中，其中有7项属重力流输水，11项属压力流输水。
从节约能源的角度考虑，有条件的情况下，采用重力流的形式是合理的。长距离输水工程的输水方式较多，天津市“引滦入津”工程比较典型，该工程几乎包括了长距离输水各种型式和内容。“引滦入津”工程长234km（自大黑汀水库至天津市内）。工程包括开挖长11.38
km规模60m3/s的隧洞；利用并整治加固57.6km的天然河道-黎河，利用加固已有的库容1 5.59亿m3的于桥水库，利用整治56.0km卅河；开挖规模50m3/s长44km与规模30m3/s长26km专用输水明渠；新建4500万m3尔王庄调蓄水库；新建规模20m3/s长26km二孔断面为3.35m×3.35m的砼暗渠；敷设规模110万m3/d管径DN2500长10.67km和规模55万m3/ dDN1800长3.67km的钢管；新建50万m3/d新开河水厂。
一、长距离输水工程管材的选择
在长距离输水工程中，管材的选择一般要根据工程的规模，管道的工作压力，输水距离的长短，工程的进度与重要性，以及工程所在地的地形、地貌、地质情况，当地管材的生产状况，应用管材的习惯，特别是工程的资金的落实情况，而后进行技术、经济、安全等方面论证综合比较后确定。
我国地域广阔，各地区的地形地质自然状况不一样，经济形势与应用管材的历史状况也不一样，而每项工程又都具有自己的特殊性，因此长距离输水工程管材的应用也是多种多样的。某一种管材在一个地方、一个工程被选用，其经济技术方面的合理性，而在另一个地方、另一个工程就不一定合理，这就形成市场经济的今天，出现各种不同管材的竞争原因之一。
根据我们参加长距离输水工程设计经验，特别这几年我国引进大量的新型管材和新的生产工艺，管材的优化尤为重要。目前长距离输水工程大都在钢管、球墨铸铁管、予应力砼管与予应力钢筒砼管、玻璃钢管等方面选择。
二、长距离输水工程水锤的防护技术与安全措施
凡是有泵及压力管道的地方就会有水锤，因此水锤是长距离输水工程的一个重要的技术问题，也是造成工程事故的一个主要原因。
对泵站及管路系统的水锤问题是国内外研究与防护的重要内容。长距离输水采用压力流输水时，在泵站系统为防止水锤的危害，一般采用调压井(双向、单向)，水锤消除器、液控蝶阀、缓闭止回阀、旁通管泄压等形式。另一方面长距离输水管道较长，起动水泵时引起水锤造成管道破坏的现象也较多。因此大都要进行认真的分析研究，呼和浩特引黄工程在设计阶段就聘请有经验部门对水泵不同的工况进行水锤分析计算和研究，一方面解决设计中的问题，同时也对将来的运行提出要求。
长距离输水工程中应充分的认识到水柱弥合水锤的危害。在长距离输水管道中，流速变化是经常出现的，管道中水流速度变化时，致使管道中水压力的升高或降低，在压力低于水的气化压力时，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，管道中的水升压，则就形成断流弥合水锤，弥合水锤升值很大，在实验装置观测到的竟达到工作压力的2-4倍，因此其对输水安全性的危害很大。
水在输水管道运行时，实际上是水气两相流。因此在长距离输水管道设计时，应依据输水管道的纵向布置，分析研究计算可能出现的不同工况下水的流动状态，选择合适的位置(一
般在驼峰处)布置一定数量的排气阀，在管线的水平段，排气的问题更突出，因此在设计时一般人维的把管线布置成一个高点，设置排气阀，而且水平距段根据经验一般在600m～100 0m设置一处。另外排气阀的选择也很重要，因为管道中运行时，水在管道中的状态很复杂。根据国外水锤研究者提供气水两相流可分为六种流态，即层状流、波状层、段塞流、气团流、泡沫流、环状流，由于水流流态的复杂性，也就产生了排气的困难，因此除了确定排气阀的合理数量，合适位置，对排气阀种类与性能也应充分重视。
近年来为保证输水安全，特别是防止水柱弥合水锤过压产生的危害，在输水管道中适当的设置超压泄压阀(也称为压力波动予止阀)效果较好。
长距离输水工程中在工艺设计时，采用安全、合理、经济的水锤防护措施，效果较好，但不能做到全部去除，因此在管道的结构设计中也有所考虑。我国的给水排水管道结构设计规范(报批稿)中已明确，管道的设计内压力为管道工作压力的1.4～1.5倍。主要解决管道的试压与管道产生的残余水锤的危害。保证输水工程的安全。
三、经济流速与经济管径的选择
长距离输水工程经济管径的确定，关系着输水工程的合理性和工程的总造价。在经过技术方案的论证、优化选择了最佳方案后，尚要进行管材的论证比较，然后再进行经济流速的计算，确定经济管径。
经济流速的计算方法种类很多，各国都有不同的计算方法。一般讲有采用公式直接计算的，有采用基建投资+20年电费(有的也采用10年电费)进行计算比较的。改革开放以来，我们与国外接触交流频繁，引进了较为流行的动态法。动态法种类也有不同的形式，目前我们在亚行、世行、日元贷款项目中应用年值法与净现法较多。
(1) 年值法
公式：
A=1.4Q·H·S+[(1+i)n·i/(1+i)N-1]·C
A：管线年成本(元/米·年)
Q：管线流量(立米/日)
H：每1米长管线水头损失(米/米)
S：电费单价(元/度)
i：投资收益率(%)，我国一般取6～10%。
N：计算年限 N值一般取20年
C：单位长度管道综合投资（元/米）
利用亚行贷款项目在进行输水管道的经济流速计算，确定经济管径时一般采用该公式，为了能较好的反映电费的变动，并对年电费的数值取影子电费，这样可更切合工程的实际状况。
(2) 净现值法
W=C+[(1+i)N·i/(1+i)N-1]·A
W：费用总值（元）
C：管道初期建设投资(元)
A：年经营费（元），即电费、折旧费、大修费总和
N：计算年限，N值一般可取20年
i：投资收益率，我国一般取6-10%。
由于经济的发展，我国各个地区用水量都普遍的增加，而另一方面，由于经济发展和人类的活动、环境的污染也渐严重，很多地区附近的水不能应用（如温州市），这样就使长距离输水工程近些年来发展很快，长距离输水工程的许多技术问题都有待更深入的研究和提高，上述几方面的仅为几个部分，还有一些设计、施工、运行管理方面的问题应加强研究。
长距离输水管道设计中应注意的的重要问题
长距离输水管道设计中应注意的重要问题 ［摘要］长距离管道输水是解决水源分布不均衡的有效措施之一。目前，长距离输水管道设计中存在着诸多问题。在保证安全性的前提下，应进行合理选材、管路设计、管道防腐、沟槽支护、等，同时要符合经济性的要求。本文就长距离输水管道设计中应注意的问题进行了讨论。 ［关键字］长距离输水管道管路设计优化 一、输水管道系统设计 区域供水是一个系统工程，在满足主要供水目标100%供水量的同时，需要对途径的水源匮乏地区进行给水分流，确保供水效率的最大化。现代长距离输水管道多采用双管供水，在其中一条管道出现故障时，另一条管道作为备用，以满足70%以上供水量的要求。 二、输水方式选择 综合考虑当地的自然环境和社会经济条件，在保证水质和水量的前提下，选择合理的长距离输水方式。早些年的输水工程，大多利用天然地形，采用明渠（槽）开挖的形式。随着全球气候的变化，生活污水和工业污水对环境的污染日益严重，明渠（槽）以及天然河道输水不仅不能保证给水量，同时在输送途中也易受环境的污染。因此，现代输水工程多采用长距离封闭式的专用管道输水模式。输水方式分重力流和压力流两种，在地势条件允许的情况下，应充分利用自然水头，尽可能采用能耗更低、更经济的重力流输水模式。对于不得不采取压力流的情况，应进行管道水锤防护设计，确保管道不会因内部压
力骤变而损坏。 三、管线选择 输水管道担负着将源水送往城市的输水任务，管线长，投资大，因此，在选择管线时应根据下列原则确定： 1、是应尽量做到线路短、起伏小、土石方工程量少、造价经济、少占农田或不占农田； 2、是管线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； 3、是尽可能地减少拆迁； 4、是应尽量避免穿越河谷、山脊、沼泽、重要铁路和泄洪地区； 5、是管线应充分利用水位高差，当条件许可时优先考虑重力流输水； 6、是管线应考虑近远期结合和分期实施的可能。 四、管道材料的选择及保护 长距离输水工程大口径管道的管材有钢管、球墨铸铁管、预应力钢筋砼管(PCP)和预应力钢筒砼管(PCCP)、玻璃钢管等，下面就这几种管材分别论述： 1、钢管 钢管应用历史较长，范围较广，它的强度高，管材和管件易加工，管厂建设周期短，特殊地段(如顶管、过河段)一般都采用钢管，但钢管的刚度小，易变形，衬里及外防腐要求严，必要时需作阴极保护，施工过程中组合焊接工作量大，与水泥压力管相比，造价较高。大口
长距离输水工程的管材选用
长距离输水工程的管材选用 1、可选管材的种类 1.1 钢管 钢管应用历史较长，范围较广，输水工程一般选用螺旋焊缝与直缝焊接钢管。螺旋焊接钢管采用卷板，利用螺旋管焊接生产线一次成型。国内已可生产DN2540mm螺旋焊接钢管。螺旋焊管受加工工艺影响，管材存在较大残余应力，这部分残余应力与管道运行期间工作应力组合后，降低了管道承受内压的能力。另外，螺旋焊接管的焊缝较直缝焊管的焊缝长，这就意味着薄弱环节多，可靠性差。但由于输水工程管道内压一般不算太高，即使螺旋焊接管存在上述问题也不影响其应用。 1.2铸铁管 按材质可分为灰口铸铁管和延性铸铁管，由于灰口铸铁管口径不大、材质不稳定，因此事故较多，在输水工程中基本不采用。延性铸铁管也称为球墨铸铁管，其强度比钢管大，延伸率也高出10%.另外，现有些厂家生产的球墨铸铁管没进行退火处理，称为铸态球墨铸铁管，其材质的性能除延伸率低于球墨铸铁管外，其余性能指标均与球墨铸铁管相似，价格也低，应用也较多。 1.3 预应力混凝土管 按生产工艺分成两种，一种因加工工艺分为三步，通常称为三阶段预应力混凝土管；另一种方法是一次成型，通常称为一阶段管。预应力
混凝土管因加工工艺简单、造价低、较适合我国的经济状况而应用普遍。但管材制作过程中存在弊病，如三阶段管喷浆质量不稳定，易脱落和起鼓；一阶段管在施加预应力时不易控制（特别在插口端部），且因体积重量大造成运输安装都不方便，使其应用受到了限制。预应力混凝土管口径一般在2000mm以下，工压在0.4～0.8MPa.口径大、工压高的工程应用时要慎重。 1.4 预应力钢筒混凝土管PCCP 这是一种钢筒与混凝土制作的复合管，管心为混凝土，在其外壁或中部埋入厚1.5mm钢筒，在管芯上缠绕环向预应力，采用机械张拉缠绕高强钢丝，并在其外部喷水泥砂浆保护层。该管的特点是由于钢套筒的作用，抗渗能力非常好。管子的接口采用钢制承插口，尺寸较准确，并设橡胶止水圈（单胶圈或双胶圈），因而止水效果好，安装方便。预应力钢筒混凝土管的管径一般为DN600～3600 mm，工作压力为0.4～2.0MPa，其中DN1200mm以下一般为内衬式，DN1400mm以上通常为埋置式。PCCP管材的行业标准已颁发，设计规范与工程建设标准已在编制，其应用前景广阔。 1.5 玻璃纤维增强热固树脂夹砂管（玻璃钢管） 玻璃钢管的特点是强度较高，重量轻，耐腐蚀，不结垢，内壁光滑阻力小，在相同管径、相同流量条件下比其他材质管道水头损失小、节省能耗。玻璃钢管的连接也采用承插式，并设置胶圈，安装很方便。玻璃钢管相对而言壁薄，为柔性管道，对基础与回填要求较高。玻璃
长距离输水管线设计
长距离输水管线设计 摘要：介绍长距离输水管线的设计原则、设计特点及设计人员在设计过程中应注意的问题。 关键词：长距离；输水管线；设计 Design for Long Distance Water Pipeline ZHANGJingHANYi-chen (CNPC Northeast Refining & Chemical Engineering Co. Ltd. Jilin Design Institute, Jilin132002，China) Abstract: Design principles and characteristics of long distance water pipeline were introduced. Points for attention of designer in designing were expounded. Key words: long distance；water pipeline；design 目前越来越多的新建大型工艺装置，按城市统一规划要求远离城镇居民聚居地，从而导致其距水源地较远，需要长距离输水，来保证装置的安全用水。以下是对长距离输水管线设计的一些体会。 1．长距离管道输水工程的特点 输水距离长，沿途地形条件比较复杂，压力流输水管线有升有降，起伏不平。根据管线布置要求和运行要求，管路需要安装许多附件，如排气阀、泄水阀、连通阀等。 2．长距离输水管道设计 2.1长距离输水管线路径选择 （1）管线路径应尽量做到线路短，起伏小，土石方少，造价经济，少占农田。 （2）走向和位置应符合城市和工业企业的规划要求，并尽可能沿现有道路和规划道路敷设，便于施工和维护。 （3）应尽量避免穿越河谷、山脊、沼泽、重要铁路和泄洪地区，并应避开滑坡、塌方以及易发生泥石流和高侵蚀性土壤地区。 （4）管线路径的选择还应考虑近远期结合和分期实施的可能。
长距离输水水力计算
长距离输水管道水力计算公式的选用 1． 常用的水力计算公式： 供水工程中的管道水力计算一般均按照均匀流计算，目前工程设计中普遍采用的管道水力计算公式有: 达西（DARCY ）公式： g d v l h f 22 **=λ （1） 谢才（chezy ）公式： i R C v **= （2） 海澄－威廉（HAZEN-WILIAMS ）公式： 87 .4852.1852.167.10d C l Q h h f ***= （3） 式中h f ------------沿程损失，m λ―――沿程阻力系数 l ――管段长度，m d-----管道计算内径，m g----重力加速度，m/s 2 C----谢才系数 i----水力坡降； R ―――水力半径，m Q ―――管道流量m/s 2 v----流速 m/s C n ----海澄――威廉系数 其中大西公式，谢才公式对于管道和明渠的水力计算都适用。海澄－威廉公式影响参数较小，作为一个传统公式，在国内外被广泛用于管网系统计算。三种水力计算公式中 ，与管道内壁粗糙程度相关的系数均是影响计算结果的重要参数。 2． 规范中水力计算公式的规定 3． 查阅室外给水设计规范及其他各管道设计规范，针对不同的设计条件，推荐采用的水力 计算公式也有所差异，见表1： 表1 各规范推荐采用的水力计算公式
4． 公式的适用范围： 3．1达西公式 达西公式是基于圆管层流运动推导出来的均匀流沿程损失普遍计算公式，该式适用于任何截面形状的光滑或粗糙管内的层流和紊流。公式中沿程阻力系数λ值的确定是水头损失计 算的关键，一般采用经验公式计算得出。舍维列夫公式，布拉修斯公式及柯列勃洛克（C.F.COLEBROOK ）公式均是针对工业管道条件计算λ值的著名经验公式。 舍维列夫公式的导出条件是水温10℃，运动粘度1.3*10-6 m 2/s,适用于旧钢管和旧铸铁管,紊流过渡区及粗糙度区.该公式在国内运用教广. 柯列勃洛可公式 )Re 51 .27.3lg( 21 λ λ +?*-=d (Δ为当量粗糙度,Re 为雷诺数)是根据大量工业管道试验资料提出的工业管道过渡区λ值计算公式,该式实际上是泥古拉兹光滑区公式和粗糙区公式的结合,适用范围为4000 长距离输水工程中的技术问题分析 随着输水工程的发展和社会经济的发展，长距离输水工程将会越来越多，以下是小编搜集整理的一篇探究长距离输水工程技术问题的，供大家阅读查看。 我国是一个水资源较为丰富的国家，但是由于我国人口基数大，人均水资源占有量非常低，远远低于世界人均水资源占有量，被联合国列为贫水国。另外，我国幅员辽阔，存在严重的水资源分布不均现象，南方的水资源占全国水资源的80%左右。而且，随着气候变暖，我国北方的水资源越来越少，因此，跨流域调水工程成为缓解这种水资源分布极度不均衡的重要方法措施，从而带来了长距离输水工程。长距离输水一般可以分成重力流输水和压力流输水两种形式，在有条件的情况下，选择重力流输水能取得更好得节能效果。下面就长距离输水工程中的技术问题进行分析。 1、长距离输水工程中管材的合理选择 长距离输水工程中，管材的选择需要依据工程的规模、工程的重要级别、压力等级、输水距离的长度、沿途地质水文条件、管道的性能等因素，进行技术性、经济性、安全性等方面的综合评估，然后确定管材。 我国幅员辽阔，不同地区的地质条件等有很大差异，同时经济发展状况和管材的应用情况也有很大差异。而每一项长距离输水工程都具有其独有的特点，这使得管材的选型也非常复杂。某一种管材在一个工程中运用取得较好的经济、安全、质量效果，但是在另一个工程项目中可能就取不到这样的效果了。根据多年的实践经验，长距离输水工程中的管材主要有离心球墨铸铁管、钢管、玻璃钢管、预应力混凝土管、钢筒混凝土管这几种。其中，预应力混凝土管是成本最低的管材，在我国已被广泛运用到长距离输水工程中，但是其自重大，因此选用该管材时必须严格控制工作压力，将其控制在0.4-0.8MPa之间为宜，也正是因为这一缺点，影响了预应力混凝土管在长距离输水工程中的应用推广。 某市政长距离输水工程中，其原定设计中选择钢筒混凝土管作为重力流管道，选用钢管作为压力流管道，在局部地方进行阳极保护。由于该项目是重点项目，对单管的输水安全性要求高，且为长距离输水，在实际施工中，将管材改为K9级离心球墨铸铁管，有效保证了输水的安全性，减少了后期维护量。 2、水锤的安全防护措施 凡是有泵和压力管道的地方就有水锤，因此水锤也是长距离输水工程中的一个重要技术问题，做好其安全防护措施是保证长距离输水工程安全输水的重要措施。 浅谈长距离管道输水工程设计 摘要：长距离输水管道目前已在城市供水，农灌泵站等领域中广泛采用，而输水管道设计合理与否，将对工程投资、施工、运行管理等方面产生很大影响。本文对长距离管道输水工程中管材的选择、输水管道的数量、通气及输水管道的粗糙系数n值选取等技术问题，进行了探讨。 关键词：长距离管道输水；管材管道；选择 1长距离输水管道管材的选择 合理选择管材对长距离输水工程十分重要。不仅是输水管道安全运行的关键，而且还决定工程造价的高低。管材选择应根据管径、内压、外部荷载，管道敷设区的地形、地质、管材的供应，按照施工方便、运行安全、经济合理的原则确定。在城市长距离输水工程中，管道直径大都在1m以上，管道输水工程常用的管材有球墨铸铁管、钢管、预应力钢筋混凝土管、预应力钢筒混凝土管、玻璃钢复合管道。 1.1大口径球墨铸铁管 大口径球墨铸铁管用于国内输水工程已有10a时间，在生产、使用过程中已经积累了一定经验。球墨铸铁管的特点是强度高韧性大、耐腐蚀能力强，并且接口采用“T”型接头，施工安装方便，有很强的适应地基变形和抗震能力，但价格较贵。 1.2钢管 钢管应用历史悠久，范围广，是一种常用的安全管材。优点是适应性强，加工灵活方便，可承受较高的内压。缺点是不宜承受较大的外荷载，一般超过4m 时，就要考虑加固处理。另外，钢管防腐麻烦，总造价高，一旦防腐处理不当，将直接影响其使用寿命和输水能力。钢管还应根据工程的具体情况考虑伸缩节等措施，以保证输水安全。 1.3预应力钢筋混凝土管 预应力钢筋混凝土管在我国应用较为广泛。一度成为长距离输水工程的主要管材。其特点是工程总造价低，抗震性能及水力条件好，不需做防腐处理，是一种适合长距离重力流输水的经济管材。其缺点是笨重、运输及施工不方便。由于工艺原因存在空鼓或出现承口圆形不规则等，易引起渗漏。 1.4预应力钢筒混凝土管 预应力钢筒混凝土管不仅具备预应力钢筋混凝土管及钢管的双重优点，而且 水利水电技术第50卷2019年第2期 易雨君，唐彩红，张尚弘.南水北调中线工程典型渠段一维水动力水质模拟与预测[J].水利水电技术，2019,50(2)：14-20. YI Yujun,TANG Caihong,ZHANG Shanghong.One-dimensional hydrodynamic simulation and water quality prediction of typical channel of the Middle Route of South-to-North Water Diversion Project[J].Water Resources and Hydropower Engineering,2019,50(2):14-20. 南水北调中线工程典型渠段一维水动力 水质模拟与预测 易雨君I,唐彩红I,张尚弘2 (1.北京师范大学水沙科学教育部重点实验室，北京100875； 2.华北电力大学可再生能源学院，北京102206) 摘要：为了研究南水北调中线工程复杂水工建筑物影响下的水流特性以及对污染物在渠道内输移、衰减过程的影响，保证输水过程中的水质安全，分析了突发性污染事故潜在污染源特征，构建了南水北调中线工程典型输水渠段的一维水动力水质模型，模拟倒虹吸、节制闸、涵洞、隧洞、渡槽、公路桥6种水工建筑物影响下输水渠道内的水流特性，采用七里庄断面实测水位、流量、水质(总磷、氨氮)数据对模型进行了校核与验证；并运用该模型预测店北公路桥突发水污染事故时，3种输水流量、3种负荷、3种污染物泄露至渠道后污染物沿程分布规律。结果表明：该模型能有效模拟复杂水工建筑物下的水动力和污染物输移特性，下车亭分水口处污染物浓度超标与否受输水流量和污染负荷共同影响。针对分水口处水质指标浓度变化，提出合理、有效分水和退水方式，为保障南水北调中线工程输水水质安全提供参考。 关键词：南水北调工程；水工建筑物；水动力水质模型；水质预测 doi:10.13928/https://www.360docs.net/doc/b25159505.html,ki.wrahe.2019.02.003 中图分类号：X522文献标识码：A文章编号：1000-0860(2019)02-0014-07 One-dimensional hydrodynamic simulation and water quality prediction of typical channel of the Middle Route of South-to-North Water Diversion Project YI Yujun1,TANG Caihong1,ZHANG Shanghong2 (1.Ministry of Education Key Laboratory of Water and Sediment Science,School of Environment,Beijing Normal University, Beijing100875,China； 2.Renewable Energy School,North China Electric Power University,Beijing102206,China) Abstract:This study aims to explore flow characteristics through complex hydraulic structures in the Middle Route of the South-to-North Water Transfer Project,and how pollutants transport in the channels.A MIKE11one-dimensional hydrodynamic and wa-ter quality model is established.The model calibration and validation are conducted using measured water levels,discharges,and water quality data(total phosphorus,ammonia nitrogen)at Qilizhuang section.On the basis of hydraulic structures setting over study channel,potential pollution sources for transferred water is analyzed.Dianbei bridge is considered as the location occurred sudden pollution accidents.Total three steady discharges,three pollutants,and three loads of each pollutant are simulated em-ploying this model.Simulation result shows that the model is a good predictor for water flow and pollutants concentration for the study channel.Concentration of pollutants at Xiacheting diversion is affected by the input discharges and pollution loads.And al- 收稿日期：2018-06-28 基金项目：国家自然科学基金(51722901,51439001)；中央高校基本科研业务费专项资金资助 作者简介：易雨君(1981—),女，教授，博士研究生导师，博士，主要从事流域水环境、水生态效应研究。E-mail：yiyujun@https://www.360docs.net/doc/b25159505.html, 14Water Resources and Hydropower Engineering Vol.50No.2 长距离输水工程有关技术问题的探讨 论文作者：陈涌城 摘要：概述华北院承担在建长距离输水工程实例，论述长距离输水工程管材的选择，水锤的防护技术与安 全措施，经济流速的计算与经济管径的确定方法。 关键词：长距离输水工程水锤经济流速经济管径 华北设计院自78年以来承担和参加国内大型长距离输水工程累积18项之多，如天津市“引 滦入津”工程，大连市“引碧入连”工程，石家庄引岗黄水库水工程等等，目前正在设计或 正在施工中尚有8项，列表如下： 长距离输水工程在建项目表 序号工程名称工程简介工程进展情况 1邯郸市“岳济邯”工程 （二期） 岳城水库至铁西水厂，管道总长56km（重力流），规模10万m3/d，工压0.4-0.5Mpa， 采用DN1200预应力混凝土管长36km，DN1400预应力混凝土管20km。输水线 路走向同一期 施工图设计阶段 2长治市辛安引水工程 （二期） 辛安水源至长治水厂输水规模8.64万m3/d(lm3/s)，采用DN1000钢管，δ=10mm， 工压1.8Mpa，L=12km；DN1000预应力混凝土管，工压0.6Mpa，L=12km；DN900 预应力混凝土管，工压0.6Mpa，L=12.17km 正在进行管材与施工 队伍的招投标。 3衡水市“引湖入衡”工 程 衡水湖至衡水市水厂，规模10万m3/d，工压0.4Mpa，采用2根DN800预应力 混凝土管，管长L=9.8km(其中穿越河道采用钢管) 取水工程正在施工， 取水管道已敷设 6km。 4呼和浩特市引黄供水 工程 黄河浦滩拐至金河水厂，总长82.16km1）二道洼水库上段，规模40万m3/d，采 用二根DN1600球墨铸铁管，长2.73km，工压0.8Mpa；采用DN2000PCCP管（预 应力钢套筒混凝土管），长62.96km，工压0.6Mpa。2）二道洼水库下段（重力流）， 规模20万m3/d，采用二根DN2000预应力混凝土管，工压0.4Mpa，长16.47km。 取水泵站正在建设， 二根球墨铸铁管敷设 完毕，PCCP管与PCP 管正在施工。 5温州珊溪水库枢纽供 水工程 1）陈岙泵站至浦东隧洞，规模34.1万m3/d，工压0.6Mpa，采用DN1800钢管， δ=16mm，长12km（西线）2）陈岙泵站至状元水厂，规模39.6万m3/d，工压 0.6Mpa，采用DN2000钢管，δ=18mm，长22km（东线） 陈岙泵站建完，西线 工程开始，东线管道 施工图设计完成。 6唐山市陡河水库供水 工程 陡河水库至唐山市水厂1）近期规模15万m3/d，采用DN1400预应力混凝土管， 工压0.6Mpa，管道长18.68km。2）远期规模10万m3/d，工压0.6Mpa，采用DN1200 预应力混凝土管，管道长18.68km。 施工图设计阶段 7大连庄河市朱隈水库 供水工程 朱隈水库至水厂（重力流）规模10万m3/d，工压0.4Mpa，采用二根DN1000预 应力混凝土管，管道长16km。 计划开工 在华北院承担18项长距离输水工程中，其中有7项属重力流输水，11项属压力流输水。 从节约能源的角度考虑，有条件的情况下，采用重力流的形式是合理的。长距离输水工程的输水方式较多，天津市“引滦入津”工程比较典型，该工程几乎包括了长距离输水各种型式和内容。“引滦入津”工程长234km（自大黑汀水库至天津市内）。工程包括开挖长11.38 长距离输水管的要求（水利方面） 一、管材及接口 输水干管穿越公路时，管道水平及垂直转弯段弯管为钢管，其余采用顶应力筋混 凝土管．橡胶圈柔性接口。预应力混凝土管0+000—9+000选用0.8MPa,其余均采用0.6MPa。 阀门附件与管道采用法兰连接。 管道水平、垂直转弯处设置支墩，镇墩，硷采用c15 。 二、施工放线 施工单位以建设单位移交的控制桩及桩号、水准桩及桩号为依据，进行管道轴线的定位放线，校对轴线高程及管线长度，遇弯道处测出实际管轴线转角，经建设单位和设计单位验线后方可开挖．分区段的定位放线必须要控制轴线、高程的准确和统一，自检、复检合格后方可进行下一道工序。 三、基槽开挖 基槽按设计断面开挖，以区段内设计管道中心线，基底高程为控制，不允许超挖。如出现超挖，应用与基料土相同的土料回填，并夯实至原土95%以上密实度．本设计管道直接座于原土上，要求管基包角为120 度，如有间隙，可有粗沙垫实． 可采用机械挖土，但应在设计基底上留有200mm以上的保护层，管道按装前人工清理并夯实至设计标高，并保证原状土层不被扰动。 管基包角及承口部位应局部挖成槽坑。坑深度及大小应．与承口外形相适应。施工中如出现土质差异较大或遇有淤泥等异常悄况。应及时报告建设单位和设计单位．进行基础处理后方可进行下一道施工工序。 管道穿越建筑物时，由方工草位、建设单位和设计单位现场处理。 雨季及有地下水情况时，应有降排水措施，基坑内不允许有积水，以达到干燥施工。 遇有水沟、河道、卤渠或地下水位较高情况时，据现场情况由建设单位、设计单位和施工单位三方现场确定排水降水方案及基础处理措施。 四，管道安装 管道安装要求按反水流方向自下而上及承口向前的原则进行施工． 管道安装前应清除管道表面浮土和各种杂物，进行外观标志的复查，清理承口、插口工作面及密封圈上粘连的杂物。 管道的起吊及移动应缓且平稳，为防止碰坏承插口，待管道插口移至已装承口前300mm时，应用方木支在两管之间。 对口时，应使插口端与承口端保持平行．并便两端面圆周圈间隙大致相同，嵌入硬木塞，以控制间隙的改变，管道安装可使用内拉或外拉等方法。 每节管子安装完成后，立即用专用的量具从管壁内侧的对口间隙处检查密封 长距离输水管线设计优化思考袁培骏 发表时间：2018-02-03T17:27:00.430Z 来源：《基层建设》2017年第31期作者：袁培骏1 于睿2 [导读] 摘要：随着城市的不断发展，人们的生活和工业发展对输水管线的要求越来越高，特别是一些长距离的输水管线，在设计和施工的时候需要更加细致和全面才能发挥作用和效果，为人们的生活中提供便利，也更好地推动社会的发展。 1、身份证号码：32068119900209XXXX； 2、身份证号码：36062219910513XXXX 摘要：随着城市的不断发展，人们的生活和工业发展对输水管线的要求越来越高，特别是一些长距离的输水管线，在设计和施工的时候需要更加细致和全面才能发挥作用和效果，为人们的生活中提供便利，也更好地推动社会的发展。本文主要以某原水管线改造工程为例，对长距离的输水管线的设计优化工作进行思考，具体从管道净距、泄水井阀门设置、连通阀井设置等方面进行开展，从而使得输水管 线的安全稳定运行得到有效的保障。通过本文的研究可以形成实际参考成果，为其它长距离输水管线的设计和优化提供理论参考。关键词：输水管道；泄水井；连通阀井；水锤一、工程概况在本次所研究的案例当中，该线的原水管线是一个改造工程，具体来说要把暗涵改造为输水管，并且充分考虑当地市政道路的改造工程来开展整体改造工程的建设。该水厂的原水输水管线主要在一级加压泵站沿着规划的道路从北这个方向向着南边进行双排预应力钢筒混凝土管的敷设。在敷设中，要将其敷设至东线中，然后再沿着东线敷设到水厂的配水井处。在实际操作中，管道的敷设线路总体长度为18km，所设计的输送原水规模是27万m3/d。由于本工程是一种长距离的输水管道工程，所要开展建设的内容包含着输水的管道、加压泵站、附属设施和管道附件等等。在这个工程当中的管道正好在非机动车道的下方，而这个管道的明开段中心间距则在3米左右，顶管段的中心间距则达到了3.4m。在原水管方面，要采用单排的模式沿线进行泄水井的设置，一共设置9座泄水井和38处的空气阀门，并且要注意在管道转角的地方进行支墩的设置。 二、管道净距对于输水管线设计来说，为了能够有效使得输水保证率得到提高，在这个项目的管道中可以使用双排布置的方式。对于管道间距影响的因素具体包括着运行的安全、方便施工和运行时的检修等，并且需要经过技术经济比较之后进行确定。根据我国所颁布的关于城镇供水长距离输水管（渠）道工程技术规范中的具体规定，遇到两条输水管道并行的时候，要尽量使得其中的间距能够确保在事故的状况下可以进行安全的运行。结合我国颁布的给水排水管道工程施工及验收规范可以得知管道在开展并行布置的时候，它的最小净距可取800mm这个数值[1]。从安全的角度出发进行考虑可以得知，两条输水管道在并行铺设的时候，它的间距应该确保其中一条输水管道出现事故受到冲刷的时候，剩余的另一条输水管道依然可以进行正常的运行，不会使得整个输水系统都处于瘫痪的状况。基于这样的要求，就会使得长距离输水管线在设计和优化的时候，需要使得管道净距处于很大的状态。在通常情况下，它的表现为是在道路的两侧进行布置。在本文的工程当中，所遇到的工程管道直径比较大，它的覆土厚度超过了2m。对于管道间距来说，这个距离越大，那么土方的开挖量就会越高，因此所需要的投资也比较高。在这样的情况下，需要在确保整体输水安全性的前提下，尽量使得管道之间的距离得到有效地缩短，并且在管道的施工方面实现同槽施工。这样的处理一方面既可以有效地使得投资得到降低，又可以使得作业面得到减小，尽量降低工程对周边环境的所产生的一些不良的影响。在具体的实施过程当中，对管道施工来说，管道一般使用双胶圈承插式的密封接口来进行处理，然后通过水锤来开展模拟工作，从而完成对空气阀门的尺寸和布置位置的合理确定，从而使得输水管线的稳定运行得到有效地提高。对于长距离输水管线的设计和优化来说，影响输水管道安全稳定运行的因素是多种多样的，不同的因素它的重要程度不同，一般来说主要包括管道的地基处理、水锤的防护措施、管道的接口等。对于输水管线的运行来说，它所出现的事故一般都是由于水锤所引起。如果所采取的水锤防护措施比较得当，那么就能有效地避免压力出现陡升，导致爆管的现象出现或者在负压的状态下，管道的接口橡胶圈被严重破坏。三、泄水井阀门设置对长距离的输水管线来说，是高点设置排气阀门的状态，同时低点设置泄水井。在里面，一般泄水会由阀门井，也就是我们常说的干井和排泥湿井来共同组成。排泥湿井是连接着市政的雨水管网，并且在排除水管里面所存在的沉淀物和检修工作开展的时候要对空水管里的存水进行放空。在长距离输水管线设计和优化的工程当中，比较常见的阀门设置方式需要结合实际的需求来探讨。对于泄水井来说，它的井运行次数比较少，因此它的阀门一般会在事故的工况下或在管内的泥沙得到排除的时候再进行开启操作。一旦这个阀门没有办法进行正常的启闭，就会出现检修困难的情况。此外，在不关闭连通阀的情况下没有办法对阀门进行更换。结合工程项目的实际运行状况，在本项目的优化方案体提出之后，需要在阀门的井内进行两个蝶阀的设置，然后使得这两个蝶阀在双法兰限位伸缩接头连接的帮助下完成后续的操作。在一般情况下，里面的1号蝶阀是处于常开的状态的，遇到需要对空管道进行放空的时候，再对2号阀门进行开启。如果2号阀门没有办法进行启闭的时候，可以对1号阀门进行关闭，并且对2号阀门开展整体的检修或者更换工作[2]。在很多时候，两个蝶阀同时出故障的几率是非常小的，因此这样的一种处理方式可以比较有效的使得输水的保证率得到提高。与此同时，蝶阀所占空间的比较小的，在启闭操作上比较方便，因此它的存在不会显著地使得阀门井的尺寸增大。 四、连通阀井的设置在本文所探讨的工程当中，原水管道要进行平行敷设，在管道之间会进行连通阀的设置，从而使得输水保证率得到提高。在连通阀井的设置当中，一般会在事故检修的时候可以按照具体要求的流量和末端水压来开展供水的操作。根据现有的研究可以发现，连通阀的具体位置和阀门之间的距离在整个工程的安全和可靠运行方面的意义是非常重大的[3]。对于这个工程的输水管线来说，它的原水管沿线穿越了高铁、河流、高速公路和公路的主干道，并且从地理位置上来说它处在在建筑密集区域。综合分析发现这里并不具备明开槽的施工条件，因此需要使用顶管的方式，在路段当中进行检修阀井的设置，使其能够在输水安全性的提高方面发挥作用。对于顶管段的连通阀门的布置方式来说，它在设置和使用上主要充分地利用顶管的基坑来作为支撑，并且使用“井中井”的施工方式来进行处理，把阀门井及连通阀门设置在大井里面，然后在大井里面进行梁柱的设置。在这种处理方式当中，一般它的上部仅仅会出现阀门井检修口，在井下部是互通的，并且有着较大的检修和通行的空间。 五、结语 长距离明渠输水系统运行控制方式的研究周子冰 摘要：以上游、中点、下游常水位以及控制容易运行方式为重点研究对象，结 合实例计算了下游及中点位常水位运行控制方式进行了，通过模拟非恒定流典型 数学模型，采用特征线法，计算不同控制方式下非恒定流过程。 关键词：明渠；输水系统；运行；控制方式 对于长距离调水工程来说，无论是控制还是调度方面都很复杂，造成复杂的 原因很多，比如线路跨度大、调节时间长、控制站点分布非常广泛、流量大以及 供水不能间断等等[1-4]。在这种条件下，当运行水位偏离水位的正常情况时，要 想调节渠道水流并让其保持稳定，对其控制就会比较困难。且调水前如果可调节 的水库数量少，调蓄能力较差，也会增加调水的难度。以南水北调为例，在中线 上的干渠线路上不存在可以调节蓄水的水库，就导致运行存在较大的问题。此外，多水源调度也会增加调水系统进行控制的难度[5-7]。南水北调中线工程为好多个 水源共同调水，当这些水源的供水来源不持续时，就需要经常地调整整条线路的 水流，才能不断满足于随时发生的变化。由于工程分水口多，且需水量不固定， 这很大程度上增加了调水控制的难度。是否能够科学地进行调度不仅影响工程的 安全状况，也影响工程的运行成本。 1算例介绍 对于渠道输水工厂的运行和调度来说，有多种不同的控制方式。当然不同的 控制方式渠道内所流淌的水其稳定性等特性也不同，这意味着流量变化后从一个 状态到新的稳定状态所花费的时间长短不一、方式也有所变化。并且由于不同的 控制方式对渠系水位和超高的要求不同，导致相对应的建设量也会有差距。长距 离明渠输水系统分为四种控制的方式，分别为上游常水位、下游常水位、中点常 水位、控制容量法，这几种方式是根据渠段里水位不动点的位置所划分的。首先 本文将会先对这几种方式作简单的说明，并详细分析两种运行方式，中点常水位 控制和下游常水位控制。再从恒定流和非恒定流的稳定时间、水位波动、蓄量变 化等几个方面进行相互对照分析，以验证不同运行方式的优点和缺点。 本文列举的计算实例是一个明渠输水系统的渠首段，在此进行简单地说明： 渠段整体长度为30千米，底部宽约40米，底坡1/25010，预设的流量为602立 方米每秒，糙率为0.015，边坡系数为3。我们预设渠段的上段为一个水的深度一直维持在8.5米的大型水库，运行到中点常水位时，水库的深度为7.89米，下段 在常规水位运行时，闸前该水库的深度为7.456米。 图 1某工程渠首图 2 渠道运行方式介绍 2.1 下游常水位运行方式 该方式的控制点位于渠道下游，以便来调节下游段的水位使其保持在不变的 状态，该控制方式主要优点是建设的费用开支更少。这种运行方式下可将渠道的 大小设计为能够通过最大恒定流，恒定流状态下水的深度不能超过所设计的正常 状态下水的深度。因为设计的流量大于棱柱体渠道的流量，同时设计水面线高于 水面线，设计水面线坡度也大于水面坡度，因此渠道尺寸的超高才能够做到最小，从而降低建造的花费。 图 2 下游常水位图3 上游常水位 第11卷第7期中国水运V ol .11 N o.72011年7月Chi na W at er Trans port J ul y 2011 收稿日期：2011-04-29 作者简介：葛文辉，男，新疆额河建管局顶山管理处第二管理站副站长，助理工程师。 马豪豪，男，新疆额河建管局顶山管理处第二管理站。 长距离输水明渠滑坡处理 葛文辉，马豪豪 （新疆额尔齐斯河流域开发工程建设管理局，新疆乌鲁木齐830000） 摘 要：文中通过介绍北疆某供水工程总干渠复杂的地质条件及气候环境，对渠床岩体特性进行了实验分析，总结 出渠道发生滑坡的原因，针对该破坏形式提出了防治措施，以此保障总干渠的安全运行。关键词：输水明渠；滑坡；处理中图分类号：P642.2文献标识码：A 文章编号：1006-7973（2011）07-0138-02 一、工程运行管理概况 北疆某供水工程总干渠全长133.646km ，属Ⅱ等工程。断面型式以梯形和弧形渠底断面为主，为窄深式结构，设计流量68m 3/s,加大流量75m 3/s ；边坡系数1:2,纵坡1/10000~1/12500。截止目前，已运行10年，因调度合理，管理到位，规章制度健全，渠道、渠系建筑物及防洪设 施在输水运行过程中均有效地发挥了输水、防洪等作用，未 发生危及工程安全的事故，工况良好。 二、气候环境 总干渠所在地区属大陆北温带及寒温带，多年平均气温3.4℃，最高气温39.6℃，最低气温-42.7℃，多年平均降水量112.70mm ，最大积雪深度0.28m,最大冻土深度1.50m 。 三、滑坡原因分析 引水总干渠沿线出露的地层为石炭系、泥盆系、第三系和第四系。第三系地层是渠道穿越的主要地层。第三系地层属内陆湖相沉积，岩相岩性变化大，以层状透镜体和团块状分布，岩性以砂砾岩、砂岩、泥质砂岩、泥岩为主，其岩体具有成岩作用差，呈弱胶结，局部呈散体结构，强度低，抗风化能力弱，遇水软化易崩解等特点。 由于砂质泥岩、泥岩的矿物成分中均含有蒙脱石，当蒙脱石含量达7%以上，岩土就表现出胀缩特征，且蒙脱石含量越高，产生的线胀缩率也就越大，对工程的危害也越大。总干渠大部分地层属中等膨胀岩，个别达到强膨胀岩， 膨胀岩土实验见表一。 总干渠19+500~40+000渠段地城中小褶皱发育，地层产状变化较大，倾向为NW ，少量SW 、SE ，倾角6°~59°，下伏基岩为砂砾岩、砂岩、泥岩，且交替出露。泥岩以土黄色、 灰绿色、灰白色及杂色为主，颗粒极细，粘粒含量46~56%，胶粒含量13~16%，塑性指数33~35，天然水含量17~20%抗剪强度φ：20~25°，C ：37-50MPa ，无荷载膨胀率12~13%，自由膨胀率100~110%，膨胀力0.25~0.39MPa 。从断面看，由于膨胀力作用，泥岩岩体中膨胀节理十分发育，节理一般长<3m 。节理面光滑并呈油脂光泽，有滑腻感并伴 有擦痕。结构面连续性、贯通性差，产状紊乱，开挖后短时 间内失水便出现龟裂，干裂缝宽1~3cm,最宽达5cm ，缝深1~2m,遇水后在很短的时间内就闭合，表现出强膨胀岩的典型特征。 膨胀岩土的危害主要是膨胀岩土内的膨胀节理和膨胀岩自身含水量发生变化后的胀缩性。膨胀岩土内的膨胀节理面强度低，失水后强度进一步下降，直接影响渠道边坡稳定。 水是影响其强度和令其产生膨胀力的主要因素。总干渠泥岩湿水主要有两个来源：一是大气降水及融雪水。大气降水及融雪水渗透至泥岩顶板，造成泥岩顶板含水量增大，从而降低了岩层接触面上的抗剪强度，减小了摩擦面的摩擦系数；二是渠道内水外渗进入膜后，一方面造成渠道基础泥岩的强度及承载力的降低，形成软弱地基；另一方面使渠道边坡泥岩产生了膨胀力，对渠道衬砌板产生顶托作用。因此，泥岩湿水是滑坡产生的先决条件，加之卸荷，从而导致滑坡（如图1）。 图1 滑坡示意图 表1 膨胀岩实验结果 名称粘性含量（%）肢料含量（%）塑性指数试验组数 液限（%）试验组数 膨胀力（mPa ）试验组数 自由膨胀率（%）试验组数 强膨胀56-6735-5025-332954-6250.25-0.391790-12436中膨胀37-5620-3518-252946-5450.1-0.751760-8036若膨胀 10-37 3-20 5-18 29 20-46 5 ∠0.1 17 ∠60 36 （下转第140 页） 长距离输水管道工程的设计要点分析 现代社会中城市规模变得越来越大，大型城市、超大型城市、卫星城市群等城市类型正成为城市建设的主流。城市原有附近的水源已经远远满足不了城市发展建设的需要。长距离输水管道工程正成为城市解决用水困境的主要方法。本文主要从设计环节的关键节点出发，研究分析相关技术问题。 标签：长距离；输水管道；工程；设计要点 新世纪以来，国家为解决西北部地区大型城市的用水困难，开展多项长距离输水管道建设，以此来缓解大城市用水荒和西北部地区气候干旱缺水的困境。长距离输水管道建设在改善居民生活质量，促进城市发展建设、维护地区生态环境上发挥了重要作用。 一、长距离输水管道工程的方案设计 （1）长距离输水管道途经的地质地理环境比较复杂，有山川河流、公路丘陵等，也可能遇到沼泽、湿地等特殊的地质情况，所以在长距离输水管道工程方案的设计中，要坚持科学、安全、合理、性价比高的原则，结合地质地貌的实际情况做好输水方案的设计工作。 （2）输水管道的输水方式主要有两种，一种是重力输水，从高处引水，利用地势的自然高差，进行输水。一种是加压输水，由于水源地地势较低，需要加压后进行原水的输送。在长距离输水管道建设中，经常采用的是这两种方式相结合的办法。要充分考虑地形地貌的变化，既发挥重力输水节约成本的优势，又要考虑管理上的难度，不要舍近求远，在管理里程上增加过多的成本。 （3）在加压输水时，要结合输水管线的长度、自然地势高差情况以及地形因素的影响，做好工程施工方案的前期设计工作。如果输水管道起、终点高差较大的情况下，可不仅仅采用单级输水的方式，这种方式会带来水泵扬程、功率过高，输水管道承压等级增大，从而提高工程建设投资，同时也会增加输水管道沿线管件压力等级，增大管线建设及维护成本。在这种情况下，建议考虑多级加压输水方式，为长距离输水管道进行分阶段增压，这样不仅可降低水泵扬程及功率，同时可降低管道承压等级，节省投资。 二、长距离输水管道工程的线路设计 （1）选择输水管道的输送线路，要尽量选择线路长度短，途中地质地理条件较好的路线。避免因为沿途的地势起伏过大，需要增加土石工程建设工作量，增加投资成本。要尽量选择避免穿越农田、林地等具有经济价值的地块，尽量避免征拆迁，以减少管线建设的土地赔偿费用。 （2）要充分利用高位水池，优先考虑使用重力输水。在无法实现重力输水 调节水库在长距离输水工程中的应用 发表时间：2018-04-03T15:22:12.737Z 来源：《建筑学研究前沿》2017年第31期作者：字先文高洪月 [导读] 文章通过案例分析的方式，论述了调节水库在长距离输水工程中发挥的作用。 楚雄欣源水利电力勘察设计有限责任公司 摘要：在长距离输水工程中，通常都会设置多级别的泵站，但各级泵站的蓄水能力和调节能力完全不同，如果不再整体输水线路中建设调节水库，将会出现上下级运行不匹配、设备故障等情况，为此，文章通过案例分析的方式，论述了调节水库在长距离输水工程中发挥的作用，并在此基础上浅谈几点对调节水库的认识，希望能够为其它长距离输水工程提供参考。 关键词：调节水库；长距离输水工程；作用分析 某市建设了一项重大的引黄工程，其中必须进行大规模的跨流域调水，这就需要修建调水工程，其全长在450km左右，在整个工程中，主要有两个调节水库，发挥着和不同的作用，其中一个水库Ⅰ（下文简称为Ⅰ水库），另一个水库为Ⅱ（下文简称为Ⅱ水库），Ⅰ水库位于主干线部分，总长度在44km左右，通过渡槽、隧洞实现的跳水，年引水量在12亿立方米作用；Ⅱ水库在南部干线位置，是南部干线调试的关键枢纽，全长在81km左右，通过输水管道或管洞全年可实现输水和供水6.4亿立方米。此项工程十分重要，为此文章分别分析两座关键水库的在长距离跨流域水中发挥的作用，并提出几点关于调节水库的认识。 一、案例工程中Ⅰ调节水库的作用 Ⅰ水库具备出库流量大、水量大、库容量等优势，而且与工程总干线有着紧密的联系，如果工程的水位变化幅度处于较大的状态，那么调节水库的水位位置也会随之发生变化，这样就可以根据此调节水库的泄流量情况与库内水位的变化情况调节水泵的升降。另外，此水库还有一个作用，可以根据其泄流量情况确定水库防水闸门的开合度，Ⅰ水库的变化情况与总干线的水位变化情况紧密相通，而且总干线水泵的水流量与其泄流量相匹配，所以可以为跨流域调水提供准确的信息，保障了调水的科学性[1]。同时，该水库在空库充水过程中，相关技术人员可以通过水位的变化情况，为泵站一起的使用和调整提供参考依据。除此之外，Ⅰ水库在运行工程与闸门开合度以及总干线水位情况保持着密切的联系，这为技术人员研究闸下孔口之间的流量情况以及超声波流量统计提供了原始的参考资料和对比数据。 二、案例工程中Ⅱ调节水库的作用 Ⅱ水库具有库容量大的优势，在调节过程中能够持续进行水运输，如果没有Ⅱ调节水库，想要跨流域实现大规模调水，智能采用泵站抽水的方式，但这种方式已与实际的运输情况难以配套，因此，必须只有具备这样搞调蓄能力的水库才能满足引黄工程大规模调水的需要，而且能够适应引黄工程含沙量大、气温等客观因素，为各项机组的持续稳定运行和调水水质提供了保障。 三、关于调节水库的几点认识 对于调节水库（如图1所示）的作用。从上述的案例分析中可以看出，在进行长距离调水时，调节水库发挥出的调蓄作用是十分重要的，尤其是各地区建设的引黄工程，多数都是高扬程、多级提水的工程必须具备这种大型的调节水库。否则将会出现总干线水泵与三级以下水泵站的运行能力完全不想符合的情况，这样工程的泵站将无法处于最佳的运行状态，而且也可能造成大级别泵站突然停止运行，另外，在没有调节水库的情况下，将会造成不必要的水资源浪费和弃水损失[2]。 对于调节水库的建设位置。调节水库在建设过程中，尽可能选择运行条件变化较大的位置进行建设，这样能够充分进行水流量调节，而且有利于整个运行系统的稳定。文章案例中Ⅰ调节水库在位置上是与总干线中一、二水泵保持着串联的形式，这样缩小了一、二水泵与三级水泵之间的引水量差距和水位变化差距，所以上游部分调节的大水量通过调节水库的作用，满足下游的泵站需求，而且也不会出现水量过大，导致三级水泵运行出现故障或不稳定等情况。案例中Ⅱ水库的位置处于下游连接位置的较前段，发挥了满足室内水厂用水的作用，另外，通过总干线调取的水，能够充分供应沿线城市市内的用水量，并保障了水流不受污染，大大的节省了泵站的运行时间，充分的提高了泵站的运行效率[3]。因此，调节水库的位置十分重要，必须建设在最合适的位置上，才能充分的发挥出其作用。 对于调节水库的建设规模。在进行调节水库建设过程中，对于规模要考虑两方面，一是输水工程的实际需要，二是建设的可操作性。从输水工程的实际需要角度来讲，在建设过程中还需要考虑到发生临时事故或紧急情况时时应急库容的能力，例如，在系统运行过程中，突然出现机组运行故障，并发现其中一台设备已停止运行，对于这样的情况，需要在最短的时间内找到故障原因，并解决故障会设备的正常运行，或启动系统的备用机组，但在启动过程中水库的库容量必须满足下游区域的供水需求。所以，在确定调节水库过程中，要充分考虑两项内容，而且至少要做好两项保障，否则一旦出现设备故障，可能会造成系统瘫痪，造成严重的经济损失和资源浪费。另外，如果调节水库处在末级级别上，应考虑到其储备容量问题，如果上游的机组停止运行，调节水库的水量储备也要能够满足下游用户的正常用水[4]。除此之外，在长距离进行输水时，如果各级泵站的建设较远，那么后一级的泵站要适当的进行前池扩大，使其自身也具备一定的调节功能，这样能够有效的降低弃水损失，例如，文中叙述的案例，其调节水库与三级泵站之间有着30km的距离，当三级泵站出现事故导致设最新 长距离输水工程中的技术问题分析-精品
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