浅谈长距离输水管道工程的现状与展望
长距离输水管道工程建设管理浅析
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２ Ｏ・
王金 智 ： 长距 离 输 水 管道 工 程建 设 管 理浅 析
２ ０ １ ３年 ６月
由施 工 单位 与管 材 中标单 位签 订供货 合 同 。工程 中 涉 及到 的气 阀 、 蝶 阀等 设备 由施 工标 中标 单位 采 购 ， 阴极保 护 由施工标 段 负责 实施 。 设备、 阴极保 护如 投 资 较大 也可 单独设 标 。 （ ２ ） 标段 划分 要适 中。 标段 越 大投标 企业 的竞 争 就 越小 ， 不利 于 降低报 价 ； 标 段 过多 虽可 以形 成激 烈 竞争局面 ， 但 中标 单位 多 ， 建管 单 位协 调 、 管 理 的工 作 难 度就加 大 。 因此 ， 要 合理确 定标 段 大小 ， 建议 标
对 匮乏 的 国家 ． 如何 优化 水 资源 的配 置 、 高效 利用 水 资源 已成 为一个 战略性课 题 。 管 道输 水 ， 已经 成 为一
种 快捷 、 高 效 的输 水方 式 。
目前 ． 南 水 北 调 中线 北 京 段 双排 直 径 ４ ｍ 预 应
管 道工 程 的寿命 都大 于 ５ ０年 ， 由于 管材 埋 于地
下， 受破 坏 的几率 小 且现在 管道 都采 用柔 性接 口 ， 少 量 地基 沉 陷不受 影 响 。
力钢筒混凝土管 （ Ｐ Ｃ Ｃ Ｐ ） 管线长度 ５ ６ ． ４ ｋ ｍ， 位 居 我 国长距 离 大管径 输 水工 程首 位 。天津市 于 ２ ０ １ ０年 ８ 月 建成 长 ４ ４ ｋ ｍ、 内径 １ ． ４ １ ． ８ ｍ 的津 滨水 厂供 水 管 线 工程 ． ２ ０ １ ２年 建 成 ３ ６ ｋ ｍ双排 内径 ２ ． ６ ｍ 的 Ｐ Ｃ Ｃ Ｐ输 水管 道工 程 （ 南水 北调 市 内配套 滨海 新 区供 水 ｌ期 工 程 ） ， ２ ０ １ ３年 将 建设 ３ ７ ｋ ｍ双 排 内径 ２ ． ４ ｍ 的Ｐ Ｃ Ｃ Ｐ输 水 管 道工 程 （ 南水 北 调 市 内配套 滨 海新 区供水 ２期 工程 ） 。
长距离输水管道工程的现状与展望
率也很 低 。我 国水 利 建设 方 案 比选 时 的经 济分 析期 是
５ ， Ｏ 输水管道工程所采用的管道都高于５ 。 ａ ０ 另外， ａ 大部
分管道采 用柔性接 口， 少量的地基 沉陷不受 影响 ， 也有一 定的抗震 性。美 国代 顿市 １２ ９６年建 成 的长 ７ ６ｋ 直径 ． ｍ、 ２ １ 的输水管道 至 今 已有７ 仍在 运行 ； 国台湾省 在 ．ｍ ９ａ 我 １９ 年 ９月 的７３ ９９ ．级大地 震 中的一条长３ｋ 管径４ｍ， ｍ、 距 震中约为 ｌ ０ｋ 的钢筒混凝土管道经受 了地震的考验安 ｍ处 然无 恙； 聊城市 ２ ０ 年建成 的东 （ ） ００ 阿 一聊 （ ） 城 引水工 程 已安全运行 近５ａ 输水 管道工程 也 未发生过 任何质量 事 ， 故。 （） ５ 一次性投 资较 大。相 对开 敞式 的渠 道而言 ， 水 输
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第 １ 卷第 １ ３ 期 ２０ 年 １ ０７ 月
水 利 科 技Biblioteka 与 经 济 Ｗａ ｅ ｏ ｓ ｒａ ｃ ｃｅ ｃ ｎ ｅ ｈ ｏｏ ｙ ａ ｄ Ｅ ｏ ｏ ｔｒＣ ｎ ｅ ｖｎ ｙ Ｓ ｉｎ ｅ ａ ｄ Ｔ ｃ ｎ ｌｇ ｎ ｃ ｎ ｍｙ
输水管道工程的规划设计 、 包商的选择 和合 同的签订、 承 质量控制及加强输水工程建设管理的 经验 ， 并结合工程 实际， 了一些体会， 谈 供相关工程建设管理单位借鉴。 ［ 关键词］ 长距 离； 管道输 水 ； 现状 与展 望
［ 中图分类号］ Ｔ ９１１ Ｖ９ ． ［ 文献标识码］ Ｃ ［ 文章编号］ １ ６ ７７（ ０）１ ０２ — ３ ０ — １ ２ ７０ — ０ ０ ０ ５０ ６
管道系统内。 几乎没有蒸发也不被污染 ， 仅管身和接 Ｉ的 Ｓ ｌ
《长距离输水工程管线优化及水锤模拟研究》范文
《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。
《长距离输水工程管线优化及水锤模拟研究》范文
《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。
长距离管道输水工程有关技术问题探讨
此时流动充分发展， 气体流速继续增大， 在与水的交界面出现 波浪和撕碎现象，分 层流过渡到弹状流
流动充分发展的后期， 气体聚集在管道上部， 管内大部分被水占据， 形成单相流
气泡的碰撞与聚结使
泡状流过渡到弹状流，
气相流速不断增大在
气液相界面产生扰动
波，形成波状流
F=0
可以看出，泡状流、
弹状流、塞状流、分
大战场泵站管道爆裂
红寺堡二泵站管道
2.4 水锤分析计算简介
（1）水锤分析计算方式 图解法 简易水锤图解法 水锤特征线法（电算方法）
（2）水锤特征线法模型 常规计算模型（不考虑水锤断裂现象）
（3）水锤断裂模型简介
（3）水锤断裂模型简介
2.5 泵站水锤防护问题
泵站设计规范GB50265-2010规定
t=20、100、1000、 1400、1760、1800秒 时刻下管内液相体积
分布情况
气体不断被压缩，表 面张力减小，弹状流 过渡到塞状流，水流 速减小，同时管内会 出现一些泡状流
气、水流速均有减小， 在重力分离效应下气 和水存在明显而光滑 的交界面，形成分层 流
由于重力作用水趋于 管道底部流动，气体 浮于管道上部流动， 最终形成弹状流
长距离管道输水工程有关技术问题探讨
XXXXXXX学院 XX
2014年9月
长距离管道输水工程有关技术问题
工程规划设计 水锤防护技术与安全措施 管材、管径及经济流速的选择 管道充水及试运行 工程施工及运行管理等方面的问题 本次讲授内容： 1、长距离输水工程输水方式选择 2、长距离输水管道水锤防护问题
1 长距离输水工程输水方式选择
空气阀(进排气补气阀)
单向调压塔
（2）防止管道内升压过大的措施 安装缓闭阀
输水管道的发展历程和现状与展望
输水管道的发展历程和现状与展望我国经济高速发展，各种产品比较丰富，人民生活水平不断提高。
但是，人类最基本的日常生活用水问题还时不时困扰我们，尤其是影响室内外输水水质重要因素之一的管材问题。
一方面是输水管材品种非常繁多，需要通过试用验证产品的性能，确定统一的使用、选用和施工要求等；另一方面设计技术人员如何选择适合施工单位有效施工，并切合建设单位经济与发展实际水平的输水管材，这都需要我们系统地熟悉掌握其特性与适用要求，作出科学合理地选择。
截止现在，我们尚难于找到一个完整的、系统归类的模式。
本文试图在这些方面进行一些有益地探索。
一、输水管材的过去同我国建筑输水排水专业的发展一样，我国输水管材也经历了品种单一、卫生标准低、缓慢发展的过去与品种多样、卫生标准提高快、更新发展迅速的现在。
沿用了近三十多年的不镀锌钢管(黑铁管)，包括曾经被视作提高建筑标准档次象征之一的镀锌钢管，现在已经被多数省份部分(冷镀锌钢管)淘汰；为节省钢材，五十年代推广使用的钢筋混凝土管(又分为钢筋混凝土管、预应力钢筋混凝土管和自应力钢筋混凝土管)，可承受较高的工作压力(0．40－1．20MPa)、耐腐蚀、价格低廉(和金属管材相比)、经久耐用，不会减少水管的输水能力，但自重大，质地硬而脆，怕碰撞，接口易渗漏，管沟沟底平整坚实要求高，配件缺乏给日后维修增加难度，现在用量正逐渐减少；……；塑料管具有较好的防腐与抗震能力，有一定的抗拉抗弯曲的弹性，表面光滑水力条件好，耐冻性能比金属管强，重量轻等优点。
由于管材承压力不够高，质脆易老化，而且价格昂贵，仅用于室内的小口径管道上。
二、输水管材的现状目前输水材料品种非常繁多，我们的重点就是对新型室内、室外输水管材给予介绍，并对过去使用目前又有一些新的性能提高的应用点给予介绍。
下面从管材主要使用场所上分两大类归纳介绍：(一) 室外输水管材室外输水管材可分为金属管和非金属管两大类。
1 金属管现在推广应用较多的室外金属输水管材主要有钢管、输水球墨铸铁管。
浅谈长距离管道输水工程设计
浅谈长距离管道输水工程设计作者：胡兴昕来源：《城市建设理论研究》2011年第07期摘要：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，一旦防腐處理不当，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，而且弥补了各自的不足之处。
大中型长距离输水管道工程设计方案及案例分享
交 流 内 容工程设计体会二工程案例简介三长距离输水管道工程现状一长距离输水管道工程现状一（一） 长距离调水目的解决缺水问题：我国人均水资源拥有水量少，且时空分布极不均匀。
总体而言：（二）输水方式《室外给水设计规范》要求：原水输送宜选用管道或暗渠（隧洞），输送原水，（三）输水管道工程设计流程工程任务和规模初步选线测量、勘探比选推荐输水线路管道水力计算管道材料比选管道附属设施过渡过程（水锤）计算投资估算工程初步设计工程施工图设计可行性研究初步设计施工图设计专题工程设计体会二（一） 工程任务与规模城市供水对象：生活用水、建筑三产用水、浇洒道路绿地、河道景观等。
（一） 工程任务与规模工程规模即输水管道的设计供水能力，要考虑用水量标准，变化系数等。
原水输水管道（二） 管线布置n管道布置主要影响因素（三） 管道材料n 金属管道：球墨铸铁管、普通钢管、复合钢管球墨铸铁管钢丝网骨架PE管PCCP钢管（三） 管道材料n球墨铸铁管目前球墨铸铁管已逐步扩展到自来水、水利、污水、n PCCP管n普通钢管焊接钢管通过钢板或钢带经过卷曲成型后焊接n复合钢管（四） 管道水力计算管道总水头损失公式一：海曾威廉（Hazen-Williams）公式：公式二：谢才（Chezy）公式：i——单位长度管道的水头损失（水力坡降）曼宁公式适用于水力粗糙区，适用条件为: 0.1m≦R≦3.0m;0.011≦n≦0.04糙率系数在方案设计、项目建议书及可行性研究阶段，管道的局部水头损失可按沿程水～10%进行估算，具体比例取值应综合考虑管路沿线的地形复杂程度、管道长度及阀件、管件的数量来确定，在初步设计、招标设计及施工图设计阶段，须按上述公式计算管道的局部水头损失。
水头损失计算不宜过于保守，水泵扬程计算不应留过大裕度。
对于设计流速和运行压力较低且管道较短的简单有压重力流输水系统，水锤有压输水系统经水锤计算分析采用水锤防护措施后，瞬态特性参数应满足以下要求：n 1 、包括最不利工况下水锤压力的管道设计压力不宜超过1.3～1.5 倍管道工作压力；（五） 管道附属设施n检修阀的种类n作 用：大量排气：管线第一次通水时，及时排出空管时的大量空气阀体n主要作用：引水工程中主要用于流量调节或作为减压阀使用，工程案例简介三在输水线路上设置3座调压塔后，各支线末端设置调流水锤防护措施：在主管线桩号K14+420附近设置一座顶部高程为101.0m；在桩号K32+900附近设置一座单向调压塔该项目为蒙古国OT矿工程提供生产及生活供水，在矿区外约32km~67km处蒙古国OT矿供水管道工程管线蒙古国OT矿供水管道工程兰州第二水源工程为我公司EPC项目，工程从刘家峡水库引水，经31.5km的有压隧洞引入兰州市。
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浅谈长距离输水管道工程的现状与展望
我国当前急需要解决的一大问题就是要对水资源进行优化配置，对水资源进行高效运用。
其中，比较高效、快捷的一种输水方式就是管道输水。
基于此，本文对长距离输水管道工程的现状与展望进行深入研究，具有重要意义。
标签：长距离；输水管道工程；现状；展望
1、长距离输水管道工程的发展现状
目前，我国大流量、长距离输水工程居于首位的就是山西省万家寨引黄工程，其规模为管径3m、总长度为43. 5km。
我国大多数地区均建设了输水管道工程，例如，自2011年开工建设的辽宁省重点输水工程，工程经1208.18公里隧洞和管線（隧洞532.55公里，管道675.63公里），其内径为3.2m～3.8m，水量20.75亿立方米；13年5月山东省聊城市建设了谭庄水库输水管道工程，其中内径为1.4m、长度为8. 4 km；而在2015年6月，聊城在徒骇河城区段建设了导污管道工程，其规模为内径为1. 0 m、长度为10.5km；高唐县建设了输水管道工程等。
综上所述，在很多领域中，均广泛使用了输水管道，包括环境治理、生活饮水、农业灌溉、城市供水等。
2、长距离输水管道工程的特点
2.1能够有效减少渗漏水，对水质进行有效保护
在进行管道输水时，因为管道系统将水密封起来，所以水没有发生被污染、蒸发现象，同时接口渗漏量和管身渗漏量也是不多的。
例如，预应力钢筋混凝土管，柔性接口，发生比较大的水渗漏量，管道允许渗漏量为0.14L/min.km；对于谭庄水库管道，管道内径为DN 1400，管道允许渗水量为5. 34 L/min.km。
而通过实际测量后得出，管道允许渗水量仅约0. 19L/min.km，换句话来说，长度为8. 4km的输水干线，管道渗水量仅约2. 19m3/ d，和砌石渠道的渗水量相比，以上渗水量是非常小的。
2.2有助于土地资源的节约
在输水管道工程中，除了一些少许的永久性占地以外，如检查测流阀井、泵站等，其余都属于施工临时占地，将输水管道置于地下，能够对工程拆迁量、永久性占地进行大大减少。
在最近几年中，我国工业的发展速度在不断提高，城市人口总数呈不断上升趋势，社会经济水平在不断上升，人民生活质量也在不断提高，在这种社会背景下，人们对土地资源的需求正在逐渐变大，进而使土地使用价值呈不断上升趋势。
在进行基础设施建设过程中，因为输水管道能够有效节约土地资源，能够对土地使用效率进行有效提高，所以输水管道便成为了最佳方案。
2.3有助于维护和管理，能够有效保护环境
因为输水管道主要置于地下，除了要定期检查阀件和阀门以外，几乎不需要对其他零部件进行有效维护，所以输水管道的维修费用并不高，一般来说，管线主要是将地形地貌作为依据，进行相应布置的，在对河渠、道路进行穿越时，常常会选用倒虹吸地埋方式，进而能够对多种矛盾问题进行有效解决，如交通和输水问题，洪涝和输水问题等。
同时管理也是非常方便的。
2.4使用时间长，安全性高
因为输水管道置于地下，所以外界自然因素并不会对其造成太大的影响，大大降低了认为破坏的概率。
50a是中国水利建设方案比选时的经济分析期，但是输水管道工程使用的管道均比50a要高。
此外，大多数管道接口均为柔性接口，且这种柔性接口并不会遭受少量地基沉陷的影响，同时柔性接口还具有一定的抗震性能。
2.5一次性投资比较高。
和开敞式渠道相比，输水管道投资费用要高一些，尤其是管材输水费用比较高。
不过随着我国社会经济水平的不断提高，当前我国的经济水平，还是能够承受输水管道高额投资的。
利用输水管道方式，无需再构造一些建筑物，如渡槽、桥梁涵洞等，进而能够对永久性占地补偿费用进行有效减少。
尽管和开敞式管道方案相比，输水管道方案一次性投资比较高，不过却能够获得更好的使用效果，如能够有效保证水量、水质，能够有效提高运行安全性，从长期角度来说，选用输水管道方案是更好的。
2.6输水管道工程的质量要求比较高，不过可以满足要求
因为输水管道工程中运用的大多数管材均为柔性接口，管道具有许多接口。
例如，聊城-东阿引水工程，干线中的接口约有8400个，一旦某一个接口出现漏水问题，某一个管子出现爆裂问题，则输水管道工程必须要立即停水，采取有效措施进行抢修。
所以输水管道工程一定要对质量进行严格把关，必须要一次性通水成功。
通过深入分析我国不同地区输水管道工程的建设情况和运行情况后发现，输水管道工程的质量要求比较高，不过可以满足要求。
3、输水管道工程的质量控制对策
为对管材质量进行严格把关，一定要专门派监理工程师亲自去管材生产厂家，进行监督，在管材出厂之前，一定要对管材进行逐节试验。
和其他建筑工程相同，在安装管材之前，应先对地下水进行抽降，确保地基处于干燥状态，对地基进行妥善处理，有效预防因地基基础发生沉降而产生接口漏水、管材位移现象。
对管道安装质量进行检验时，最为重要一道工序就是管道严密性试验、管道强度试验。
其中，根据我国有关规范规定，试验段长度不得长于1.0 km，不过因为实验段偏多，试验时间偏长，对工期造成较大影响，存在较多的合口数量，存在较多的质量隐患。
根据安装经验，应尽量增加试验段长度，以保证工程质量。
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