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
浅谈长距离重力流输水管道中的压力特点摘要：为了深入了解长距离重力流输水管道的压力特点，并且为该类管道的以后更好的运用提供建设性意见，我们在这里采用将重力流输水不同类型分开论述的方式，分析了承压重力流输水管道在运行输送水时的特点及结构原理，最后通过对工程的重力流输水管道水锤压力的分析，让大家对长距离重力流输水管道体制的运行原理及影响因素有更进一步的了解。
关键词：重力流；水击；排气阀；恒速减压阀由于气候条件和经济发展的影响，供水不足问题一直制约着我国许多大中型城市。
人们的正常生活和社会经济的发展都离不开水源，所以为了解决水资源匮乏问题，长距离调水工程慢慢受到了社会大众的重视，许多地区已经开始制定调水方案并付诸实施。
近几年来，为了满足缺水城市的水资源供应，各地都兴建了许多长距离重力流调水工程。
随着调水工程的兴起，供水工程系统的安全隐患也随之产生，所以为了安全供水，我们要加强长距离重力流输水管道的安全管理，消除供水过程中的安全隐患。
本文就是通过对长距离重力流输水管道的压力变化特点进行分析探究后，为输水系统的正常运行以及准确计算管道即时压力提供科学有效的理论依据，方便设计者设计出更完善的供水方案。
此外，进行管道压力特点分析对于供水系统的安全管理也有十分重要的作用。
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呈长相关。
浅谈长距离重力流输水管线的水锤分析
浅谈长距离重力流输水管线的水锤分析摘要重力流输水管线，运行过程中阀门突然关闭和开启时，由于管道中压力水流的惯性，会产生比正常水压高出数倍的水流冲击波，形成水锤，对管道以及阀门配件造成严重损害，因此，消除水锤效应是长距离重力流输水管线设计及运行必须考虑的主要因素。
本文着重分析了新疆第十师北屯垦区城镇引水管道复线工程的水力学特性，通过对比各种工况下水流状态的情况，提出防止水锤危害的设计措施和运行方案，供类似工程参考。
关键词重力流输水;水锤;空气阀;水击泄放阀1 前言在重力流输水管线中，当阀门关闭太快时，由于压力水流的惯性，产生水流冲击波和“空化”现象，压力的冲击将使管壁受力而产生噪声，犹如锤子敲击管子一般，称为“水锤效应”。
在水管内部，当打开的阀门突然关闭，由于管壁光滑，后续水流在惯性的作用下，迅速达到最大，并产生破坏压力作用，这就是正水锤，在管道建设中都要考虑这一因素。
相反，关闭的阀门在突然打开后，也会产生水锤，叫负水锤，也有一定的破坏力，但没有前者大[1]。
水锤效应有极大地破坏性，压强过高，将引起管子的破裂，反之，压强过低又会导致管子的瘪塌，还会损坏阀门和固定件。
为了消除水锤效应的严重后果，在管路中需要受到一系列缓冲措施和设备。
本论文着重分析了新疆第十师北屯垦区城镇引水管道复线工程的水力学特性，通过对比各种工况下水流状态的情况，提出防止水锤危害的设计措施和运行方案。
2 工程概况2.1 基本参数疆第十师北屯垦区城镇引水管道复线工程近期（2015年）设计总供水量为15万m?/d，远期（2025年）设计总供水量为30万m?/d。
全程采用重力流输水，取水水源为635水库水，前端0+000～3+000桩号为单管，采用DN1800～DN2000的PCCP管，水库死水位632.0m，洪水位647.8m，常水位645.4m，设计终点净水厂格栅进水渠道标高574.00m。
双管运行最终达到30万m?/d的供水规模。
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。
重力流长途输水“减压”与安全问题探析
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。
管道输送过程中的流体力学特性分析
管道输送过程中的流体力学特性分析管道输送是现代生产活动中一项非常重要的工作，它涉及到许多工业领域，如石油、化工、冶金等。
在进行管道输送时，流体力学特性的分析是非常关键的，它可以帮助我们更好地理解流体在管道中的行为，优化管道设计和提高输送效率。
本文将从不同角度对管道输送中的流体力学特性进行分析。
首先，我们来了解管道输送中的压力损失。
管道输送中的液体或气体流动会产生阻力，并且会带来压力损失。
压力损失的大小取决于多种因素，包括流速、管道直径、粘度和管道长度等。
根据伯努利定律，流体的动能和静能在流动过程中会相互转化。
在管道中，流体速度增加时，其动能增加，而静压力减小。
因此，当流体通过管道时，流速增大，压力损失也会增加。
掌握压力损失的特性可以帮助我们选择合适的管径和优化输送过程，以减少能源损耗和成本。
其次，我们来关注管道输送中的雷诺数。
雷诺数是描述流体流动状态的重要参数，它可以帮助我们判断流态的稳定性和流动类型。
雷诺数的计算公式为Re =ρVD/μ，其中ρ为流体密度，V为平均流速，D为管道直径，μ为流体动力粘度。
当雷诺数小于一定的临界值时，流动是稳态的，属于层流状态；当雷诺数超过临界值时，流动会变成湍流，属于不稳定状态。
雷诺数的分析对于管道输送过程中的性能预测和流态监测非常重要。
此外，还有一个重要的流体力学特性是管道中的泵和阀门选择。
泵和阀门在管道输送中的作用是非常关键的。
泵主要负责输送流体，提供压力差，克服管道中的压力损失。
泵的选择需要考虑到流量要求、压力要求、工作效率、稳定性等因素。
阀门则主要控制管道中的流量和压力。
不同类型的阀门有不同的作用，例如调节阀、截止阀和安全阀等。
选择合适的泵和阀门可以确保管道输送的顺利进行，避免流体泄漏和设备损坏的风险。
另外，还需要关注管道输送中的流态分析。
流态分析是通过分析流体在管道中的速度分布，压力分布和剪应力大小等参数来研究流态变化的过程。
对于液体和气体流动，流态分析可以帮助我们预测流动的规律和特性。
长距离管道输送液体的流体力学研究
长距离管道输送液体的流体力学研究随着现代化的发展，人们对于能源的需求也越来越大，而长距离管道输送液体已经成为了一种主要的能源输送方式之一。
然而，这种方式背后涉及了大量的流体力学原理和技术，需要进行深入的研究和开发。
本文将探讨长距离管道输送液体的流体力学研究，包括其原理、技术和未来的发展方向。
一、长距离管道输送液体的原理长距离管道输送液体的原理基于液体在管道内流动的物理规律。
当液体被输送到管道内时，它将在管道内形成流体，因为液体分子可以相互作用并沿着管道方向移动。
此时，液体分子的运动速度将受到管道内部的阻力和摩擦力的影响，这就需要对其进行研究和分析。
二、长距离管道输送液体的技术研究为了使长距离管道输送液体的过程更加高效和可靠，需要进行大量的技术研究。
下面将介绍其中的一些技术研究：1.水力特性分析水力特性分析是长距离管道输送液体技术研究的一个重要方面，它研究的是流体在管道内因水力阻力而产生的压力变化、速度变化、流量变化等特性。
通过分析水力特性，可以确定合适的管径和流量，以保证输送效率和安全性。
2.管道材料选择长距离管道输送液体需要选择合适的管道材料，以确保材料的强度、耐腐蚀性和耐风化性等都能够满足要求。
同时，还需要考虑与环境和输送液体的相互作用，例如温度、化学反应等因素。
3.流量控制管道内的流量一旦超过一定范围，就会对管道内部产生负面影响，例如压力变化和管道损伤等。
因此，需要对流量进行控制，以确保管道运行的平稳和安全。
4.管道保护与监测长距离管道输送液体需要进行保护和监测，以确保管道的安全性和可靠性。
常见的保护措施包括防腐蚀、防风化和防冻等措施。
同时，还需要安装相应的监测设备，以便及时发现管道内部的异常情况。
三、长距离管道输送液体的未来发展方向目前，长距离管道输送液体已成为一种主要的能源输送方式，但其未来的发展方向仍然需要进行研究和探讨。
下面将介绍其中的一些方向：1.运输效率提升为了降低能源输送的成本和提高能源输送的效率，需要开展进一步的研究，以降低液体在管道中的摩擦力和阻力，如采用新型的管道设计、管道内液体处理技术等。
浅谈重力流输水管道工程设计
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。
长距离供水工程重力输水技术研究
长距离供水工程重力输水技术研究发布时间：2021-01-08T14:27:35.013Z 来源：《基层建设》2020年第25期作者：宋志伟[导读] 摘要：随着国家经济的蓬勃发展，我国的自然环境越来越糟。
南水北调中线干线工程建设管理局天津分局天津市 300380摘要：随着国家经济的蓬勃发展，我国的自然环境越来越糟。
在水资源短缺、地域分布不均的今天，如何提高水资源利用率，保证居民用水的日常使用，已成为水利工作者思考的问题。
随着人们对水的需求不断增加，居民对水的需求越来越高，长距离供水工程得到越来越广泛的应用。
要想尽可能的提高供水效率，就必须从各个方面入手，以材料为基础，严格把控每一个环节。
关键词：长距离；供水工程；重力输水技术引言现代供水工程建设水平持续提升,越来越多先进的技术被使用到供水工程系统中,重力输水技术在现代各类供水工程中发挥的作用较为关键,使用率也相对比较高,能够实现对供水安全以及供水质量的保障。
然而在实际的供水工程之中,施工单位必须要对建筑建设不规范以及投资成本过高的情况进行克服,成功完成供水工程建设。
现在我国经济社会的发展水平还在不断提高,但是由于受到了自然环境的影响,我国的水资源分布情况并不均匀,同时利益于技术的发展,我国的大直径长距离输水系统已经得到了一定的应用,但是其中仍然有很多质量要点需要我们进行重点控制。
1长距离供水工程中的线路规划长距离供水工程的目的是使两个水资源相差较大的地方实现相互补给。
因此，对于该工程而言，供水过程中的线路一般较长，且所经地形复杂，沿途会有许多不同的线路。
因此，如果对长距离供水工程进行合理规划，确保每一个环节的管道材料使用得当，就成为了水利工作者所思考的难题。
在供水工程线路施工的过程中，施工单位应该留意以下几点：一是注意线路所经过的地形条件，确保管道远离滑坡以及凹陷等场所；二是注意管道铺设时沿途经过的建筑物，尽可能绕开，避免不必要的经济开销；三是如果线路铺设过程中出现与铁路或者公路等交叉的情况，运用合适的方式处理，尽可能地降低开销，保证各方面的安全；四是施工单位在对管道进行铺设时，加大转弯处的曲率直径，优化输水管的运水状态；五是在遭遇管道铺设必须要经过工业区等区域的条件下，考虑采用线路整合方式来进行处理；六是一定要综合考虑各方面因素对管道线路进行规划，确保管道维修和检测工作能够顺利地开展。
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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。
这种承压重力流输送的水，当有动水压力时，就能够直接流入到供水管网等处理水的构筑物中。
二、重力流输水的特点
这种重力流输水方式是一种比较理想的供水方式，能够在一定程度上节约电力等能源，投入的成本比较少，运行管理的难度不大，并且比较方面。
但是使用重力流输水的方式需要具备一定的条件，就是要有地形高差，结合地形高差满足管道线路首末段总水头损失，若是直接进
入到供水管网中，重力流输水管的最末端还需要具备自由水头，要求地形高差在大一点，也就是地形坡降不能小于输水水力坡降。
重力流输水中的无压流和承压流都是通过地形高差实现水的输送，相比于水泵加压输水，地形对于重力流输水的限制比较多，只有具备地形高差，并且有好的地貌时才能够进行重力流输水。
同时，利用重力流输水还需要对地形坡降以及水力坡降进行分析和考虑，水泵加压输水并不需要考虑地形坡降。
承压重力流输水管的最末端有静水压，静水压太大，大于管路的承受能力，就会出现管路爆裂的现象，使供水管网的安全受到不利的影响。
重力流输水过程中，水流量以及水压力没有太大的调节幅度，主要是重力流输水需要以水位高差作为动力来源，在明确取水口的位置、工艺、输水管的长度等后，也就能够将水位差确定下来，即使存在变化，变化的幅度也不大。
所以输送水的流量以及压力能够调节的力度也比较小。
重力流输水管道在连接泵加压输水管道时，有一定的水压力相配问题，需要保证双方的水压力一致，才能够使管道的输水工作顺利进行。
三、长距离重力流输水管道中的压力特点
大型的管道输水工程经常是利用天然的地形落差进行重力流输水，在正常运行时，测压管水头不大于静水头。
但是将管道线路中的阀门等关闭之后，管路中最大的静水头也就是最大的地形落差，存在的落差越大，需要管道承受的压力也就越大。
如果管道线路中的阀门等不是正常关闭的情况，就容易出现水击压力，并且量还比较大，很容易造成管道爆裂的问题。
对于一些比较特殊的多起伏重力流管路，断流空腔一般会发生在管路的高点或者是转折点上，可能会造成断流弥合水锤，会产生极为严重的后果。
水击问题在长距离输水管中更为突出。
比如咸阳市的供水工程，管道的纵断面整体上是U字型的，使用时单管的输水管线，管线的长度为60千米，引水量被设计为4.24m3/s，最大的高差是113米，首端和末端之间的高差是76米，可以利用的水头为66.4米[2]。
全部的输水管线使用的是预应力钢筋混凝土管以及预应力钢筒混凝土管。
输水工程的落差比较高，是重力流管路输水工程。
管线的长度比较长，落差比较大，如果不进行减压，管线最低未知的静水头就达到了113米[3]，超过了管道能够承受的最大承压值。
所以需要通过工程措施，使管道的压力减小，防治出现断流弥合水锤的问题，这是承压重力流系统中十分重要和关键的问题。
结束语：
当管道中的水在运行过程中，实际上呈现出的是水汽两相流态，在对长距离输水管道进行设计建设时，需要先明确输水管道的纵向布置情况，对非稳定流进行科学的计算，保证排气阀能够建设在合适的位置上，一般是选择驼峰处。
并且需要特别注意排气阀的选择、安装距离、方式，设计出合理的排气阀口径。
管线水平段是排气问题比较突出的位置，在设计过程中需要将管线布置长高点，科学的对排气阀进行设置，通常情况下平坦的管道坡度应该不大于1‰，并且每隔1千米左右设置一个排气阀。
由于管道中水的状态问题，因此需要选择合适的排气阀，明确排气阀的数量以及位置，提高输水的安全性。
参考文献
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[3] 刘占巍，胡涛平，王海元.长距离低水头有压重力流输水管道经济管径的确定方法[J].甘肃水利水电技术，2015，07：38-40.。