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。
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。
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。
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。
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作者：沈倩来源：《城市建设理论研究》2012年第29期摘要：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中图分类号：S611 文献标识码：A 文章编号：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。
长距离重力流输水管道中压力特点分析
长距离重力流输水管道中压力特点分析
长距离重力流输水管道中压力特点分析
辛亚娟
【期刊名称】《科技信息》
【年(卷),期】2012(000)026
【摘要】本文对重力流输水的分类进行全面论述,通过对承压流重力流输水管道的特点分析,结合咸阳市石头河水库供水工程实例的升压分析,阐述了长距离重力流输水管道系统的水锤升压特点,并为保证此类管道系统安全运行提出了有效建议.
【总页数】2页(160-161)
【关键词】重力流;水击;排气阀;恒速减压阀
【作者】辛亚娟
【作者单位】延安大学西安创新学院
【正文语种】中文
【中图分类】
【相关文献】
1.浅谈长距离重力流输水管道中的压力特点 [J], 黄海
2.长距离重力流输水管道中防水锤技术分析 [J], 辛亚娟
3.长距离重力流输水管道中恒速减压阀的作用试析 [J], 辛亚娟
4.浅谈长距离有压重力流输水管道的设计特点 [J], 王龙众
5.长距离重力输水管道中的水锤及其防护研究 [J], 董盛文; 李强; 王浩; 何德舜以上内容为文献基本信息，获取文献全文请下载。
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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。
三、长距离重力流输水管道中压力特点
重力流输水系统现在越来越多的运用在地势陡峭地区的大型供水工程中，由于该供水系统的正常运行需要地势高度差，它的压力由动水压力和静水压组成，所以控制管道压力是最主要的问题。
例如在管道的阀门关闭以后，管中的静水压只与管道的距离有关，地形高度差与水压成正比关系，管道受到的压力也因此而改变，一旦发生阀门的异常关闭，就会使管道压力增加，最终导致管道的破裂，影响水资源的正常供应。
另外对于一些地形起伏较大的地区，重力输水管道的路径也随之变化，管道中的转折和拐角处就会出现水流不畅，然后会造成断流弥合水锤，最终产生不可估量的损失。
输水管道的输送路程越长，则水击问题就会越易发生。
下面研究输水管道的特点。
在承压重力流输水工程中，首先要处理的问题就是减弱水流对输水管道的压力，增加输水系统的安全性。
在这个案例中管道的最低处的高度差有113m，这个高度差产生的压力已经超出了管道的承受能力，再加上动水压力后，总体压力就更大了，所以为增加重力流输水的系统的安全性，降低断流弥合水锤的发生几率，我们要采取一定的解决措施，缓解管道的承受压力。
结论：
重力流输水管道在输水途中，水在管道中进行流动时，是气液两相相互并存的。
所以为了降低输水管道的工作压力，我们在对距离较长的输水管道进行设计时，要提前利用特殊的非稳定流计算方法，根据管道的走行分布，在恰当的地点(一般都是在驼峰上)安装一定数量的排气阀门，以便排出管道内的气体，降低工作压力。
在选定排气阀的时候，我们对于排气阀的型号选取、口径大小的选取、安装位置等都要进行认真仔细的考虑，因为排气阀安装选择是否准确直接影响到排气程度。
根据以往选取安装排气阀的实践基础，一般情况下在地市相对低平，管道坡度在1‰以下的时候，我们应该相距0.5～1.0km左右就安装一个排气阀，这是最佳的安装距离。
此外，除了安装间隔距离，排气阀的型号、安装方式等对于排气阀的正常运行也由十分重要的影响作用。
输水管中水总是在气液两相之间不断转变，存在许多的不确定性，这也增加了我们排气的难度系数，所以排气阀安装的位置、方式、安装的间隔距离以及对于排气阀型号的选择等方面就更加增加重视。
在重力流输水管道系统中增设减压恒压阀以及超压泄压阀装置都可以起到检测控制管道压力的作用，对于保证水资源的安全输送以及避免断流弥合水锤的形成都有显著的作用。