长距离重力流输水管线首次回供水工程实例
大落差重力输水在供水工程中的应用
大落差重力输水在供水工程中的应用大落差重力流管道输水技术具有省电、节能、投资省、成本低、运行管理简单、方便等优点。
本文介绍了有压重力输水管道设计中水力计算，管线布置，减压消能，压力水锤防护措施，排气阀的设置及注意事项，为具备重力供水条件的工程提供参考。
标签：大落差；重力输水；供水工程；应用油田供水工程为大落差、长距离的重力流管道输水工程，为大落差、长距离的重力流输水管道工程积累了经验，通过大落差重力输水在昆北油田供水工程中的应用。
一、工程概况油田位于地面海拔在3000～3200m，水源地地貌為沙丘和草地，海拔高度在3448.89米。
工程主要为供该油田生活用水和油田注水。
供水管线线路总长度为29.67km，其中水源地距接转站14.82km，采用供水管线管径为：DN200。
管线材质定为Q235螺旋焊缝钢管，管线规格为D219×6。
二、水压线计算方法根据相关规范及工程经验，水压线计算自控制点起，逐段计算至起点。
控制点的水压根据使用要求已定，起点水压通过计算方可确定，这就是通常所说的“自下游向上游的水压计算方法”。
这种计算方法为输水管道设计规定了一个不容易出错、不容易走入误区的计算方法。
但是，目前的一些重力流管道设计没有严格执行这个计算方法。
相反的采用一种在水泵压力供水中工程，设计人员经常采用的并经工程设计检验为正确的“自上游向下游的计算方法”。
在重力流管道设计中，当采用自上游向下游计算方法，调整管径使得上游起点和下游终点的水头损失相等或略小于地形高差，这种计算结果与“自下游向上游的水压计算方法”得出的结果是一样的，不会出现问题。
但是，当存在大管径小流量运行状态时，即水头损失小于地形高差时，就要看重力输水管道的流量调节方式。
重力输水管道流量调节方式分为上游和下游两种方式。
如果采用上游调节流量的方式，还采用这种计算方法，就会出现计算谬误。
因为流量小于设计流量，管道中就会出现无压流，却用压力管道流的公式计算，就会得到接近落差的压力水头的错误结果。
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。
长距离重力流倒虹吸管道充水过程控制
长距离重力流倒虹吸管道充水过程控制
李!峰
甘肃水投天水供水有限责任公司甘肃 天水!S"K$$$
摘!要 !长距离重力流倒虹吸管道系统在充水过程中由于管道内大量气体存在运行工况复杂充水过程中极 易造成运行事故 本文以天水市城区引洮供水工程秦州段管道充水过程为例从充水前准备管路充水注意事 项常见问题处理等方面对充水过程控制进行探讨可为同类工程运行提供参考 关键词 !长距离输水重力流倒虹吸充水
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有压重力流输水在河道补水中的应用
有压重力流输水在河道补水中的应用摘要：一般利用中水给河道补水多采用泵站加压的方式，能耗大，运行管理成本高。
本文主要介绍了利用地势高差从合肥王小郢污水厂引中水，采用有压重力流管道输水的方式给关镇河补水的设计思路和体会。
关键词：中水；长距离；地势高差；重力流；管道关镇河为雨源型内河，虽经过综合治理，但仍然无法解决旱季无水汇入，河水流动性差的问题，急需引入外来干净水源进行补水。
为解决上述问题，合肥市考虑利用王小郢污水处理厂处理后的中水对关镇河进行生态补水，以提高河道水质，改善周边水环境。
1、工程规模、水源、水质根据《合肥市中水利用专项规划（2014～2020）》，关镇河生态补水工程利用王小郢污水厂的中水，对关镇河进行生态补水，补水规模为5万m3/d。
经核算，关镇河旱季时的蓄水容积大约为30万m3，这样大约6天关镇河的蓄水更新一次，满足生态景观用水4 ～7天循环一次的要求，这对于河道水环境的保持是非常有利的，能充分发挥河道的自净能力，构建河道完整的生态系统。
王小郢污水处理厂出水水质如下：从上述指标可以看出，其主要指标满足国家《再生水水质标准》（SL368-2006）中对于中水市政杂用和景观补水的水质要求。
2、补水路线本次设计关镇河生态补水管道的线路是：中水自王小郢污水厂沿铜陵路、南淝河路敷设，最终敷设至关镇河一桥处，全长约3.85km，设计管径DN900。
关镇河生态补水路径图3、输水方式及水力计算王小郢污水厂地势较高，污水厂门口预留DN1200出水管中心标高为24.3米，关镇河最高水位为10.8米，取入河处管中心高程为12.8m，则重力水头为11.5m，高差优势明显。
本次补水可充分利用地势高差，以有压重力流方式进行管道输水，不设加压泵站。
水力计算采用海曾－威廉公式，管道水损计算如下：h=10.67q1.852L C-1.852D-4.87式中：h－水头损失，mq－流量，m3/sL－管道长度，总长3.85kmC－系数，C取110（管材采用球墨铸铁管）D－管径，取DN900m经计算，沿程损失为5m，局部损失以沿程损失30%计，取1.5m，富余水头取2m，则总水头合计为8.5m。
长距离输水工程首次灌水流量研究
长距离输水工程首次灌水流量研究摘要：随着城镇化的建设与发展，长距离输水工程解决了城市附近水源短缺的问题，但在长距离输水管线工程在首次试通水过程中，经常会出现漏水，爆管的问题。
究其原因，除了设计、施工等影响因素外，还有在首次运行时的操作问题。
如果操作得当，输水工程会正常运行。
在首次灌水过程中，最重要的参数是灌水流量，灌水流量过大，会因积气产生大气泡、气堵，水力条件发生较大的变化，并诱发水锤，造成输水管线破坏的安全事故。
如果灌水流量过小，灌水时间会长达几个月。
因此，要确定合适的灌水流量。
采用理论分析的方法，根据输水管道的气泡受力分析推导出积气流量公式，当灌水流量小于积气流量，就可以防止管道积气，并安全高效地完成首次通水的任务。
关键词：长距离输水工程；首次通水；灌水流量中图分类号：tv672+.2文献标识码： a 文章编号：1积气流量输水管线在首次灌水时，水中的部分气体会逐渐地析出，形成大小不等的气泡上升到管壁，气泡按水流流速向前运动。
当气泡顺坡流动时，如图1，运动方向与气泡所受浮力的分力方向相反，浮力产生的阻力，必然使气泡运动的速度减慢，后续气泡容易撞击前面气泡而形成大气泡，大气泡产生大的浮力，当浮力大于水流的推力，大气泡受力会回到高点排气阀处排出，而不会流到下一管段；当浮力小于水流推力，大气泡受力向下游管段聚集，在顺坡底部产生气堵或气塞，影响输水安全。
当大气泡在顺坡管段时，某一流量产生的推力与浮力分力相等时，称为积气流量。
当灌水流量小于积气流量管道内的大气泡会聚集在顺坡管顶部，由排气装置排出，而不是带到输水管线的下游，可能产生气堵。
图1大气泡受力分析2积气流量推导在管道中的大气泡，由于表面张力的作用，大气泡以椭圆球形存在。
根据一些爆管的经验，当大气泡高度达到管道半径1/2是爆管的危险点，即是大气泡的临界点。
根据大气泡的椭圆球体积v和椭圆形断面积a与管线半径r的计算关系：椭圆面积公式为(1)式中 a、b—椭圆断面长半轴及短半轴长度(m)。
张峰水库输水二干管线工程重力流水力过渡过程的数值模拟
张峰水库输水二干管线工程重力流水力过渡过程的数值模拟摘要:在供水工程中,当突然启动、停止或为调节流量而起用阀门时所产生的水锤压力往往较大,破坏性强,常造成意外损失。
因此,对关阀水锤进行正确的计算分析,做出必要的防护措施尤为重要。
本文以张峰水库输水二干管线工程为工程背景,进行重力流的水力过渡过程数值模拟,并对计算结果做出分析。
关键词:重力流;关阀水锤;调流调压阀由于压力管路中流速的突然变化,引起管中水流压力急剧上升或降低的现象称为水锤或水击。
水流是具有惯性的,在供水工程中,当突然启动、停止或为调节流量而起用阀门,都将使水流速度发生变化而产生惯性力,惯性力的大小等于水流质量m与加速度的乘积,方向与加速度方向相反。
在出水管路中,这个惯性力就表现为水锤压力。
突然启动、停止或为调节流量而起用阀门所产生的水锤压力往往较大,一般可达正常压力的1.5～4倍或更大,破坏性强,常造成意外损失。
所以对关阀水锤必须进行认真分析,并做出较精确的计算,以便采取必要的防护措施。
重力流水锤是在突然停电或者在阀门关闭太快时,由于压力水流的惯性,产生水流冲击波,就像锤子敲打一样,所以叫水锤。
水流冲击波来回震荡产生的力,有时会很大,从而破坏阀门。
当打开的阀门突然关闭,水流对阀门及管壁,主要是阀门会产生一个压力,由于管壁光滑,后续水流在惯性的作用下,压力迅速达到最大,并产生破坏作用,这就是水力学当中的“水锤效应”,也就是正水锤。
在长距离供水工程中必须考虑这一因素。
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。
水锤效应具有很强的破坏作用,可导致管子的破裂或疮陷、损坏阀门和紧固件,为了消除水锤效应的严重后果,在管路中需要设置一系列缓冲措施和设备。
通过计算机数值计算方法来模拟各种工况条件下输水管路系统的水锤状况,包括压力、流量等,进而分析超常水锤压力可能出现的情况,校核阀门和压力管路的承受压力,针对计算分析结果采用必要的水锤防护措施,寻求阀门的最优关闭规律 ,来确保整个供水工程的安全运行,为供水工程的安全运行和供水工程的优化设计提供技术依据,因此意义重大。
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。
大落差重力输水在供水工程中的应用
大落差重力输水在供水工程中的应用宋乃硕;施永生;周文庆;齐欣【摘要】通过大落差重力输水在云南省芒市勐嘎镇集镇供水工程中的应用,介绍了大落差重力流管道输水设计中减压消能压力水锤防护措施、排气阀布设及注意事项,在类似工程设计中以供参考.%Through the large gap gravity water used in water supply project in Mengga town of Mans in Yunnan Province, the large gap gravity flow pipeline design is introduced in the measures of decompression of energy dissipation to protective the water hammer, set exhaust and note, for reference in similar project design.【期刊名称】《科学技术与工程》【年(卷),期】2012(012)001【总页数】3页(P224-226)【关键词】大落差;重力流输水;供水工程;应用【作者】宋乃硕;施永生;周文庆;齐欣【作者单位】昆明理工大学建筑工程学院,昆明650224;昆明理工大学建筑工程学院,昆明650224;昆明理工大学建筑工程学院,昆明650224;昆明理工大学建筑工程学院,昆明650224【正文语种】中文【中图分类】TU991.41我国西南山区地形复杂，水资源时空分配严重不均。
特别经过去年历史罕见大旱，当地水资源缺乏问题更加严重，不能满足当地经济迅速发展和人民生活水平不断提高对水的需求。
为此必须兴建调水工程，以缓解水资源的供需矛盾。
勐嘎镇集镇供水工程是集大落差、长距离、地形复杂于一体的重力流管道输水的工程实例，为西南集镇重力式管道输水技术积累了经验。
1 工程概况勐嘎镇集镇供水工程由取水首部工程、输水管道工程、净水工程和配水工程四部分组成。
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第 ３期
供 水 技 术
Ｗ ＡＴＥＲ ＴＥＣＨＮＯＬ０ＧＹ
Ｖｏ ｌ ＿ １ １ Ｎｏ． ３
２ ０ １ ７年 ６月
Ｊ ｕ ｎ ． ２ ０ １ ７
长 距 离重 力 流 输 水 管线 首 次 回供 水 工程 实 例
巫京京 ， 李政 帅， 祝 丹丹 ， 刘春 霞 ， 王 琰 ， 沈 磊 ， 许登 阁
Ｋｅ ｙ ｗ ｏ ｒ ｄ ｓ ： Ｓ ｏ ｕ ｔ ｈ － ｔ ｏ — Ｎ ｏ ｒ ｔ ｈ Ｗａ ｔ ｅ ｒ Ｄ ｉ ｖ ｅ ｒ ｓ ｉ ｏ ｎ Ｐ ｒ ｏ ｊ ｅ ｃ ｔ ； ｈ ａ ｍｍ ｅ ｒ ｍｏ ｄ ｅ ｌ ｎ ｅ ｔ ｗ ｏ ｒ ｋ ｈ ｙ ｄ ｒ ａ ｕ ｌ ｉ ｃ ｍ ｏ ｄ ｅ ｌ ；
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网供 水 。
随着 南水 北 调 中线 工 程 通水 ， 港 区一 水 厂 水 源
切 换 为 丹 江 水 优 质 水 源 。港 区 需 水 量 约 为 ６×１ ０
ｍ ／ ｄ ， 港 区一水 厂供 水 能 力 有 富余 。为 保 证 郑 州 市 优 质水 源全 覆 盖 ， 减 少地 下水 开 采量 ， 休 整滩 区水 源 井， 考虑 利用 现 有管 道重 力 自流 向市 区 回供 ， 供水 路
（ 郑 州 自来水投 资控 股有 限公 司 ，河 南 郑 州 ４ ５ ０ ０ １ ３ ）
摘 要： 郑 州市港 区一 水厂输 水 管线 首 次向 市 区回供 通 水 ， 面 临输 水 管线水锤 防护及 回供 水
对 市 区管 网产 生水 力冲击 影响 的 问题 。采 用 Ｈ ａ ｍ ｍｅ ｒ 及 Ｂ ｅ ｎ ｔ ｌ ｅ ｙ Ｗａ ｔ ｅ ｒ Ｇ Ｅ ＭＳ软 件 构 建 了水锤 模 型
Ｗｕ Ｊ ｉ ｎ ｇ ｊ ｉ ｎ ｇ ， Ｌ ｉ Ｚ ｈ ｅ ｎ ｇ ｓ ｈ ｕ ａ ｉ ， Ｚ ｈ ｕ Ｄ ａ ｎ ｄ ａ ｎ ， Ｌ ｉ ｕ Ｃ ｈ ｕ ｎ ｘ ｉ ａ ， Ｗａ ｎ ｇ Ｙ ａ ｎ ，
Ｓ ｈ ｅ ｎ Ｌｅ ｉபைடு நூலகம்， Ｘｕ Ｄｅ ｎ ｇ ｇ ｅ
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和 管 网水 力模 型 ， 对 不 同输水 工 况的 管道水 力 瞬 变流 以及 对 市政 管 网 的影 响 区域 进 行 了模 拟 计 算
分析。通过优选通水方案并有效指导首次回供通水方案 ， 以保证管网安全运行 。 关 键词 ： 南水 北调 ； 水锤模 型 ； 管 网水 力模 型 ； 首 次回供 ； 管 网安全 中图分 类号 ：Ｔ Ｕ ９ ９ １ ． ３ ３ 文 献标 志码 ：Ｂ 文 章编 号 ：１ ６ ７ ３— ９ ３ ５ ３ （ ２ ０ １ ７ ） ０ ３— ０ ０ ３ ６— ０ ４
ｉ ｆ ｒ ｓ ｔ ｒ ｅ ｖ ｅ ｒ ｓ ｅ ｄ； ｓ ａ ｆ ｅ ｔ ｙ ｏ ｆ ｗａ ｔ ｅ ｒ ｎｅ ｔ ｗｏ ｒ ｋ
１ 工 程 概 况 郑州 市 港 区一 水 厂 位 于郑 州 市 东 南 部 ， 设计 供 水 能力 为 ２ ０×１ ０ ｍ ／ ｄ ， 建设 初 期 该 区域 主要 水 源 为地下 水 ， 取水 能力 为 ３×１ ０ ｍ ／ ｄ 。为保证 郑 州航
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