文章编号：1007-7792（2220）03-0182-03
张志刚
（新疆水利水电勘测设计研究院，乌鲁木齐332000） 摘要：以乌恰县康苏水库引调水工程为例，通过对水力过渡过程的研究，建立长距离、大地形落差的有力流输水管道工程管道压力分，指导工程设计。其研究到其它长距离输水工程设，并为似工程设计和技流提供。 关键词：长距离输水管道；管道压力；重力流
中图分类号:TV770+.0文献标识码:B
0引言
地区水资源时空分布不均，地表水资源量严重低于全国平均水平，区域性缺水严重，是当经会的严重制约因素⑴。长距离跨流域输水工区域性缺水的手段，有干旱地区日益紧张的供需水矛盾⑵。文章以
州乌恰调水工，对输水管道的设水选行分析，为类似长距离调水项目提供，供广大水利工程设。
1项目概况
恰县工业园区作为当地经济支柱，多年来受水资源限制。调水工程不仅提高工区招能力2恰县经；对
镇、黑实现脱目标同样具有积极影响。
工W（9型工程，管道全长为32.862km。采用重力流输水，管线最大设计流量为0.21m7/ s。输水管线工程主要处于低山丘陵地貌单元，沿途横穿河谷阶地、基岩山区，山前冲洪积种地形，地形起伏较大。工线大部分区域50年超越概率10%的地震动峰值0.4g，其的地震基本烈：K度，区域构造稳较差。整：看，工有项目区地震烈度大、沿线地形变化大、落差大、输水流量小、管道运行压力大的特点。2工程管线总体布置
该工程起点位于康苏水库灌溉供水洞出口供水池，设计水2470.2m2恰县水厂已建沉淀前池。该沉淀池设计水2262.5m。管线落218247m，大落346276m。管线段采用重力流输水方式，为满足功能性及需要，共设置附属建筑物212座，其中条形沉砂池（稳压水）、稳水、水。
0）起点（桩号0+000）——条形沉砂池（稳压水池）（桩号0+708）段；
2）稳压水池（桩号0+708）------减压水池（桩号4+190段;
3）减压水池（桩号2+192）一一乌恰县水厂末端（桩号30+862）段。
床苏水用
图0工程总平面布置示意图
3管道压力的选择
该工程所处区域地形变化复杂，局部水头损失量巨大。长距离输水管线，确保管道内合:
［收稿日期］2220-02-22
［作者简介］张志刚（1988-），男，新疆阿勒泰人，工程师，从事水利水电工程设计工作。—130—
力是线 的 证。局 的产生，极易
造成管道内气蚀、断流水锤的发生，长期积
行,
不仅影响管道运行
，
更会引发管道供水能力不
足的。因此，对管道沿线 水头、水压线 及静水压力线的
。
1管道沿线的
水头
，采用各管段起点
最低水
，结合沿线设计管中心
、各段
的水头损失0 点的 水头及水压线标
高，即：
A ：水压线标高=设计管中心高程+动水压力 （ 水头）
B ：动水压力（自由水头）=上一个节点的水压线
标高-计算点的设计管中心高程一 点 的
水头损失。
2）最大静水压力：按上述工况 分析，管道起
点采用稳压水池的 水
需满
足设计拟定的输水 。
表1管线关键节点自由水头和
水压线标高计算表
桩号
流量
/m 3•s_-
管心 水线
水力
/m 水力
/m 备注
/m
/m 0+0000.012003. 25
2481
198
1075
2478. 02
32.5130.05
接稳压
1 +708
0.012075.05
2447 2.0 2.0水2072.20
6898
78
接减
4+1900.012274. 00
2076. 2
2.0 2.0
水5+9000.02305.052070. 26669170075分水闸阀井
6+9720.02250.560221. 2185.05
85.200+3360.0221.1
0221. 0252.8255.012012年牛奶
沿线高点1+940
0.02172.52362.02
229092240.0沿线最低点
20 +8540.02105.012345.21172.0
21101925 + 7070.02209.002338. 0812*******.10
36+800
6.0
2260.05
2334. 08
78.5
115042
末端
7管道水锤压力
在压力管道中因流速剧烈变化，从而在管路中
产生 的压力交替变化的水力撞击现象称为水
现象。因流速变化而产生的压力变化，其传递形 式是通过机械波的形式传递的。
根据水
传 公式:
115
Lled
槡1 + Ee
(1
度,m/s ; d 为管径,m ; e 为管壁厚度,m ; K 为水的体 积 模量，kN/m 0;E 为管材
模量，
kN2m 2。
水 公式为：
式中：为水
，s; Z 为计算管段长度,m 。
水击水头计算如下：
1直接水
力水头
式中：/为直接水击水头,m；卩0为阀门前的水流速
度，m 。。
2） 水 水头
用 水 力公式计算间接水锤压力，公式
如下：embedding
2 厶％
/、昆=+ ◎
⑷
式中：仏为间接水击水头，m ; Tg 为关闭阀门时
间，。。
1）
模拟
在进行稳态分 前需进行 分析，校核管
线设计承压能力
足要求。即各水池水
到
设计值时，关闭各管线
控制阀，使管线
水，
分析管线承受的
，全线静水压力均在承：围
，设计承压能力满足 。工
分析如
当管道糙率/ =0.01时，管道水头损失最大,
以 稳态最不利工况进行分析0
所示。
式中:c 为均质圆形管（e/d < 1/20）水击波传播速
—11
—
（第49卷）
Heiloggjiane HydrauVc Science and TechnoVyy （Total No 09）
管线工 力（自由水头）小于管线设计承压能
力，当流量较 ，管线工 力会 ，极限工作
力 2
分 ，全线 均在设计承
，因此设计承
足 。
合工 有
力流的输水
，依据规范
对管道运行水 力的控制，工程管线 布置分
为了三大段，在运行过 水 力一般发生在管
道沿线的
阀、闸阀等设备启闭时。根据本工程
点，每一段发生最大水
力均在管线
，按这
个设 ，末端水锤压力按（0.3-0.5）Pw 和
0. 8MPa 两者取大值来控制即
足管道
行
压力的需要。
工程全线为有压重力流输水，未发生水锤的工
聚四氟乙烯况下，取静水压力为设计工
力。由于小流量充
水或静水时，管道流速较低，通过阀门控制，产生的
水
力相对较小；正常工作时，通过水力控制措
施，可有效降低水 力，因此，取（工 力+
0.5MPa，工作压力x （0.3 -0.5） MPa ）两者大值作为
管道的公称压力，同 合水力
安亭事件和水 护数值模拟 ，采用有效的水力措施控制水锤
力在公称 力
成都体育学院图书馆,
管段管道
力值。
管道压力值见表2所示。
图9乌恰县康苏水库引调水工程纵断面图（桩号0 +000 -32 +872）
表2输水管道管材及压力等级选用表
管段桩号
压力等级MPa
管材/管径
桩号 0+000-5 +3709. 5（壁厚 2mm ）桩号 5 +350-9 +600
2.4（壁厚 7mm ）桩号 9 +600 -10 +550
2.5（壁厚 5m m ）DN700
桩号 90 +550-24 +300 5.4（壁厚 10m m ）涂塑钢管Q355B
桩号 24+300 -25 +200 2.5（壁厚 5m m ）内防腐为环氧树脂厚0. 4mm ；
桩 25+2 -26+3 2.4（壁厚 7m m ）
外防腐为聚乙烯
桩号 20 + 500 - 20 + 6009. 5（壁厚 2mm ）防腐涂层厚9.0m m ；
桩号 20 +600 -50 +350 2.4（壁厚 7m m ）
桩号 30 +350 -50 +&2
9. 5（壁厚 2mm ）
5结论
长距离输水管线工程设计工 力的选 为
一个供水项目的
，也是供水项目的核心内
容。不合理的管道压力极其容易造成项目管压浪
，从而造 目投资的 。在工程运行阶段出
现爆管等安全事故，严重影响管线的
行。通
过有压流水力过渡过程分析、水锤影响分析，为输水
管线管材、管压选择提供理论支持，有效避免爆管等
的发生，提高工程的经 。
参考文献：
[0]陈家琦，王浩，杨小柳.水资源学[M].北京：科学出版
社,2002:2 - 7.
纯粹理性批判读后感[2]沈佩君，邵东国，郭元裕.国内外跨流域调水工程建设的
现 前景[J]. 水利电力大
报，995
（05） ：463 -497.
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