带连通阀的阻抗调压室水锤防护特性研究

梁圣辰，张 健，倪尉翔，王腾跃，张天翔

(1.河海大学 水利水电学院，江苏 南京 210098；2.水安全与水科学协同创新中心，江苏 南京 210098)

1 研究背景

近年来，为了提高水资源利用率[1-2]，长距离输水工程逐渐呈现大流量输水趋势[3]。当水泵发生抽水断电后，降压波可能会使水体发生汽化进而导致液柱分离以及弥合水锤，从而在输水管道内产生巨大压力，以致输水系统发生破坏[4-6]。通常来说，对于小流量、高扬程输水系统，沿线最小压力主要受第1波水锤控制；而对于大流量、低扬程输水系统，最小压力往往受调压室最低水位控制。故对大流量输水系统中较大的涌浪波动加以削减[7]是非常必要的。在调压室底部设置阻抗孔可以提高调压室最低水位，减小调压室水位波动，但阻抗孔孔径的选取较为复杂，需经过试算得出其合理取值范围[8]。关于调压室各参数对其防护性能的影响，李高会等[9]讨论了连接管管径和长度对水锤和涌浪的影响；张雪兰等[10]分析了长连接管对水击穿室的影响；储善鹏等[11]探究了两种长连接管形式调压室对尾水口压力和涌浪的影响；赵修龙等[12]探讨了调压室及其连接管对水电站水力过渡的影响。针对调压室阻抗孔，许多学者[13-16]也进行了深入探讨。另外，张彦航等[17]和曹阳等[18]分别对组合式调压室差动孔的尺寸和流量系数进行了详细探讨；贾岩等[19]和占小涛等[20]则对调压室的面积和位置的选取进行了敏感性分析。

以上研究成果均为调压室的参数选取提供了思路，本文针对水泵抽水断电后可能产生的水锤和涌浪问题，结合简单调压室和阻抗调压室的工作原理，进一步提出一种带连通阀的阻抗调压室并验证了其在防护水锤和改善涌浪波幅方面的优越性。……