长距离输水系统非满管运行时的充水对策措施

刘 伟

(上海市政工程设计研究总院<集团>有限公司，上海 200092)

进入21世纪以来，我国经济高速发展，各行各业对水资源的需求也逐渐加大，特别是在水资源时空分布不均的地区，我国正在进行各种大型引调水工程建设，通过引调水工程优化局部地区水资源配置，为经济建设提供强有力的保障，然而，长距离有压输水管道在建成后运行管理仍存在一定问题。

长距离输水管道在建设过程中不可避免地形变化的问题，导致管线建设成多个连续的U型或W型曲折管段。在建设成或检修后，运行中需对管道进行充水，在充水的过程中存在瞬变流、容易发生水锤。目前，已对这些问题进行了大量研究，如王福军等[1]研究了大型管道输水系统充水过程瞬变流；穆祥鹏等[2]比较复杂输水系统水力过渡的数值方法；黄玉毅等[3]、郭晓朦等[4]、王俊[5]、朱满林等[6]研究长距离压力输水工程中的水击等水力现象；赵向军[7]研究发现，工程实际证明充水过程控制不当，会产生水锤、断流弥合水锤、管道气堵、气爆等严重危害；齐向南等[8]研究发现，当发生水力过渡时，整个输水管路系统中水压普遍剧降，在这些驼峰位置，一旦管路中压强急剧下降至当时水温的汽化压以下，液态水将发生汽化，管道中水流的连续性遭到破坏，造成水柱分离，当分离开的两水柱重新弥合时，如排气过快将会形成弥合水锤。另外，在由低地势向高地势供水时，采用水泵向管道充水更为复杂，除管道冲刷、瞬变流及水锤外，还需保证水泵运行的安全平稳，如有操作误差就会导致水泵正常运行的失败，甚至会损坏水泵及供水系统。……