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长距离输水管线的广泛兴建使之成为城市重要的水源,为保障管线供水的安全可靠性,有必要从统筹管理的角度出发建立管线信息化管理系统,通过该系统的监测和计算分析功能,给出自动控制指令或安全调度规程,再通过自控设备或手工操作执行相关指令,从而使管线运行时水头布局合理、运行条件改变或者发生事故时水力工况能平稳过渡并免遭水锤破坏、实现水质的监测和预警、给出事故处理预案等,切实保障管线的供水安全。
重力流长距离输水管线阻力布局决定了管线水头布局。为使管线在稳态工况时不出现负压,同时使全线压力维持在较低水平,须合理布置管线消能措施。长距离输水管线关阀过快时易引发水锤,严重时导致爆管事故,因此建立动态水力工况分析模型对管线进行水力动态模拟,消除安全隐患。迄今为止,长距离输水管线的水力计算建立在恒定流动理论的基础之上。然而,管线在实际运行中常呈现非恒定流动工况,为使系统更加安全可靠的运行并且可以快速平稳地完成工况转换。本文提出了将非恒定流理论用于长距离输水管线的计算中,以此建立给水管线动态工况分析数学模型,在恒定流动计算的基础上,进一步完善了动态分析的理论及方法。特征线法是复杂管路系统瞬变分析电算法的基础,该法理论严谨、物理意义明确、便于计算机编程、计算精度高。应用特征线法时,一般要求时间步长一致,调整波速法能满足这一要求并能方便应用于复杂管路系统运算且还能保持计算精度。
本文阐述了长距离输水管线信息化管理系统的组成结构和各子系统的功能,讲述了建立管线动态水力工况计算分析数学模型的方法和步骤。最后理论联系实际,将信息化管理系统引入到沈阳市大伙房长距离输水管线中,进行了恒定流、非恒定流数值模拟计算和分析,对科学指导管线的运行、保障供水安全起到了重要作用。