随着我国城镇化建设不断推进,配套建设了大量的长距离输水系统,作为城市基础设施重要组成部分,广大设计研究人员对输水系统的安全可靠性尤为关注。我国西部地区存在大量高扬程、多起伏输水系统,由于复杂的管道结构,其更易发生危害巨大的水锤事故。停泵水锤现象因其难以预测及水力过渡过程复杂,故其对水泵及输水系统的破坏较大。因此,有必要对高扬程、多起伏输水系统停泵水锤现象进行数值模拟计算,准确评估水锤风险程度,对水锤防护设备进行适用性优化研究,并对其水锤防护效果进行评价。论文基于弹性水锤的基本理论及其计算方法,通过HAMMER水锤分析软件对高扬程、多起伏输水系统停泵水锤现象及其适用的水锤防护方案进行数值模拟研究。首先,总结了国内外研究成果,阐释了水锤计算的基本理论及其计算方法,阐述了HAMMER水锤分析软件建模计算流程;其次,利用可拓工程方法中的“距与位值”计算方法构建了管道节点水锤风险评估模型,并结合典型工程实例对不同工况或同一工况不同水锤防护方案下的管道各节点正、负压水锤风险程度进行量化评估;然后,基于管道节点水锤风险评估模型对常用的水锤防护设备位置及参数设置进行优化研究;最后,利用可靠度理论及管道节点水锤风险评估模型构建了水锤防护效果评估模型,并结合典型工程实例对同一工况不同水锤防护方案下的管道节点和系统整体的水锤防护效果进行量化评估。主要得到以下结论:(1)基于可拓工程方法,构建了适用于高扬程、多起伏输水系统的管道节点正、负压水锤风险评估模型,通过典型工程实例验证,该模型可准确地将不同工况或同一工况不同水锤防护方案下的管道各节点的水锤风险程度量化,并划分管道节点的水锤风险状态及等级,从而提出一种评估比较高扬程、多起伏输水系统水锤风险的方法;(2)基于管道节点水锤风险评估模型,对空气阀组、单向调压塔、双向调压塔位置设置进行优化,从而提出了一种指导水锤防护设备位置设置的思路;(3)基于管道节点水锤风险评估模型,对缓闭式止回阀、单向调压塔参数的设置进行效果评价,可从降低节点水锤风险的角度上,精确地指导水锤防护设备参数值的比选;(4)在高扬程、多起伏输水系统中:缓闭式止回阀关阀程序的设定应充分考虑水泵机组转动惯量大小,在转动惯量较小时,采用一阶段关阀操作对输水系统停泵水锤的防护效果更明显,在转动惯量较大时,宜采用两阶段关阀操作,在水泵飞轮反转速度满足规范前提下,延长慢关时间可更有效地防护水锤;单向调压塔初始水位及补水管径参数设置时,需考虑既有足够的补水量及补水速度,又不会因过快、过多地向管内补充水量而引发严重的直接水锤现象或补充水量沿陡坡迅速倒流而造成泵端过大的水锤升压现象;(5)基于可靠度理论及管道节点水锤风险评估模型构建了适用于高扬程、多起伏输水系统的水锤防护效果评估模型,可准确地将管道节点及系统整体的正、负压水锤防护效果量化,从而提出一种评估比较高扬程、多起伏输水系统水锤防护方案的方法。