摘 要：长距离管道输水管道阀门的关闭时间对管道各断面的压力变化影响很大，合理确定阀门的关闭时间对确保管道安全，降低工程建设投资有着十分重要的意义。本文以长距离重力输水管道为例，采用水锤特征线法建立了长距离重力输水模型，通过计算提出了该工程末端管道阀门的合理关闭时间，为工程设计提供了理论依据。
　　关键词：长距离管道 重力输水 水锤计算
　　一、引言
　　宁夏中部干旱，是国家重点扶贫地区，近年来，修建了很多长距离输水工程，用以解决这一地区人畜饮水安全及脱贫致富问题。长距离输水工程因管线长、地面起伏大，在正常的关阀过程中管道各断面会产生很大的水锤压力。因此，合理确定长距离输水管道末端阀门的关闭时间，对确保管道的安全运行、合理确定管道承压、降低管道投资都有着十分重要的意义和工程应用价值。
　　二、水锤特征线法基本原理
　　特征线法基本原理是将以偏微分方程表示的水锤基本方程组，转化为在特征线上的常微分方程，用差分法求解常微分方程。
　　根据正特征方程可解出Hp。
　　3.阀门关闭规律。阀门线性关闭，当t=0时，阀门全开时 τ0=1；关阀时间t=ts时，阀门全关，τ=0。变化规律为：
　　四、工程实例
　　宁夏中部干旱带某长距离重力输水工程，输水管线长19200m，设计管径DN900，输水流量0.8m3/s，在输水管道末端安装电动蝶阀，输水流量进行控制。对于重力输水工程，管道末端的阀门关闭时间对管道压力的变化影响很大。因此，合理确定阀门的关闭时间，对输水管道的管压确定和确保本工程的安全运行十分重要。
　　根据该工程的管线布置和边界条件，利用水锤特征线法对不同关阀时间管道压力的变化进行分析计算，表1列出了不同关阀时间阀前断面压力变化情况。
　　计算结果可看出，随着阀门关闭时间的延长沿管道各断面的压力下降，当关阀时间延长在一定时间后，管道各断面的压力变化幅度明显减小。针对该工程，建议阀门的关闭时间为大于或等于120s较为合理。
　　五、结论和建议
　　通过对长距离重力输水管道水锤计算分析以及近年來重力输水工程中出现的一些问题，提出以下结论和建议：
　　1.长距离管道输水工程末端阀门的关闭时间对管道各断面的压力影响很大，要结合具体的工程布置进行水锤分析计算，合理确定阀门的关闭时间，在确保本工程安全运行的前提下，合理确定管道承压，降低管道投资；
　　2.在末端管道阀门关闭过程中，沿管道断面会出现一些负压，要根据计算结果和管线布置合理确定进、排气阀的位置和口径；
　　3.在工程运行之前，应按有关规范要求，先将管道充满水，排除管道中的空气，以免造成气阻或爆管现象，影响正常的供水。
　　参考文献：
　　[1]刘超、徐辉，水泵及水泵站[M].北京：中国水利水电出版社，2009.
　　[2]于必录、刘超、杨晓东，泵系统过渡过程分析与计算[M].北京：水利电力出版社，1991：60.
　　作者简介：冯淑萍（1978—）女。讲师。硕士。主要从事水泵、水泵站教学及供水工程研究工作。