前言：尋找寫作靈感？中文期刊網用心挑選的長距離管道輸水工程設計探討，希望能為您的閱讀和創作帶來靈感，歡迎大家閱讀并分享。

1工程概況

華中地區的某山丘區長距離輸水工程全長21.40km，以水庫為水源，設計輸水流量800m3/h，取水口高程159.50m，中途最低點高度155.40m，最高點高度263.40m，出水口高度為199.25m，全線最大高差108m。

2水泵選擇

水泵選型是長距離輸水工程的重要問題，它不僅直接影響到工程是否穩定安全運行，也關系到工程投資運行費用以及是否滿足供水要求等。水泵選型依據，應根據工藝流程，給排水要求，使所選泵的型式和性能符合裝置流量、揚程、壓力、溫度、汽蝕流量、吸程等工藝參數的要求。經濟上滿足設備費、運轉費、維修費和管理費的總成本最低的要求。一般多選用離心泵，它具有轉速高、體積小、重量輕、效率高、流量大、結構簡單、輸液無脈動、性能平穩、容易操作和維修方便等特點。若揚程很低，流量很大時，可選用軸流泵和混流泵。在一般情況下，泵站揚程<10m，宜選用軸流泵；5～20m時宜選用混流泵；20～100m時宜選用單級離心泵，>100m時可選用多級離心泵或其他類型的水泵。結合本工程實際根據裝置的布置、地形條件、水位條件、運轉條件，比選了臥式、立式和斜式3種泵型。臥式泵安裝精度要求低，檢修方便，機組造價較便宜，泵房高度較小；但在啟動前必須充水，泵房的平面尺寸較大，且需要采用防洪措施。立式泵占地面積較小，葉輪淹沒于水下起動方便。動力機層較高，有利于防洪和通風。適用于水源水位變幅較大的場合。斜式泵適用于低揚程泵站，且需要專門的支承結構。最終選用了立式長軸泵，它具有流量大，揚程高的特點，適用于流量30～7000m3/h，揚程7～200m。實現了一泵加壓翻越多個起伏較大的山丘，比采用傳統的多級加壓泵站結合高位蓄水池的方式，節省了投資，減少了后期管理運行費。綜合分析水源加壓泵采用350LB-50×3立式長軸泵，一用一備，流量800m3/h，揚程150m，功率560kW。值得一提的是，在計算水頭損失時，因山丘區起伏較大，流速不均應適當加大水頭損失，為水泵揚程選擇留有富裕度。

3管材選取

輸水工程管材的比選對節約投資、方便施工意義重大。目前常用的輸水管材主要有鋼管、球墨鑄鐵管、預應力混凝土管、預應力鋼筒混凝土管、玻璃鋼夾砂管及PE、UPVC等塑料管材。塑料管材口徑較小不能滿足較大流量輸水工程的需要；玻璃鋼夾砂管剛度相對較小，脆性大，不適合多起伏的山丘區。鋼管、球墨鑄鐵管、預應力混凝土管和預應力鋼筒混凝土管都是工程中常用的管材，適用于工作壓力較高，管徑不太大的情況。管材的選擇一般要從工程的規模、重要性、管道的直徑、工作壓力，輸水距離的長短，以及工程所在地的地形、地貌、地質情況，外部荷載，工期要求，當地管材的生產狀況，應用管材的習慣，資金落實情況等方面進行比較后確定。球墨鑄鐵管對于較軟弱管基，接口處容易產生變形，影響管道敷設質量。預應力混凝土管和預應力鋼筒混凝土管自重較大，運輸和施工不太方便。預應力鋼筒混凝土管接口需要特殊處理，造價高。本工程選用螺旋焊接鋼管，管道直徑DN630mm，厚度約10mm。它不僅滿足當地應用管材的習慣，有充足的資源；而且鋼管材質較輕，強度高，韌性好，焊接口密封性高，可制成各種折線型，適用于地面起伏大的地段，對地基不均勻沉降適應能力強。但需要特別注意防腐處理，它直接影響輸水工程的壽命，根據工程經驗，建議采用工廠內完成內外防腐的處理。

4水錘防護

水錘現象是指在壓力管道中由于流速的劇烈變化引起動量轉換，從而在管道中引起一系列急驟的壓力交換升級的水力撞擊現象。在地形復雜、高低起伏較大的長距離壓力管道輸水中尤為突出。管道中水流速度變化時常發生，致使管道中的水壓力升高或降低，在壓力低于水的汽化壓力時，水柱就被拉斷，出現斷流空腔，在空腔處的水流彌合時將產生強烈的撞擊，管道中的水升壓，形成水錘。水錘有啟動水錘、關閉水錘、停泵水錘。由于突然停電或事故停泵所產生的水錘往往較大，水錘壓力值可達到工作壓力的1.50～3倍。輕則造成水管爆裂，造成暫時供水中斷事故；重則造成設備損壞，傷及操作人員等災害。水錘防護至關重要，結合工程實際對泵站和管線的水錘防護，應具體分析，預防為主，綜合防護。本次工程設計從以下幾點考慮：①根據《給水排水管道結構設計》，在管道的結構設計中考慮了設計內水壓力取管道工作壓力的1.50倍；②在水泵出口處安裝相應管徑、相應壓力等級的多功能水泵控制閥，它作為工作閥和事故閥門使用，電動蝶閥作為檢修閥門使用，能有效地削減水錘壓力峰值，具有緩閉止回閥、電動閥兩種閥門的功能，操作管理上更方便、實用；③為滿足管線安全運行的基本防護，結合地形起伏，在駝峰處布設排氣閥20個；④在管道地點設置排水閥18個；⑤在適當的地方設置超壓減壓閥3個；⑥防止水錘過程中管道水倒流設置止回閥6個。

5結束語

該工程已經投入使用3年，運行狀況良好，發揮著一定的經濟效益。類似的山丘區長距離高揚程管道輸水逐年增加，筆者結合工程實際，在水泵選型，水錘防護，管材選擇等幾個主要方面加以論述，為類似工程設計提供參考。此外，設計者還應結合工程實際，在管道線路選擇、水頭損失、揚程計算、管道的經濟流速、管壁厚度等方面進一步計算和研究，綜合分析為長距離輸水提供技術支撐，為投資者提供決策依據。

作者：李志宏 梁濤 王玉新 單位：平頂山市水利勘測設計院