马世波

(辽宁省水利水电勘测设计研究院 沈阳 110006)

徐华新 朱 伟

(大连市供水有限公司 116021)

1 引言

在长距离输水工程中，管线一般沿地形铺设，当地形起伏较大时，输水管线常出现局部凸起或凹下的管段，在事故停泵过程中，往往会在局部凸起的地方产生水柱分离及其弥合，诱发较大水锤压力，对管道安全构成严重威胁，为保护管道，往往采用补气(空气阀)与补水(调压塔、单向塔)等工程措施;而空气阀由于受制造水平的影响，水锤防护效果还存在一定程度的不可靠性;稳压塔由于受制于水压线，往往高度较高，增加工程投资;单向塔由于在与主管道相连的短管上装设有逆止阀，故不受水压线的限制，因此单向塔的高度等较调压塔有较大降低。本文结合大伙房水库输水应急入连工程，对该输水系统中单向塔在水锤防护方面的问题进行阐述。

2 单向稳压塔模型及数值计算

图1 所示的单向塔节点模型，设其进水管、出水管的边界节点编号为1、2，则该水力节点的控制方程如下:

流量连续性方程

水头平衡方程

图1 单向塔水力计算模型示意图

流量与水位关系

压力管道相容性方程

以上式中 Zst、Ast——单向塔水位和截面积;

Qst——流出单向塔阻抗孔的流量，流入时为正;

HP、QP1、QP2——管道边界的瞬态水头和瞬态流量。

考虑到水锤计算时Δt 很小，故可将式(2)、式(3)简化为:

上二式中 Hst0、Qst0——前一计算时步求出的Hst、Qst值。

由式(1)及式(4)至(6)，可得

式中 C1=Hst0+0.5ΔtQst0/Ast;

利用上式求出HP，即可求出其他瞬态参数。

3 影响单向稳压塔……

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