李甲振，郭新蕾，杨开林，郭永鑫，黄 伟，曹庆皎

（1.中国水利水电科学研究院 流域水循环模拟与调控国家重点实验室，北京 100038；

2.清华大学 水利水电工程系，北京 100084；3.河北工程大学 水利水电学院，河北 邯郸 056038）

1 研究背景

水锤泵是一种自动泵水机械，利用流水的动力使两个止回阀周期性交替启闭所产生的水锤作用，将来流的一部分水泵送至更高的位置。它是将大部分水的低水头位能转化为一小部分水的高水头位能，不需要石油、煤炭等化石能源或电能输入就可以直接泵水。水锤泵这种高效清洁的泵水设备，在缺电、无电的山区、农村以及微水能资源丰富的城镇河道具有广阔的应用前景［1-3］。水锤泵的结构及工作原理详见文献［3］。

作为一种无动力的自动泵水机械，水锤泵自出现以来就被大规模的推广和应用，特别是在20世纪前后，解决了很多无电、缺电、少电的农村、山区以及城镇的节能泵水问题。之后，水锤泵的使用被逐渐普及的电泵和自来水所替代［4］；但对于电能和自来水局部普及率较低的地区，如中国、菲律宾、印度、日本、法国、瑞士等国家的山区和乡村，水锤泵依然具有广阔的市场。目前，世界范围内有数十个厂家在生产和销售水锤泵，分布在英国、美国、法国、德国、瑞士、澳大利亚等国家和地区。

如何制造高效率、大扬水量的水锤泵产品，是人们最为关注的问题。这不仅可以提升水锤泵的使用性能，也能极大地促进水锤泵的推广。早期的产品设计过程一般是：研究人员根据流体力学知识进行分析，草绘水锤泵的加工图纸；……