袁 哲，周子旋

(扬州大学水利科学与工程学院，江苏 扬州 225009)

对于大型水厂供水系统，从水力特性和系统构成上看，扬程高、流量大、供水管线长、系统构成复杂且水力边界条件复杂[1-3]，这些典型特点对供水系统的安全可靠运行及优化调度带来了一系列问题，为保证工程在设计工况下稳定运行，需要对工程运行当中的水力过渡过程计算、水锤的安全防护以及运行安全调度进行深入研究。

关于供水系统中的瞬变流问题，国内已有相关的研究：刘竹溪等[4]对研究泵站系统水力过渡过程起到了重要的作用；黄时锋等[5]、吴远为等[6]研究了水泵失电工况出口阀关闭规律的优选，结果表明其能够有效预防供水系统水击破坏事故的发生；郭伟奇等[7]、周广钰等[8]研究了重力流输水系统水锤防护措施的比较分析；冀健红等[9]、李开来等[10]研究了加压泵站输水系统的停泵水锤防护措施。

基于以上研究成果，本文采取特征线法建立供水系统全线水锤计算模型，对不同水锤防护措施进行可行性分析，并提出合理的水锤防护措施，在确保供水工程安全运行的情况下，进行泵站运行调度的相关研究。

1 水力过渡过程计算数学模型

描述任意管道中水流运动状态的基本方程为：

(1)

(2)

式中H——测压管水头；Q——流量；D——管道直径；A——管道横截面积；t——时间变量；a——水锤波速；g——重力加速度；x——沿管轴线的距离；f——摩阻系数；β——管轴线与水平面的夹角。

式(1)、(2)可简化为标准的双曲型偏微分方程，从而可利用特征线法将其转化成同解的管道水锤计算特征相容方程。……