自流输水

时间:2021-02-22 12:53       来源: 未知
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自流输水(gravitational water delivery)又称重力输水。用无压管渠借管底坡度以重力流方式输水。适用于水源位置高于水厂(或给水区),例如自水库取水,可根据地形和地质条件,采用重力管(渠)输水。当用水渠输水时,又有敞开的明渠和有顶盖的暗渠之分。
中文名
自流输水
外文名
gravitational water delivery
学    科
城镇基础设施
领    域
能源
别    称
重力输水
用    于
水源位置高于水厂
  1. 1 简介
  2. 2 重力流输水的分类
  1. 3 重力流输水的特点
  2. 4 采用重力流输水应特别注意的一些问题
  1. 5 总结
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自流输水(gravitational water delivery)又称重力输水。用无压管渠借管底坡度以重力流方式输水。适用于水源位置高于水厂(或给水区),例如自水库取水,可根据地形和地质条件,采用重力管(渠)输水。当用水渠输水时,又有敞开的明渠和有顶盖的暗渠之分 [1]  。
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给水工程中采用的重力流输水,从水力学的角度上分为两大类。一类是无压流输水,可为明渠或暗涵;另一类是承压流输水,一般为暗管(涵) 。无压流输水,在流态上与天然河流无异。水顺地势,或缓或急地向下游流去,没有压力,地形坡度有多大,水流的坡度也就有多大。这种无压给水渠道的末端往往与水池、水库或吸水井等构筑物相连。
承压重力流输水不同于天然河水的流动,也不同于用水泵加压的压力输送。水在涵管里流动时,由无压水变成有压力,其压力随着输送水的距离增加而增大。承压输水管的末端既有动水压力,也有静水压。在水力坡降等于地形坡降时,动水压力为零;在停止输水,输水管内又充满水的时候,管末端的静水压最大,其值等于地形高差。这种承压重力流输送的水,在具有一定的动水压力时,可直接进入供水管网或水厂内的水处理构筑物 [2]  。
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不管是无压流还是承压流,作为重力流输水,它们都是借助地形高差来完成输送水的任务。它与用水泵加压输水相比,有以下特点:①重力流输水受地形的约束比较大,只有在具有一定的地形高差,地貌情况也比较好的时候,才能考虑采用重力流输水;②采用重力流输水要同时考虑地形坡降和水力坡降,而用水泵加压输水的管道则可以不考虑地形坡降;③承压重力流输水管的末端存在静水压,如静水压过大,超过管子能承受的压力,会引起爆管,直接影响供水管网的安全;④重力流输水时,流量和水压力的调节幅度比较小,这是因为水位高差是重力流输送水的动力来源,在取水口位置、厂址、工艺流程、输水管径、长度等确定之后,相对的水位差也就基本固定下来,就是有变化,其变化幅度也比较小。因此,输送水的流量、压力的调节幅度也比较小;⑤重力流输水管道与泵加压的输水管道(或供水管网) 相连接时,存在着水压力匹配问题,只有在双方动水压力相同时,管道输水才能正常进行 [2]  。
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1.确保取水口工作水位,且水处理构筑物宜低水头运行
由于自然水位差是水厂正常运行的保证,因此,在设计水厂内工艺流程时,一定要经过详细的水力计算,量体裁衣,在留有余地的前提下,其各构筑物的总水头损失不应大于自然水位差。一般宜选择水头损失较小的工艺流程:新建电站的尾水—→穿孔旋流反应斜管沉淀池—→虹吸过滤池(消毒)清水池—→输水管。总水头损失为3166 m ,是比较低的。
2.输水管宜采用变压力承压管,顺坡敷设
对于承压重力流输水,水对输水管的压力是从零开始逐渐增加的,输水管的开始一段,用水压力比较小,就可以采用承压小的输水管,以节省工程造价。随着水压力的增大,可相应采用承压较大的输水管。
3.水厂宜采用均匀供水
由于重力流输水的水量和压力的调节幅度比较小,不允许供水量和水压值大起大落;因此在正常运行时,重力流水厂宜采用均匀供水,这样便于水厂运行管理,运行成本也比较低。
4.输水管道宜设限流装置
在供水管网发生爆管,某一管段需要抢修的时候,在夏季高峰供水之时,在冬季供水萧条之时等,都属于非正常供水状态。在这种情况下,往往是县城用水量和水压力大起大落,作为均匀供水的重力流输水管道也就不能均匀供水了。在县城管网压力很低,输水水位差很大的时候,重力流输水管道会因流量过大,发生短时间内被抽空的事故;而在县城管网用水量很小时,重力流输水管内流量也很小,会因静水头过大,危及管网的安全。因此,很有必要在重力流输水管道上安设限流装置。
对于无压重力流输水系统,限流装置就是调节水池,它既起调节水量的作用,也起调节水压的作用。对于承压重力流输水系统,就是在管道上安装限流阀。限流阀的限流范围,以县城正常供水时所允许的最低水压和最高水压力作为限流阀的上下控制限,但西山供水管道还没有设置此装置 [3]  。
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重力流输水具有省电、节能、投资省、成本低、运行管理简单、方便等优点,从实践来看,它仍不失为一种理想的供水方式。因此只要有条件,应尽量采用重力流输水 [1]  。
参考资料
  • 1.    张生财. 长距离有压重力流输水在供水工程中的设计及应用[J]. 水利规划与设计, 2014(10):74-76.
  • 2.    杨福记, 冯庆昌. 重力流输水在陆川县西山供水工程中的应用[J]. 广西水利水电, 2003(1):77-79.
  • 3.    李晓燕. 长距离重力流输水管道水锤防护方法研究[D]. 长安大学, 2012.

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