输水管道技术设计探究

周泽阳

（中国电建集团西北勘测设计研究院有限公司，陕西西安　710065）

输水管道技术设计探究

周泽阳

（中国电建集团西北勘测设计研究院有限公司，陕西西安710065）

利用管道对水资源进行长距离运输可以有效的解决我国水资源分布不均衡的问题。对长距离输水管道进行设计时，还存在管材的选择、管道路由的确定、管径的选择、管道防腐等问题。本文对选材、管线、和管道防护技术进行了简单的分析，并提出合理的解决方案。希望本文的研究结果和提出的措施对我国输水管道的应用与推广起到崔进作用，进而保障我国水资源的供给，促进我国的现代化建设。

长距离输水管道管道设计输水管道系统水资源

当代社会，随着科学技术的日益进步，我国的各个产业也得到了很大的发展。由于工业污染、水资源短缺等现象越来越严重，许多城市以及农村为了解决日常生活用水、工业用水和农业供水问题不得不采用长距离输水管道。供水企业在长距离输水管道的建设中起到了很大的作用。

在管道设计中，任何一个方面出错，都会导致输水管道无法正常运行。所以供水企业对输水管道进行设计时，应注意以下几个方面。

1　输水管道系统设计

由于对城市以及乡镇供水是一个系统的工程，在确保完成供水任务的同时，要保证对途经的水资源匮乏的区域进行分流供水。如今，供水公司在建设长距离输水管道时经常采用双管供水，确保在一条水管出现问题时有另一条水管备用，以满足超过百分之七十的用户可以正常用水。因为对管道的系统设计进行优化可以大幅度的减少项目投资，提高管道运营的经济效益与使用效果，所以对输水管道进行整体规划是非常重要的。

2　管道路由的确定

在确定管道路由时，必须综合考虑经济、环境、地质、社会等多方因素，根据具体情况设计出合理的方案，并不断改进。在设计输水管道路由时应考虑以下因素：（1）管道尽量设计成直线，使得输水距离最短，并且可以降低水流对于拐角的冲击力；（2）需要尽量避开城市、乡镇以及其他建筑物较为密集的地区；（3）需要避开断层、岩溶等地质恶劣的地区，在地形平整，环境较好的地区建设管道；（4）需要将管道沿公路周边建设，以降低成本，便于维护；（5）考虑到生态环境以及经济建设，管道在建设过程中应该少占农田，少伐树。

3　管材的选择

长距离输水管道的建设首先要考虑其在保障安全运行条件下的投资收益问题，受复杂地形影响的施工限制以及在施工中的运行状况。当前有很多种的管材，各种管材的优缺点对比详见表1。

表1　不同管材不同性能对比表（以工作压力为1.0MPa为例）

表2　

根据上表，考虑到安全问题，SP、DIP以及PCCP管比较安全，适合应用在在工作压力大，需要长距离运用，管径较大，管道分布起伏较大的工程中。其中，若要使用管径在DN1000mm以上的管道时，因为球墨铸铁管价格比较高，所以应优先使用预应力钢筒混凝土管。在使用钢管时必须对其进行防腐处理以延长其使用寿命。

4　管径的选择

为了保障用户的供水，我们需根据保证供水率系数为1.1～1.3的情况下确定输水流量。如何对管径进行选择，我们可以根据《水力计算手册》，并通过综合比较技术经济来选择。输水管道经济管径的计算公式为：

其中， Q为输水流量，为管道经济流速，详情见表2。

确定经济管径的方法也可采用费用现值最小法。假设不同的管径，计算出管道的一次性投资，然后根据供水流量、管长、管径、管材计算净扬程，再由净扬程、流量等计算装机容量，从而计算年运行费，按费率和年限折现，求出费用现值，其中最小费用现值对应的管径即为经济管径。

5　管道防护技术与安全措施

（1）管道防腐。输水管道通常采用环氧煤沥青来防腐，穿越铁路的设在箱涵内的管道和使用钢筋混凝土包封的管道采用厚度为0. 8mm的五油三布防腐层进行防护；一般管道则采用四油二布防腐层，厚度为0.6mm。在试压、还土合格后才可以对管道内部进行防腐处理，采用机械喷涂水泥砂浆衬里。

（2）水锤防护。因为在长距离输水管道运行过程中，水的流速不断变化，导致管道中水的压力也不断变化，时而升高，时而降低。在管道中水的压力低于水汽化的压力时，水柱将被拉断产生断流空腔，水锤将随着空腔处水流弥合时产生的强烈撞击而产生。水锤在管道压力系统的防护中是一项非常重要的内容。在输水管道建设过程中，应采用在水泵出口处设置水锤消除器、安全阀、超压泄压阀等措施来防止管道受到水锤的危害。

6　结语

近年来，由于环境污染以及水资源匮乏，为了缓解我国大部分地区出现的水资源短缺问题，我国建设了许多以南水北调为代表的水利工程，其中长距离输水管道的建设是其中主要的环节。对输水管道的合理设计对解决我国用水的基本问题以及我国的经济建设有很重要的影响，所以在建设管道的过程中，应综合考虑自然、社会以及经济环境对管道的材质、路由、管径、管道防护以及其他事项作出合理的设计，以保障我国水资源的供给，促进我国的建设。

［1］罗宇丰.长距离输水管道设计若干问题探讨［J］.城市建筑，2013，20：150-156.

［2］王明安，张世功，段伟华，徐波勇.长距离输水管道设计中几个问题的探讨［J］.黑龙江水利科技，2006，02：92-93.