管道供水系统中虹吸管取水应用研究

摘  要：合理的取水方式不仅减少管道供水系统基建和运行成本，还能有效保证供水系统的流畅，基于此，对管道供水系统中虹吸管取水应用进行研究。主要内容为依据虹吸管取水原理，确定虹吸装置布置方案，在此基础上，对虹吸水位进行确定，并计算虹吸管在管道供水系统中的输水能力，最后对虹吸管的建设质量进行控制。

关键词：管道供水;虹吸管;布置方案;虹吸水位;输水能力;建设质量

引言

近些年来，我国城市及农村城镇化的发展非常迅速，管道供水系统是其必要的基础设施，对整个城市的宏观布局和资源优化都起到了十分重要的作用。目前城市之间存在的供需水矛盾，对管道供水系统的建设提出了更高的要求，比如在水库库区取水时，水流常常需要越过一较高障碍后再流向更低区域，此时利用虹吸取水是较为合理的方式。

虹吸的布置直接影响着管道供水系统的输水能力，本文介绍了虹吸管取水的原理，通過虹吸装置布置方案、虹吸水位确定、输水能力计算和虹吸管质量控制这四方面对管道供水系统中虹吸管取水进行研究。

1虹吸管取水原理

虹吸是指由于液体压力和大气压力的存在，管道最高点的两边产生压力差时，水流由高压力一边向低压力一边持续流动的现象。

虹吸管是一种压力输水管道，其一般形态为顶部弯曲，并且高出取水液面，对于用水区域高程低于供水液面时，可以通过虹吸使水流流过比水面高一定范围内的障碍，从而实现虹吸后自流供水。使用过程中，虹吸管顶部的真空值不能大于最大真空值[1]，当虹吸管内的压强接近附近温度下的汽化压强时，液体会发生汽化现象，从而会使水流的连续性遭到破坏，所以在实际使用过程中，需要将真空值控制在一定范围内。

2虹吸设计

2.1虹吸装置布置方案

采用接近倒U形的封闭式压力输水钢管，在实际布置过程中，为减少水头损失，应尽量减少弯头，保持管线平顺，在虹吸管中部最高处设置启虹吸装置。为了使虹吸系统更好的运行，要求虹吸管的进口淹没到水中一定深度。

2.2虹吸水位确定

虹吸管应用原理较简单，但是在使用过程中需要确定虹吸水位，在确定之前，考虑虹吸管水头[2]的实际情况，对虹吸管的过水能力进行计算，管道过水情况如图所示：

虹吸管质量控制内容如图所示，以下为详细内容分析：第一，虹吸管的管材一般采用焊接钢管，管道内的部件安装都采用焊接的方式进行安装，为保证管道的长期安全运行，需要对管道进行防腐处理，外防腐采用防腐沥青;第二严格控制虹吸管施工，在实际施工过程中，需要保证整个管道的严密，保证阀门之间不存在漏气的情况，最大限度保证管内的真空度;第三，为保证虹吸管灌满水，使用轻便的出水阀，同时采用常用的底阀保证进水阀的良好密封;选择较为专业的焊接队伍，管道阀门、液气交换过程中都需工作人员在现场时进行焊接，焊接阀门时，电焊工作会产生一定的热量，为防止热量对阀门和密封圈造成损坏，可以采用水对阀门冷却的方式;第五，管道安装完成后，需要对其焊接与检测，待检测合格后进行覆盖;第六，在管道运行过程中，会有空气进入，对于这种情况，在管道最高点设置真空液气交换箱，将管道内的空气与箱体中的水进行交换，防止管道中的真空条件被破坏，以保证虹吸管的正常运行。以此完成对虹吸管的质量控制。

4结束语

虹吸管取水具有施工工艺简单、在一定前提下能够自流跨过高地、减少土地开挖、后期维护方便、运行成本低等优势，本文通过虹吸装置布置方案、虹吸水位确定、输水能力计算和虹吸管质量控制这四方面对管道供水系统中虹吸管取水进行了应用研究，以供同行参考借鉴。

参考文献

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作者信息：徐丕尚，男，1977年10月，云南省玉溪市华宁县，本科学历，设计师，高级工程师，云南省设计院集团工程投资有限公司，云南省保山市隆阳区永昌街道如意巷89号保山市住房和城乡建设局。