摘要：目前，长距离输水管道被广泛的应用到了城市供水等领域，而在敷设输水管道的过程中，应当开展科学合理的规划设计和施工作业，这有助于日后顺利开展施工和运行维护等工作，有十分重要的作用。本文主要探讨了长距离管道输水工程遇到的主要问题，并提出了相关的改进策略，以供参考。

关键词：长距离管道输水工程;问题;改进策略

一、长距离管道输水工程遇到的问题

在充水运行长距离输水管道前，管道内部充满着气体，在充水的过程中，水流首先会充满水管前段，在水流的作用下，管内空气会向前推进，在一些管线高点，管道内的空气位于上部，而管道下部水流会不断向前流动。虽然管路上安装的排气阀可以排出部分空气，然而依然无法排尽管道内的气体。在长时间之后，管道内会形成更加复杂的汽液流动。在不断压缩大量空气后，会有较大的压力产生，进而发生爆管事故。

为了避免空管开机引发爆管问题，除了可以在沿线和相关位置，布置特定数量的排气阀外，还应当从开启度和开启时间方面，对阀口进行严格的控制[1]。

二、防范长距离管道输水问题的主要措施

（一）管线的选择

对城市用水和农田灌溉领域来说，输水管道关系着输水的质量，由于需要大量的费用购买长管线，所以在选择管线的过程中，应当开展准确的实地勘测，需要做好如下工作：首先，在选择管道期间，应当将经济、长度和工程量不大的线路为首选;其次，在选择管线期间，需要考虑管线引发的建筑拆迁问题，应当尽量避免大规模拆迁;再次，在选择管线的过程中，不仅应当重视眼前利益，还应当结合长远利益;同时，在确定管线走向时，应当尽量保证其位置符合城市规划，尽量敷设在当前的道路或规划道路中;其次，还应当结合水位高差，在条件允许的情况下，应当采用重力流输水;最后，在复杂地形敷设线路，会提升施工成本和施工难度，所以，尽量不要在山脊和铁路等区域进行敷设。

结合上述原则，在选择出水管道的过程中，应当在地形图上先进行布线，然后开展实地勘测工作，并结合相关的选线原则。在设计环节，应当考虑两条线路的设计，也可以按照不同的线路划分这两条线路，但是需要注意的是，应当绕开村庄和引桥等地段，在线路选择完成后，还应当反复对其进行测量和比较等操作，最终选出经济性、便捷性最强的方案。

（二）管材的确定

对于输水管道工程来说，管道投资需要耗费大量的费用，所以，在选择管材时，应当结合工程的实际情况，全面分析比较其安全性和经济性等，选择适用于本工程的管材，这有助于尽可能的发挥管材作用、减少工程投资、安全的运行管道工程、降低管理难度、减少运行费用，也可以便于施工作业的顺利开展，所以，应当做好对其的综合考虑。所选的管材应当具有良好的安全性、合理的造价和良好的性能，并适用于防腐处理。采用防腐处理内壁，不仅可以有效提升其耐腐蚀性，还可以显著的改善管内水力[2]。

（三）选择输水管道工作压力

长距离输水管道在不同的部位具有不同的工作压力，管道的进出口分别具有最大和最小的压力值，并且会受到地形因素的影响。所以，在设计环节应当结合实际的工程情况，计算整个管线受到的工作压力，例如水锤压力等等，然后确定管材压力值。钢管和球墨铸铁管具有较大的强度，一般来说，管材工作压力是1.6Mpa，且价格影响并不大，而其他工作压力不同的管材存在着较大的价格波动。例如预应力混凝土管和钢筒混凝土分别可以承受0.2～1.2Mpa和0.4～2.0 Mpa的工作压力;玻璃钢管和聚乙烯管分别可以承受0.6～2.0 Mpa，0.6～1.0 Mpa的工作压力等等。以上管材每提升一级工作压力，就需要增加大约20%的管材投资。所以，在设计长距离输水管道的过程中，必须结合计算所得的压力值， 并考虑其经济性和安全性。

（四）管径确定

在设计输水管道的过程中，还应当重视合理的确定管径。如果重力输水管道的材料相同，那么其管径越大，水头损失就越大，如果选择高水头，但是也会相应增大管道投资;反之，如果减小管径，就会增大水头损失，所以，应当选择小水头，这有助于减少管道投资。

三、输水管线中的安全工程措施

（一）避免地形因素的影响

地形因素会对有压重力输水造成较大影响，在布置管线的过程中，应当避免存在较大的高差变化，这有助于缓解管道承压，减少工程造价，保证运行安全;同时，应当避免超过比降敷设管线，这有助于避免管线负压的产生，保证管道的正常运行[3]。

（二）避免过大的静水压力

在距离长、复杂地形和大高差起伏地区，采用重力流输水，会存在较大的静水压力，所以应当结合实际地形，选择多级减压法，按照不同的压力段，合理的划分管线，减少管道承压，并做好对各段工作压力峰值的控制，这有助于安全、合理经济的运行管道工程。

（三）避免超过比降敷设管线

想要在大于设计流量的预选管线中，找到负压管段，应当计算测压管水头，采用相关措施合理的避免负压影响。在设计该工程的过程中，可以采用如下可行性较高的技术措施：首先，可以改变管道线路或管道埋深，减少安装高程，避免其测压管水头出现负值。其次应当调整管道直径：在该段采用大直径管道，有助于避免严重损耗沿程水头。其次应当采用分段管道：将调节池修建到适当地点，做好管道分段，在设计环节应当保证前段管道比后段管道具有更大的引流量。最后应当添加排气阀：保证在水锤产生时，空气能够自动进入管道，有助于避免负压的产生。此外，由于长距离引水管道穿越了规模不同的山脊，所以，必须将排气阀设置到山脊处，如果没有在山脊处设置排气阀，就会导致饮水管道的运行出现异常。这主要是由于空气无法及时从山脊管道内排出，所以会有气阻产生，这会影响实际通过管道内的水流量，也无法保证水流在管道内的连续性，对其输水能力造成影响，情况严重的话，还会导致引水出现异常。通过对管道排气阀的合理确定，可以避免管道受到汽蚀和振动，进而为管道疏水提供安全保障。

（三）设置防水锤措施

在运行输水管道的过程中，阀水锤和停泵水锤是主要的破坏诱因，导致此类现象出现的原因是，水管内存在长时间的瞬变流和水力。所以，在设计输水管道的过程中，想要避免出现水锤现象，就应当引入蓄能液压缓蝶阀等构件。将蓄能液压环蝶阀设置到水泵出水口，有助于有效降低阀门和水泵在开关时形成的瞬变流，此外还应当结合重锤的特点，采用快关阀和慢关阀，逐渐减缓关阀速度，直到完全关闭，并计算关阀所需的总时间。不仅应当采用防水锤空气阀，设计长距离输水管道，还应当计算在哪一方分界点会发生瞬变流和水锤，由于分界点前管道段发生水锤的几率不大，分界点后管道段经常会发生水锤。所以在水锤频发部位应当结合实际的压力情况，将水管波动划分为不频繁压力波动和频繁压力波动段，然后对发生水锤的输水管道进行模拟，并结合模拟结果，对空气阀的设置位置进行计算[4]。

结束语：

我国在不断发展社会经济的同时，也加快了发展工业化和城市化的步伐，同时从安全性、高效性和经济性等方面，对输水系统提出了更高的要求，通过应用长距离输水管道，有助于提升城市的发展。所以，高水平的设计和建设长距离输水管道，有助于日后顺利开展安全和维护等工作。

参考文献

[1] 董武斌. 长距离管道输水工程设计要点[J]. 云南水力发电， 2021， 37（7）：4.

[2] 铭迪 田. 长距离输水管线的设计探究[J]. 水电水利， 2020.

[3] 赵郁城. 长距离输水管道施工技术探讨——评《超大口径长距离HDPE输水管道工程关键技术研究》[J]. 人民黄河， 2021， 43（8）：1.

[4] 李苑红. 长距离输水管道施工技术研究[J]. 居业， 2020（8）：2.