关于长距离高压输水管道的概念

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长距离输水管道的初始总水头需克服管道沿程和局部水头损失，以及地形高差的的水头，管道沿程水头损失取决于管道内壁的粗糙度，内壁越光滑则摩擦阻力越小；各种管件，阀门需计算管道局部水头损失。


长距离大直径有压输水管道（水完全充满管道称为管流或有压流）的水力计算欧美国家通常采用海澄威廉公式（详见管道水力计算），其计算的主要目的是：

• 确定管道系统满足输水流量的总水头或管道系统中水泵的扬程
  
• 确定管道输水流量
  
• 确定管径
  
• 确定管道内任一断面的压力
  

对于长距离输水管道工程，沿程水头损失占总水头损失的比例很大，因此，有必要尽量减少管道系统中的局部水阻。


一般情况下，长距离输水管道的设计通常采用低压（工作压力一般不大于1MPa）分段输水，在整个管道的中间设立若干个（级）扬升泵站，或者是若干个高位水池，将原水从水源地输送到水处理厂。


长距离高压输水管道是采用高压输水，管道沿程少设和不设中间泵站（国内已建成由一个泵站输送130km的输水管道，钢级采用X60，详见矿浆管道）。这种设计的特点是：

• 工作压力高
  
• 流速大
  
• 在相同的输水流量下管径缩小
  
• 减小了管道沿程水头损失
  
  
  

高压输水管道延续了高压油气管道和高压煤、矿浆管道的设计理念，这类管道的特点是输送距离长，设计流量高，管道处于偏远地区管道维护不便，因此希望尽量提高一次输送距离，减少中间的维护环节。


我们祖先的居所都是依水而筑，那时的水源离居所很近，待城镇发展到一定规模就需要长距离引水，古罗马用高架渠引水，古波斯人开凿山洞引水，而更早时期的古代中国人用毛竹引水。人类社会发展到今天，城市已不再依水而建，美国拉斯维加斯就是一座建在沙漠中的大城市，而清洁的水源地处偏远地区。


为了解决管道设施维护人力成本高和维护不到位的问题，减少或取消管道中间设施往往是一种优先选项，将输水管道的压力提高，流速加大还可以减少管道建设成本，降低管道维护费用。

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