《有壓輸水系統(tǒng)水力過渡過程計算與水錘防護(hù)技術(shù)導(dǎo)則》編制說明

編制說明

一、工作簡況

包括任務(wù)來源、主編單位、參編單位主要工作過程、各階段意見

處理情況、主要起草人及其所做的工作等。

1.任務(wù)來源

有壓輸水系統(tǒng)包括有壓重力流輸水系統(tǒng)和泵站加壓力輸水系統(tǒng)

兩大類。這些輸水系統(tǒng)在預(yù)定和突發(fā)的工況變化過程中，存在較突出

的水錘問題，爆管等安全事故時有發(fā)生，而水力過渡過程計算是確定

泵站和有壓輸水工程安全性、指導(dǎo)工程設(shè)計和運(yùn)行的有效技術(shù)手段。

本標(biāo)準(zhǔn)是在標(biāo)準(zhǔn)參加單位多年的研究成果及工作經(jīng)驗的基礎(chǔ)上形成

的。同時，得到了如下科技項目的支持：

（1）國家自然科學(xué)基金重點項目（編號：51836010）：大功率離

心泵啟停過程中失速瞬變特性研究

（2）國家自然科學(xué)基金面上項目（編號：51779258）：泵站進(jìn)水

池表面旋渦與懸移質(zhì)泥沙耦合作用對水泵失速影響研究

（3）國家自然科學(xué)基金重點項目（編號：51139007）：大型離心

泵系統(tǒng)壓力脈動與水力激振特性研究

2．主編單位與參編單位

本標(biāo)準(zhǔn)的主編單位為中國農(nóng)業(yè)大學(xué)。

參編單位包括中國水利水電科學(xué)研究院、武漢大學(xué)、太原理工大

學(xué)、哈爾濱大電機(jī)研究所、中國灌溉排水發(fā)展中心、長江設(shè)計集團(tuán)有

限公司、浙江省水利水電勘測設(shè)計院、陜西省水利電力勘測設(shè)計研究

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院、寧夏水利水電勘測設(shè)計研究院有限公司、浙江省水利學(xué)會、株洲

南方閥門股份有限公司、上海凱泉泵業(yè)（集團(tuán)）有限公司、利歐集團(tuán)

湖南泵業(yè)有限公司、江蘇航天水力設(shè)備有限公司以及賽萊黙（中國）

有限公司。

3．主要工作過程

2020年11月~2021年5月，標(biāo)準(zhǔn)編制單位收集整理相關(guān)資料，

開展國內(nèi)外有壓輸水系統(tǒng)過渡過程相關(guān)調(diào)研與專題研究工作，組建了

《泵站及有壓輸水工程水力過渡過程模擬技術(shù)規(guī)程》標(biāo)準(zhǔn)編制組，形

成了標(biāo)準(zhǔn)立項申請書及標(biāo)準(zhǔn)初稿。

2021年5月，標(biāo)準(zhǔn)編制單位向中國水利學(xué)會提交了《泵站及有

壓輸水工程水力過渡過程模擬技術(shù)規(guī)程》立項申請書及標(biāo)準(zhǔn)初稿。

2021年8月，中國水利學(xué)會召開了立項審查會，批準(zhǔn)了《泵站及

有壓輸水工程水力過渡過程模擬技術(shù)規(guī)程》的立項，并在網(wǎng)上公示。

同時建議：進(jìn)一步明確標(biāo)準(zhǔn)的定位和名稱，進(jìn)一步完善標(biāo)準(zhǔn)框架體系

和主體內(nèi)容，同時建議標(biāo)準(zhǔn)采用SL1-2014體例格式。

2021年8月~2021年12月，根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)立項論證會專家審查意見，

標(biāo)準(zhǔn)編制組對標(biāo)準(zhǔn)初稿進(jìn)行了細(xì)致修改，形成了征求意見稿。

4．標(biāo)準(zhǔn)初稿修改情況（形成征求意見稿的情況）

根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)立項論證會專家審查意見，標(biāo)準(zhǔn)編制組對標(biāo)準(zhǔn)初稿進(jìn)行

了認(rèn)真修改。在修改過程中，廣泛咨詢了水利部門和相關(guān)專業(yè)人員的

意見，與現(xiàn)行其他相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行了嚴(yán)格比對，形成了征求意見稿。相

關(guān)修改說明如下。

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（1）根據(jù)立項論證會的專家意見，為了更加明確標(biāo)準(zhǔn)適用對象，

同時為了更加明確標(biāo)準(zhǔn)定位，標(biāo)準(zhǔn)名稱改為《有壓輸水系統(tǒng)水力過渡

過程計算與水錘防護(hù)技術(shù)導(dǎo)則》。

（2）按SL1-2014對結(jié)構(gòu)進(jìn)行了重新編排，增加了附錄I和J中

的相關(guān)工況。

（3）關(guān)于有壓輸水系統(tǒng)的水錘防護(hù)標(biāo)準(zhǔn)，無論是高壓，還是低

壓，均全面進(jìn)行了修改。

（4）為滿足有壓輸水系統(tǒng)水力過渡過程計算與水錘防護(hù)需要，

在所需要的資料中，增加了“進(jìn)水池與出水池特征水位”及“其它必

須的相關(guān)文件”等。

（5）關(guān)于“模型率定和驗證”，考慮到模型率定難度很大，且多

數(shù)計算軟件已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化，因此，刪除這部分內(nèi)容，補(bǔ)充了“計算軟件

的選擇與使用”。

（6）名詞術(shù)語進(jìn)行了統(tǒng)一。

（7）調(diào)整了部分引用標(biāo)準(zhǔn)。

5．主要起草人及其所做的工作

本規(guī)程的主要起草人及其所做的工作如下表：

序號姓名單位所做工作

協(xié)調(diào)總體框架結(jié)構(gòu)、章節(jié)內(nèi)容、

1王福軍中國農(nóng)業(yè)大學(xué)

分工等

水力過渡過程計算模型構(gòu)建及

2李小芹中國農(nóng)業(yè)大學(xué)

標(biāo)準(zhǔn)的聯(lián)絡(luò)工作

中國水利水電科學(xué)研究水力過渡過程計算模型、計算

3楊開林

院方法、計算工況選取

4

序號姓名單位所做工作

4蔣勁武漢大學(xué)基本規(guī)定、模型驗證

水力過渡過程計算模型構(gòu)建的

5張士杰

完善

浙江省水利水電勘測設(shè)

6謝麗華水錘防護(hù)措施、防護(hù)標(biāo)準(zhǔn)

計院

浙江省水利水電勘測設(shè)

7汪寶羅水錘防護(hù)措施、防護(hù)標(biāo)準(zhǔn)

計院

8吳建華太原理工大學(xué)水錘防護(hù)措施、防護(hù)標(biāo)準(zhǔn)

9戚蘭英基本術(shù)語、水錘防護(hù)標(biāo)準(zhǔn)

10唐學(xué)林中國農(nóng)業(yè)大學(xué)水力過渡過程數(shù)值計算的編寫

11李端明中國灌溉排水發(fā)展中心技術(shù)條款的內(nèi)容及體例格式

陜西省水利電力勘測設(shè)

12白綿綿水錘防護(hù)措施的修改與完善

計研究院

13桂紹波長江設(shè)計集團(tuán)有限公司水力過渡過程數(shù)值計算的修改

江蘇航天水力設(shè)備有限

14黃從兵水力過渡過程計算報告

公司

15蘇勝利浙江省水利學(xué)會水力過渡過程計算模型

利歐集團(tuán)湖南泵業(yè)有限

16王騰偉體例格式

公司

寧夏水利水電勘測設(shè)計

17胡海英水錘防護(hù)標(biāo)準(zhǔn)與工程算例

研究院有限公司

上海凱泉泵業(yè)（集團(tuán)）有

18蘆洪鐘基本規(guī)定、術(shù)語

限公司

19吳喜東哈爾濱大電機(jī)研究所水錘防護(hù)措施的完善

20牛茂升賽萊黙（中國）有限公司基本術(shù)語、格式

株洲南方閥門股份有限

21徐秋紅計算成果與報告編制

公司

22李娜中國灌溉排水發(fā)展中心計算成果與報告編制

水錘防護(hù)措施的編寫以及附錄

23姚志峰中國農(nóng)業(yè)大學(xué)

的整理

5

序號姓名單位所做工作

利歐集團(tuán)湖南泵業(yè)有限

24宋夢斌相關(guān)資料收集整理

公司

中國水利水電科學(xué)研究

25李甲振相關(guān)資料收集整理

院

二、主要內(nèi)容說明及來源依據(jù)

1.技術(shù)指標(biāo)、參數(shù)、公式、性能要求、試驗方法、檢驗規(guī)則等的

論據(jù)（包括試驗、統(tǒng)計數(shù)據(jù)）

（1）主要內(nèi)容

本規(guī)程共分為7章和11個附錄，主要技術(shù)內(nèi)容包括：

總則-給出了本標(biāo)準(zhǔn)適用條件及引用標(biāo)準(zhǔn)。

術(shù)語-對本規(guī)范涉及的專業(yè)術(shù)語進(jìn)行了定義和說明。

基本規(guī)定-給出了有壓輸水系統(tǒng)水力過渡過程計算與水錘防護(hù)的

總體要求。

水力過渡過程計算模型構(gòu)建-給出了有壓輸水系統(tǒng)水力過渡過程

需要的計算模型及方法。

水力過渡過程數(shù)值計算-給出了有壓輸水系統(tǒng)水力過渡過程數(shù)值

計算方法、工況以及結(jié)果分析與處理方法等。

水錘防護(hù)措施-給出了減小水錘采用的防護(hù)措施。

計算成果與報告編制-給出了對計算結(jié)果的整理與報告的編制內(nèi)

容及要求。

附錄A-有壓輸水系統(tǒng)計算模型的基本控制方程

附錄B-特征線法

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附錄C-水泵全特性曲線的獲取

附錄D-恒定摩阻和非恒定摩阻計算公式

附錄E-波速計算方法

附錄F-庫朗條件

附錄G-調(diào)整時間步長的方法

附錄H-計算網(wǎng)格劃分與時間步長選擇實例

附錄I-有壓重力流輸水系統(tǒng)計算工況

附錄J-泵送加壓輸水系統(tǒng)計算工況

附錄K-常用的水錘防護(hù)措施

（2）來源依據(jù)

本標(biāo)準(zhǔn)的計算方法及參數(shù)的來源依據(jù)：

①本標(biāo)準(zhǔn)主要參考了泵站設(shè)計規(guī)范（GB50265）、室外給水

設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)（GB50013）、管道輸水灌溉工程技術(shù)規(guī)范（GB/T20203）、

調(diào)水工程設(shè)計導(dǎo)則（SL430）、水工隧洞設(shè)計規(guī)范（SL279）、水利

水電工程機(jī)電設(shè)計技術(shù)規(guī)范（SL511）、利水電工程調(diào)壓室設(shè)計規(guī)范

（SL655）、水利水電工程壓力鋼管設(shè)計規(guī)范（SL/T281）、城鎮(zhèn)供水

長距離輸水管（渠）道工程技術(shù)規(guī)程（CECS193）、抽水蓄能電站水

力過渡過程計算分析導(dǎo)則（T/CEC5010）、水力發(fā)電廠機(jī)電設(shè)計規(guī)范

（DL/T5186）以及抽水蓄能電站設(shè)計規(guī)范（NB∕T10072）。

②對于“水錘防護(hù)措施及其裝置”，這里參考相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行了

全面更新，在廣泛征求了多位專家的意見之后，考慮到泵站型式過多、

水錘防護(hù)措施差異很大，按照“宜粗不宜細(xì)”的原則，只提到了防護(hù)

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措施的名稱，未對其適用條件等做更具體限定，同時仍然有一些并不

常用的技術(shù)措施未納入。

③對于數(shù)值計算方法的選用，對于瞬變流計算，基本微分方

程主要包括水流連續(xù)性方程、運(yùn)動方程。方程組為雙曲型，求解方法

主要有特征線法（MOC）、波特性法、有限差分法、有限體積法，考

慮到目前工程中應(yīng)用最多的一維特征線法具有理論成熟、方法簡單、

計算時間短、該方法可以考慮管道損失以及水體及管路壓縮性因素等

優(yōu)點，且目前常用的14種過渡過程計算軟件有11種為一維特征線

法，因此推薦采用一維特征線法，或精度不低于該法的其他方法。

④對于計算工況，因?qū)嶋H工程中涉及的工況較多、復(fù)雜，分

類方式也較多，結(jié)合編寫組中有實際工程經(jīng)驗的專家意見，以及參考

了抽水蓄能電站水力過渡過程計算分析導(dǎo)則（T/CEC5010）以及抽水

蓄能電站設(shè)計規(guī)范（NB∕T10072）的計算