论文农村饮水工程输水管道的气阻现象，本文是农村饮水类有关本科论文范文与农村饮水和气阻现象研究和输水有关开题报告范文.
［摘 要］ 在农村饮水工程输水管路中常发生气阻现象,其原因是管内有空气滞留,导致实际利用水头小于理论可利用水头,从而减少了输水量甚至造成断流.其影响表现为：实际利用水头下降,输水量达不到设计要求；消耗水头过多,引水失败.消除气阻影响的方法有如下几种：合理设计铺管线路、采取正确的施工方法、合理布置排气阀和排水阀、打破管网压力平衡.
［关键词］ 气阻；实际利用水头；理论可利用水头；排气
1 气阻的基本概念
所谓气阻,就是在输水管路中存在空气,引起输水量减少甚至完全中断的现象,即空气堵塞.输水管中空气的来源有多种：①停水复通后管中空气没有排清；②由进水口或管路中负压段的破损处吸入；③管路中由于温度、压力变化引起水的汽化.在农村自来水管路中前两类较为常见.空气在管路中停留可造成气阻.
自然情况下空气自管路中排出有以下几个渠道.
①由进水口排出,在自压流情况下,进水口位置处于最高点,空气密度小于水,气上浮而水下沉,所以空气可由进水口排出,在管内水静止不流动时没问题,否则,受水的流速及空气柱所在管段的坡度影响,流速越小、管段越趋向铅垂,越有利于空气上浮排出.②空气随水流流动由出水口排出,管内水流流速足够大时能够推动整段空气由出水口排出,同时,受空气柱所在管段坡度影响,越趋于平缓,越有利于排气,负坡更好.③在管路沿程高处设置排气阀.在前述两种情况下都没有将空气排除时,应借助排气阀.管路中的气体一般停留在位置相对较高的驼峰处,所以排气阀应设置在此处,可略趋向下游,不可趋向上游,空气柱总是处于驼峰的下游侧.排气阀有自动和手动两种,自动排气阀是一个浮球连接一个阀片,没有空气时由于水的浮力存在,浮球顶托阀片,阀门关闭,当气体存在时,水面下移,浮球同时下移,阀片打开,气体排出.手动排气阀就是在主管上利用三通外接一段支管,支管须竖直向上,末端设置一般闸阀控制,须排气时阀门打开,气排完阀门关闭.
2 气阻对输水的影响
2.1 实际利用水头下降,输水量达不到设计要求
空气并不能真正堵塞水,气阻的实质是由于空气柱消耗了一部分水头,使实际利用水头小于理论可利用水头.一般进水口水面与出水口水面的高差为理论可利用水头,在管路充满水的情况下,这部分高差的水柱产生的压强是进行自流输水的能量来源,但管道内充满水仅是一种理想状态,若管中有空气存在,并且空气总是处在驼峰的下游侧,这部分空气柱在铅垂方向的投影长度就是被消减的水头,所以实际利用水头总是小于理论可利用水头,被消减的水头多少与管路走向和施工技术有关.实际可利用水头下降,输水量随之减少,特别是在长距离、低水头引水管路中影响尤为明显.
2.2 消耗水头过多,引水失败
空气柱太多,多个空气柱累加后在铅垂方向的投影长度太长,使实际利用水头为0,则管路内无能量来源,无水流动.在自压流引水管路中实际利用水头不会为负,实际利用水头为0就是管内水位自动调整达到的新的平衡,则此时管内的水位高低完全可利用连通管原理来计算.
3 消除气阻的措施
3.1 合理设计铺管线路
管路铺设应尽量沿程保持一定的坡度,将高差平均分配到沿程,可能的情况下尽量将落差集中在首段,首段不应过于平缓.不要忽高忽低,非不得已不要有过多的虹吸和倒虹吸.
3.2 采取正确的施工方法
线路确定以后,管线的铺设质量也很重要,埋设管线的管沟底部要平顺,不应有局部的突起和凹入,在坡度微小的情况下可借助平水尺保证坡度正确,将平水尺放置在水管上部使平水尺水泡始终位于上游,不应出现尾部抬头现象,在引水管首段应特别注意.覆土时应脚踩实水管,以倒退方式进行,一边倒退一边将两侧的浮土填入沟中.
3.3 合理布置排气阀和排水阀
若管线过长,途中不可避免有虹吸和倒虹吸时,尽量集中小的虹吸和倒虹吸,合并成较大的,减少数量,并在虹吸的顶部设置排气阀,在倒虹吸的底部设置排水阀,阀的设置应考虑使用和管护方便.应注意排气阀要设置在测压管水头线下方,否则,非但不能排气还会吸入空气,这种情况下一般将排气阀向虹吸驼峰下游略移.
3.4 打破管网压力平衡
管路输水一段时间后,还有部分空气没有排除,这时管内各段液面已达到动态平衡,如果没有外来能量输入,将一直将此平衡保持下去,此时可以临时串接或并接水泵,打破此动态平衡,待空气排除后撤除水泵.
4 实例
4.1 歙县九肚村饮水工程出水管路
九肚村饮水工程始建于1990 年,蓄水池出水管为D40 镀锌管,水平放置,长50 cm,接一不锈钢球阀后下弯入土接塑料盘管.蓄水池水量足够时输水正常,当断水复通后（夏季经常发生）,即使蓄水池出水管早已浸没,输水依旧不畅,地势低处用户有水,但压力不足,高处则无,直至次日供水才趋于正常.经检查发现问题在于蓄水池出水水平段,由于施工经验不足,此出水水平段尾部略有抬高,加之不锈钢球阀缩小了截面,重新通水后管内空气不能从此处上升进入蓄水池排出,而流速又不足以推动此气团由用户水龙头排出,形成气阻.此出水段镀锌管系1990 年现浇在蓄水池上,无法改变,只有采用排气孔方法,即在水平镀锌管和阀门后安装一个三通,接一竖向水管,与蓄水池同高,末断不封闭,空气自动由此排出,排气孔后相当长度内引水塑料盘管保持顺坡度而下,经修改后原症状消失.针对此,建议蓄水池出口段不应有水平段（习惯做法）,更不应有尾部抬高现象,应保持出水处向下游倾斜.
4.2 歙县洪琴村饮水工程引水管路
此段引水管处于取水口与蓄水池之间,长度3 000 m,高差20 m,管径D63.线路特点：首段平缓,距取水口1 000 m处有萌坑水库大坝,引水管须翻越水库大坝,形成驼峰,大坝坝顶高程仅比取水口高程低2 m,管线过坝后向下越过一个山谷,然后向上进入蓄水池,形成一个U型.考虑坝顶驼峰处可能有空气滞留,设置手动排气阀一处.建成后空管首次通水运行正常,断水复通后,打开排气阀,没有空气排出,水量减少严重,经诊断此排气阀处于负压区（测压管水头线上）,也就是说在此排气阀打开后,本引水管真正利用的水头只有坝前2 m,坝后18 m水头未被利用.解决方法如下：于坝下U型段管线底部位置（也可以设置在此后的任意位置）设置阀门A,输水时先关闭阀门A,再打开排气阀排气,排完后即关闭排气阀,然后打开阀门A,顺序不可错乱.当排气阀设置于负压区时都应按上述方法进行,并且要保证进水口的淹没深度避免空气由进水口再次吸入.
4.3 歙县齐武村饮水工程引水管路
全长7 500 m,落差40 m,管径D75.管路翻山越岭,相对坡降较小,引水难度大,按要求设置4 处排水、排气阀.试水前局部管段内有积水,试水时按步骤开闭排水、排气阀,但流量极小,达不到设计要求,2 d 后流量没有改变.检查后认为问题出在首段700 m范围内,本引水管路自拦水坝引水后沿一废弃渠道敷设,废弃渠道的坡降较小,在0.5%以内,管线敷设时底部残余土石没有清除干净,略有起伏,高低在30 cm内,虽然绝对数字不大,但多处累积甚为严重,可能存在空气堵塞,在较小流速下无法自行排出,决定在500 m处增设排水阀,打开后有大量空气随水排出,水量亦随之增大,关闭此排水阀,全线水量增大,达到设计要求.
4.4 某农村用户自来水入户管道
断水复通后,压力不足,而其余用户则正常,检查后认为存在支线局部气阻.采用外加能量打破动态平衡方法,用一大水缸蓄满水,置入高扬程潜水泵,潜水泵出水口与用户自来水龙头用皮管相连,开动潜水泵抽水将支管内空气压入主管,原先动态平衡被打破,水压恢复正常.
5 结语
农村饮水工程输水管路中的气阻现象普遍存在,特别是引水管路具有线路长、相对落差小、线路起伏大的特点,加之引水点水量季节分配不均匀,管内水流时有续断,气阻的发生在所难免.设计、施工时应尽量考虑周全,减少气阻的发生,降低管护难度,建成后应对农村饮水工程管理人员进行技术培训,使其掌握基本的水利知识,明白管道流的原理,不至因管护不当而影响运行,真正使农村饮水工程建成一处造福一方.
归纳上述：本文论述了关于农村饮水方面的大学硕士和本科毕业论文以及农村饮水和气阻现象研究和输水相关农村饮水论文开题报告范文和职称论文写作参考文献资料.
参考文献：
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