《有壓輸水系統(tǒng)水力過渡過程計(jì)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(shí)有發(fā)生，而水力過渡過程計(jì)算是確定

泵站和有壓輸水工程安全性、指導(dǎo)工程設(shè)計(jì)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(yàn)的基礎(chǔ)上形成

的。同時(shí)，得到了如下科技項(xiàng)目的支持：

（1）國家自然科學(xué)基金重點(diǎn)項(xiàng)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(xiàng)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(diǎn)項(xiàng)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(jì)集團(tuán)有

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

2

院、寧夏水利水電勘測設(shè)計(jì)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(xiàng)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(xiàng)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(xiàng)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(xiàng)，并在網(wǎng)上公示。

同時(shí)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(shí)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(xiàng)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(xiàng)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。

3

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

同時(shí)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(jì)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(jì)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(yàn)證”，考慮到模型率定難度很大，且多

數(shù)計(jì)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(jì)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(jì)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(jì)算模型、計(jì)算

3楊開林

院方法、計(jì)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(yàn)證

水力過渡過程計(jì)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(jì)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(jì)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(jì)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(jì)研究院

13桂紹波長江設(shè)計(jì)集團(tuán)有限公司水力過渡過程數(shù)值計(jì)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(jì)算報(bào)告

公司

15蘇勝利浙江省水利學(xué)會水力過渡過程計(jì)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(jì)

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(jì)算成果與報(bào)告編制

公司

22李娜中國灌溉排水發(fā)展中心計(jì)算成果與報(bào)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(yàn)方法、檢驗(yàn)規(guī)則等的

論據(jù)（包括試驗(yàn)、統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)）

（1）主要內(nèi)容

本規(guī)程共分為7章和11個(gè)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(jì)算與水錘防護(hù)的

總體要求。

水力過渡過程計(jì)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(jì)算模型及方法。

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

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

容及要求。

附錄A-有壓輸水系統(tǒng)計(jì)算模型的基本控制方程

附錄B-特征線法

6

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(jì)算公式

附錄E-波速計(jì)算方法

附錄F-庫朗條件

附錄G-調(diào)整時(shí)間步長的方法

附錄H-計(jì)算網(wǎng)格劃分與時(shí)間步長選擇實(shí)例

附錄I-有壓重力流輸水系統(tǒng)計(jì)算工況

附錄J-泵送加壓輸水系統(tǒng)計(jì)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(jì)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(jì)規(guī)范（GB50265）、室外給水

設(shè)計(jì)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(jì)導(dǎo)則（SL430）、水工隧洞設(shè)計(jì)規(guī)范（SL279）、水利

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

（SL655）、水利水電工程壓力鋼管設(shè)計(jì)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(jì)算分析導(dǎo)則（T/CEC5010）、水力發(fā)電廠機(jī)電設(shè)計(jì)規(guī)范

（DL/T5186）以及抽水蓄能電站設(shè)計(jì)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)

7

措施的名稱，未對其適用條件等做更具體限定，同時(shí)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(jì)算方法的選用，對于瞬變流計(jì)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(jì)算時(shí)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(diǎn)，且目前常用的14種過渡過程計(jì)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(jì)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(shí)際工程經(jīng)驗(yàn)的專家意見，以及參考

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

蓄能電站設(shè)計(jì)規(guī)范（NB∕T10072）的計(jì)算