由于我国工业的迅速发展、人民生活水平的提高和城镇化进程的加快,城市的需水量增加很快,就近取水已远远不能满足人民生活和生产的需要,加之我国水资源时空分布又极不均匀,由此带来的水资源供需矛盾日益加剧,很大程度上制约了社会经济的发展和人民生活水平的提高。为满足用水需求,确保供水,以南水北调工程为显著标志的跨流域调水、远距离输水工程越来越多,其管线往往受多种因素的影响,将呈现出起伏变化复杂的显著特点。当系统发生水锤事故时,在管道的局部位置,会因水锤降压的影响而出现吸气、气体释放、液体汽化乃至水柱分离现象;当水锤升压时,又可能会造成升压很高的断流弥合水锤,这些现象将使整个输水系统无法安全运行。因此,对泵输水系统水锤进行正确的分析,对其过渡过程进行准确的预测,从而合理地选择防护措施,是优化工程设计、确保工程安全运行的关键,对于保障生活生产用水及社会经济的发展,具有非常重要的意义。本文的主要内容如下:(1)阐述论文的研究目的意义,输水系统水锤现象的发生机理、分类、研究理论及分析计算方法,简述水锤研究的现状。(2)总结并给出目前国内外常用的主要水锤波速计算方法。论述水锤的基本微分方程及特征线计算方法,运用特征线法建立简单管路系统与复杂管路系统中常见的边界条件,包括(上、下游)水库、(正常运行工况)水泵、(管道中、末端)阀门、串联管系与分叉管系。(3)简述水锤计算中常用的压力管道分段方法,对调整波速法进行研究,提出了改进的调整波速法。(4)建立水泵机组事故停机边界条件,包括单泵、串联泵、并联泵、带旁通管泵组,并进行数值计算。(5)简述水力瞬变过程中空穴的成因及其流态特征,建立计算气液两相瞬变流的主要数学模型。(6)论述长距离泵输水系统常用的水锤防护措施及其装置构成、防护机理、设计要点、特性等。建立相应的边界条件,包括简单调压塔、单向调压塔、空气阀、两阶段可控蝶阀。阐述管道进排气设计及空气阀存在的问题。(7)通过编制的计算机程序,对陕西榆林某电厂供水工程进行水锤分析计算,并提出合理的防护措施。