重力流树状管网输水是长距离输水的重要形式,具有经济、可靠、安全等优点。但树状管网各支管用水工况复杂,管内水锤现象严重威胁管网运行安全。为保证树状管网运行安全及水锤计算工况的全面性,本文主要对重力流树状管网多种运行工况下的水锤模拟及其防护进行计算分析。首先,根据水锤基本理论推导了管网系统各边界条件,搭建实验平台对比分析了重力流管道末端安装浮球式水位控制阀、高比例喷孔控流阀在管道含气和不含气工况下的关阀水锤,验证了高比例喷孔控流阀水力自动控流控压和防止关阀水锤的效果,同时将模拟数据与实验数据进行对比分析,结果表明软件模拟结果和实验实测数据基本一致,为本文多工况下关阀水锤模拟计算奠定了理论及计算基础。其次,对重力流树状管网末端阀门在设计工况下单一关阀、组合关阀及各支管单独运行时关阀进行模拟计算。计算结果表明,支管关阀数量越多,树状管网内压力波动越大,设计工况下各支管同时关阀水锤升压最高为233.27m。某支管单独运行时关阀水锤升压比全部支管运行时该支管末端关阀的水锤升压大10～50m。支管越长,流量越大,该支管关阀水锤对整个管网影响越大。距离较近且管径相差不大的支管易发生水锤波的相互叠加,水锤升压较大。各支管水锤升压传递到主干管时会有明显消减。再次,通过控制各支管末端阀门起始关闭时间,将各支管关阀产生的直接水锤最大压力在各分支点处叠加,对比了各分支点处的压力过程线。发现重力流树状管网各支管依次叠加关阀产生的水锤升压比各支管同时关阀产生的水锤升压大10～30m,各支管依次叠加关阀的最大水锤压力为246.37m。对于各支管承压值不同的管网要特别验算各支管依次叠加关阀时管网的安全性。最后,通过工程实例水锤防护计算分析发现,重力流树状管网最大关阀水锤升压一般发生在各支管末端阀门处,在支管上安装一定数量的箱式双向调压塔可以减小支管末端关阀对主管道内压力波动的影响,防止主管道内产生叠加水锤。支管末端安装高比例喷孔控流阀可以有效控制管网内的水锤升压。