供水系统停泵水锤效应下的管道余水回收方法分析

引言：在供水系统运行中，停泵水锤是常见且危害较大的现象，可能引发管道振动、破裂等问题，同时导致管道内余水无法合理利用，导致水资源浪费。京源供水系统在检修等操作中，多次面临停泵水锤带来的挑战，如2025年地下水系统全停检修时，就出现了水锤设备调试问题等情况。因此，研究停泵水锤效应下的管道余水回收方法，对保障供水系统安全、节约水资源具有重要意义。

1 停泵水锤效应及管道余水特点

停泵水锤指水泵忽然停止运行时，管道内水流速度急剧改变，引起压力产生波动状况的现象，这种压力波动会对管道、阀门等设备形成强烈冲击，干扰系统的稳定性与安全性。泵停止运行后，管道中会残留一定量的水，如果不将这些余水回收，不仅浪费掉水资源，还可能因水质变化等问题影响后续供水。从京源供水系统的实际情况来看，停泵水锤效应出现后，管道余水呈现以下特点 ^⌊1⌋ ：余水分布情况与管道布局相关，不同泵站和管线的剩余水量不同；有多种因素影响余水排放速度，如周口泵站在排水时，液位下降较快；余水回收期间易受水锤效应的干扰，如2 号水锤投运期间压力异常，导致水量返流问题。

2 管道余水回收面临的问题

2.1 水锤效应干扰回收过程

停泵产生的水锤效应会引起管道内压力不稳定，导致余水的正常流动和回收受干扰，在实施京源供水系统操作时，2 号水锤投运后因压力异常（4 公斤压力）引发了水量返流，多次实施启闭操作后依旧未获成功，将近2 小时才将反水这一操作完成，这体现水锤效应会对余水回收的顺畅进行产生干扰，增加回收难度与时间成本。

2.2 排水速度把控难度大

排水速度太快或者太慢，都对余水回收有不利影响，如周口泵站开始排水时，液位高度从 1.56m （23:00）降到 0.111m （00:26），排水速度较快，可能导致管道内出现负压等状况；而排水速度不快会导致检修等操作的时间延长，对供水系统恢复运行导致一定干扰，合理掌控排水速度，是余水回收过程中的一个难题。

2.3 不同泵站协同回收难度高

供水系统中包括多个泵站，如周口泵站、山口泵站等，各泵站通过管线相互连通，余水回收离不开各泵站的协同配合。但在实际操作时，因为各泵站的液位、压力等参数存在差异，实现高效余水回收，协调各泵站操作并非易事。例如，在恢复供水阶段，要控制周口、山口泵站的水位，同时与威立雅公司协商北庄泵站阀门启闭，任一环节出现差错，都有可能影响余水回收效果。

3 应用策略

3.1 优化水锤设备调控，减少对余水回收的干扰

水锤设备实现稳定运行是减少其对余水回收干扰的关键，当进行设备调试阶段，要预先对水锤设备进行全面的检查及测试，保证其性能合乎要求。如京源供水系统在操作前，可对水锤设备的压力参数、运行状态等进行详细检测，预设合理的压力范围，防止因压力异常引发水量反向流动等问题［2］。

在实际回收过程中，安排专业人员实时监测水锤设备的运行情况，一旦发现压力异常等问题，及时采取调整手段。例如，压力过高导致返流时，可暂停投药，随后调整操作方式，如通过启闭阀门等方式平衡压力，保证多余的水可以按照预定好的路径流动回收。同时，建立水锤设备故障应急处理机制，明确处理流程与责任人，以便出现问题时能够快速响应，减少对余水回收的影响。

3.2 科学把控排水速度，提高余水回收效率

为合理支配排水速度，可根据不同泵站及管线的特征，制定差异化的排水计划。在排水前，对管道的容积、液位等参数进行计算，确定合理的排水速率范围。针对周口泵站排水速度较快的情况，可通过调整泵组运行参数等方式控制排水速度，避免液位骤降。

在排水过程中，利用液位监测设备实时跟踪液位变化，根据液位数据迅速调整排水策略，若液位下降速度超出预设范围时，适当减少排水强度；当液位下降过慢时，则增大排水强度。同时，结合管道排空及检修的时间安排，合理安排排水进度，保证在规定时间让排水工作完成，在为检修创造可行条件的同时，最大程度地收拾。例如，京源供水系统可根据检修计划，设定排水的时间节点及液位目标，通过精准调控排水的速度，实现余水的高效回收。

3.3 加强泵站协同配合，保障余水回收顺畅

搭建各泵站间的信息沟通机制，保证在余水回收期间能实时分享液位、压力等关键参数，如周口泵站和山口泵站在排水、恢复供水的过程中，及时把各自的液位数据传输给调度中心，调度中心凭借这些数据协调各泵站的操作。

在操作流程上，明确各泵站的职责与操作顺序，实现联合行动，在恢复供水阶段，开启 1014# 阀门之后，苏村水线逐步充水，调度安排人去巡查管线，同时配合调控周口泵站和山口泵站的水位，保证水位处于合理的范围。与有关合作单位（如威立雅公司）保持密切交流，保证北庄泵站等外部设施阀门启闭与余水回收操作同步，避免外部因素影响余水回收的顺畅性。

3.4 完善余水回收设施，提升回收能力

对现有的余水回收装置进行检查与维护，保证其处于稳定良好运行状态，如对回流管线、阀门等定期检查维修［3］，避免因设施损坏致使余水泄漏或无法正常回收。按照实际要求，适度添加余水回收有关设施，如在关键区域安装更高效的抽水设备、液位监测传感装置等，强化余水回收的自动化水平与精准度。

在京源供水系统中，可结合各泵站与管线的布局，调整余水回收的路径设计思路，减少余水回收过程中的损耗。例如，合理规划回流管线的走向，缩短余水回收的距离，提高回收效率，对回收的余水进行水质检测，根据水质情况做相应的处理，让其可以再次用于生产或生活用水，提升水资源的利用率。

4 结语

停泵水锤效应下对管道余水回收是供水系统运行管理的关键环节，直接关乎着水资源节约与系统的稳定性。通过优化水锤设备调控、科学控制排水速度、强化泵站协同配合以及健全回收设施等策略，可以有效处理余水回收过程中面临的问题。京源供水系统的实践实施案例表明，这些策略存在一定的可行性与有效性，可作为其他供水系统余水回收工作的借鉴案例，以实现供水系统高效、经济、环保的运行目标。

参考文献：

[1] 高宇洋 , 李玲玲 , 刘志勇 . 重力流和加压泵刚性串联供水系统的停泵水锤防护 [J]. 水电能源科学 , 2024, 42(11):150-154.

[2] 黄靖 , 兰刚 , 蒋劲 , 等 . 城市供水系统水锤防护措施 [J]. 给水排水 ,2013.

[3] 吴亮 ,WU,Liang, 等 . 双向调压塔和空气罐在停泵水锤防护措施中的应用 [J]. 西北水电 , 2018.