水锤又称水击。水(或其他液体)输送过程中，由于阀门突然开启或关闭、水泵突然停车、骤然启闭导叶等原因，使流速发生突然变化，同时压强产生大幅度波动的现象。长距离输水工程应进行必要的水锤分析计算，并对管路系统采取水锤综合防护计算，根据管道纵向布置、管径、设计水量、功能要求，确定空气阀的数量、型式、口径。

1 水锤发生的原因与分类

1.1引起水锤过程的原因

(1)启泵、停泵、用启闭阀门或改变水泵转速、叶片角度调节流量时；尤其在迅速操作、使水流速度发生急剧变化的情况。

(2)事故停泵，即运行中的水泵动力突然中断时停泵。较多见的是配电系统故障、误操作、雷击等情况下的突然停泵。

1.2水锤破坏主要的表现形式

(1)水锤压力过高，引起水泵、阀门和管道破坏；或水锤压力过低，管道因失稳而破坏。

(2)水泵反转速过高或与水泵机组的临界转速相重合，以及突然停止反转过程或电动机再启动，从而引起电动机转子的永久变形，水泵机组的剧烈振动和联结轴的断裂。

(3)水泵倒流量过大，引起管网压力下降，水量减小，影响正常供水。

1.3.水锤的分类与判别

(1)按产生水锤的原因可分为：关（开）阀水锤、启泵水锤和停泵水锤；

(2)按产生水锤时管道水流状态可分为：不出现水柱中断与出现水柱中断两类。前者水锤压力上升值△H通常不大于水泵额定扬程HR或水泵工作水头H0称正常水锤；后者当水柱再弥合时，水锤压力上升值较高，常大于HR或H0，是引起水锤事故的重要原因，故称非常水锤。

  所谓水柱中断，就是在水锤过程中，由于管道某处压力低于水的汽化压力而产生。

（3）对于关（开）阀水锤，与关（开）阀时间T有关可分为：

   直接水锤：

Tc＜Tγ                                   （1-1）

   间接水锤：

Tc＞Tγ                                   (1-1)

   式中：Tγ—水锤相（秒）

1.4 水锤计算方法

水锤分析计算可以采用解析法、图解法、特征线法以及有限元法。

解析法和图解法忽略了摩擦阻力的影响，对复杂边界条件的处理也比较粗糙，计算精度较差。

采用有限元法计算机用时并不减少，且边界条件处理不如特征线法方便。

采用特征线法，可较精确地考虑沿程摩阻和局部摩组队水锤计算的影响，能方便地处理各种复杂边界条件，如串联管道、分岔管道、阀门、调压室、机组等处的边界条件，计算精度可以大大提高。

2 停泵水锤，如何防护

由于停泵水锤可能导致泵站和输水系统发生严重事故，因此有必要根据具体情况采取相应的措施来消除停泵水锤或消减水锤压力。目前为止，已经有多种停泵水锤防护措施，大致可以分为：

1、补水（注气）稳压

补水（注气）稳压可防止产生水柱分离或升压过高的断流弥合水锤。属于这种类型的有双向调压室、单向调压室及气压罐。

（1）双向调压塔：在泵站附近或管道的适当位置修建，双向调压塔的水面高度应高于输水管道终点接收水池的水面高度并考虑沿管道的水头损失。调压塔将随着管路中的压力变化向管道补水或泄掉管路中的过高压力，从而有效地避免或降低水锤压力。

（2）单向调压塔：在泵站附近或管道的适当位置修建，单向调压塔的高度低于该处的管道压力。当管道内压力低于塔内水位时，调压塔向管道补水，防止水柱拉断，避免弥合水锤。

（3）气压罐：国内使用经验不多，在国外使用较广泛。它利用气体体积与压力的特定定律工作。随着管路中的压力变化气压罐向管道补水或吸收管路中的过高压力，其作用与双向调压塔类似。

2、泄水降压

泄水降压可避免压力陡升，属于这种类型的有停泵水锤消除器、缓闭止回阀、爆破膜片等。

（1）停泵水锤消除器主要有三种类型，下开式停泵水锤消除器、自闭式停泵水锤消除器、自动复位停泵水锤消除器。它们在工作原理上类似，即当停泵过程中，当出口压力下降到一定值时，消除器开启，当水锤升压波向水泵返回时，由消除器向外排水，从而消除水锤。水锤消除器保护干管的长度，一般不超过800m。

（2）缓闭止回阀是止回阀的一种，它通过缓闭的形式来，消除水锤，形式很多，简易可行，获得了较为普遍的应用。缓闭止回阀有重锤式和蓄能式两种。这种阀门可以根据需要在一定范围内对阀门关闭时间进行调整。一般在停电后3～7s内阀门关闭70%～80%，剩余20%～30%的关闭时间则根据水泵和管路的情况调节，一般在10～30s范围。

（3）爆破膜片类似于电路上安装保险丝，当管路中由于水锤升压超过预定值时，膜片自动破裂，水流外泄，起到泄水降压的消除水锤效果。