随着我国社会经济的不断发展,大型梯级泵站管道调水工程越来越多,其在解决水资源时空分布不均匀的问题上发挥了重大作用。然而,管道调水工程在水力过渡过程中,受制于闸阀启闭、机组启动及事故停泵等外在因素的影响,导致管道内部水流流态发生改变,进而引起管道内部压力的急剧变化,严重时会导致管道爆裂、机组损坏甚至引发水淹泵房危及人员生命财产安全。因此对于泵站管道输水的水力过渡过程进行理论分析,并采用适当的工程及非工程防护措施,为保障工程安全输水意义重大。考虑到影响管路水力过渡过程压力变化的参数众多,对水力过渡计算模型的不同参数对输出结果的敏感性进行分析,辨明模型输入不同参数对于最大水锤压力大小影响程度,可为实际工程设计中提供一定参考。本文以济南市卧虎山水库梯级泵站调水工程为背景,基于特征线法对梯级泵站调水工程事故停泵不利工况、重力流输水工况进行模拟分析,提出对应的安全输水的防护措施;并采用局部敏感性、全局敏感性分析方法,对管道输水工程水力过渡计算模型参数敏感性进行理论分析。主要从以下4部分内容开展相关研究:(1)针对梯级泵站中的单级泵站事故停泵开展水锤防护研究。通过对各单级泵站事故停泵最不利工况进行模拟分析,提出了在沿程管路设置空气阀+水锤泄放阀+两阶段关闭泵后阀防护措施,保证事故停泵时沿程管路压力不超过设计承压值、不发生液柱分离、水泵机组不发生过大倒转速。(2)针对梯级泵站事故停泵开展级间水位协调防护研究。通过选取代表性各级泵站事故停泵组合情景进行模拟分析,对不同情景时停止其他泵站运行的停泵响应时间和停泵顺序进行了研究,以防止事故停泵时调节池漫顶或吸干。(3)基于调节池以支路形式与主干管连接的重力流管道输水工况进行水锤防护研究。结合工程设计特点对不同开关阀时间、干管与调节池连接形式进行研究,采取不同输水方案进行模拟对比分析,提出了输水开阀水力控制过程的输水防护方案。(4)基于水锤计算的基本微分方程对管道水力过渡计算模型进行了局部和全局的敏感性分析。从管道瞬变流的运动方程和连续性方程出发,选取影响管道瞬变流水力过渡计算模型输出结果的7个主要参数,基于修正的Morris法进行局部参数敏感性分析、基于偏相关分析法并结合Matlab和SPSS软件进行全局参数敏感性分析。结果表明:影响水力过渡计算模型最主要的三个参数为管道直径、输水流量、阀门关闭时间,并从理论角度简要分析了结果的合理性。