自压输水管网工程是高效节能省水具有很大发展潜力的输水工程,是当前新疆灌区输水工程的首选。然而其工程量大,投资比较高,对自然地理条件和工程安全性有一定要求,水源是有含沙量的地表水,对水质要进行处理,且水源到灌区有一定的距离,工程设计复杂等。适当的设计方案最大化的充分利用有利因素,避免削弱不利因素。因此,研究自压输水管网设计方案对减少工程投资费用,提高工程安全性,降低工程施工难度,工程良好的运行都有十分重要的意义。文章对自压输水管网工程的研究意义和国内外研究现状进行阐述,并以典型新疆大中型灌区自压输水管网实际工程为例分析,得到相应的成果与理论。研究内容和成果如下:(1)考虑地形条件,工程经济性,施工难易程度等因素,通过对实际工程原始资料分析找出共性,得到管网选线与管网布置原则,以及得出常见地形的四种管网布置形式,通过水力计算得到弯管拐角应该避免锐角设计。(2)通过经济流速和流量分析出最小管径的确定方法,考虑常见管材的性能、投资、运行、运输、安全、安装、维护等多方面因素,最终得出新疆地区自压输水管网大中型口径选择的管材一般为玻璃钢管。对常见过滤器进行定量分析,得出不同过滤器的具体最佳适用环境及过滤器选型方法。(3)根据对实际工程原始资料总结,得出自压输水管网水头损失的计算方法,以及节点压力的计算方法。水锤分析研究中,分析水锤产生机理,对常见的水锤计算方法分析,得出自压输水管网的水锤计算和水锤防护的方法。(4)保证所规划的灌区能够正常运行的前提下,进行初步预设可以实现的多种减压方案,将自压输水管网减压方案比选问题转化成研究在不同减压方案下对比研究管网的十个工程指标和四个工程准则的问题。以工程的经济性、安全性、功能性和适应性为四个准则进行定量性研究,根据四个准则在该具体工程的重要程度,将四种必须考虑的工程准则项进行比例权重划分,同时把影响四种工程准则项的各自工程指标项按其对相应的准则项的影响程度进行比例权重划分,并将部分定性指标进行特殊值赋值,将效益型指标与成本型指标进行不同方法的无量纲化处理,最后进行比例权重计算求出目标项数值,得出最佳的自压输水管网减压设计方案。其中得到效益型指标和成本型指标无量纲化处理的方法,并且将最终比较的目标项均以越大越优进行比选,同时将原本定性比选分析转化成定量比选分析。(5)结合已得理论,对具体工程实例进行设计方案详细分析研究,分别对管网选线、管网布置、弯管拐角设计、管材选择、过滤器选型、管网水力计算、减压方案比选、水锤计算等进行具体分析。其中重点分析研究了减压方案比选。