瞬变的影响

水力瞬变可导致以下物理现象。

高或低瞬时压力 — 这些压力可以在不到一秒的时间内应用于管道和接头，它们通常从高到低交替，反之亦然。蒸汽囊破裂产生的高压类似于水泵中的气蚀现象：它们主要加速磨损，但通过克服其喘振耐受极限可以使管道破裂。低于大气压甚至全真空压力可能与覆盖层和地下水压力结合，以使管道因屈曲破坏而崩塌。地下水也会被吸入管道。

高瞬时流量 — 由于沉积物和铁锈在高流速下会变松散并被夹带，因此这些流量可能会导致水质严重恶化。每当流体在瞬时事件中反向流动时，这种情况就会加剧。高速流动也会在弯管处施加力。

瞬时力 — 快速移动的压力脉冲会在弯管和其他配件处产生暂时但非常显著的瞬时力，这会导致接头移动。即使是埋设管道，反复挠曲结合压力循环也会磨损接头，并导致泄漏或彻底失效。止推块的大小通常根据恒稳态力加上安全系数（而非瞬时力）确定，并且通常仅抵抗一个方向的推力。在泵站中，缓慢关闭的止回阀下游侧的低压可能导致快速关闭，即阀门撞击。16 in. (400 mm) 阀门表面的 10 psi (69 kPa) 压差可能导致超过 2,000 lb. (8,900 N) 的冲击力。

柱分离 — 由于低于大气压的压力，水柱通常在剖面或局部高点发生突变时分离。如果允许通过阀门进入管道，则水柱之间的空间通过形成蒸汽（例如，环境温度下的蒸汽）或空气填充。随着蒸汽空化，当进入该区域的流量多于离开的流量时，管道压力增加，会形成气穴，然后崩塌。如果水柱很快重新接合，气穴崩塌会导致剧烈的高压瞬变，进而导致管道破裂。蒸汽空化还会导致管道弯曲，破坏管道衬里。当空气从管道中迅速排出时也会产生高压，这种情况往往比气穴崩塌时重复的次数更多。

振动 — 快速瞬时压力波动会导致振动或共振，甚至导致法兰管道和配件（弯管和弯头）移位，从而导致泄漏或破裂。事实上，水锤通常会发生空化现象，顾名思义，这种现象会释放能量，听起来就像有人用锤子敲击管道。

以下位置可能会出现水力瞬变影响：

水泵上的止回阀（当流量从下游水箱流向水泵时）。
水库进水口阀门、水箱上的水位控制阀或隔离阀（如果这些阀门迅速关闭）。
局部高点（蒸汽囊或气穴破裂处）。
封闭端，因为它们以高达两倍的波浪振幅反射输入脉冲。
管道爆裂处，离开系统的流量可能超过恒稳态流量（与动态水头相比，静态水头较高的系统）。
喘振控制设备（如果设计或操作不当）。
管道剖面或对齐线变化（瞬时力可能较大）。

以下时间可能会出现水力瞬变影响：

在瞬时能量充分衰减之前或在从管线中除去所有空气之前启动泵。
水泵紧急关闭时，由于蒸汽囊或气穴形成并破裂，这可能导致水柱分离和严重的瞬时压力。
水泵在正常操作期间换挡时，这可能会导致频繁出现压力冲击。

因水力瞬变产生的环境问题包括：

在较高瞬时压力期间，污水溢出或泄漏到土壤或地下水中。
由于在低于大气压的压力期间空气、碎屑或地下水侵入而造成的饮用水污染。

水力瞬变可导致以下基础设施管理问题和风险：

由于大幅和/或频繁的压力冲击，阀门、管道和水泵过早老化和磨损。
吸入水头低导致的水泵气蚀和真空条件导致的管道衬里损坏。
大量用水用户（如食品生产厂）快速操作水泵或阀门可能会加速管道材料和其附近的锚固件疲劳。
由基础设施维修和维护导致的服务中断。