倒虹吸工程

工程学术语

当渠道与道路或河沟高程接近，处于平面交叉时，需要修一建筑物，使水从路面或河沟下穿过，此建筑物通常叫做倒虹吸。它是一种经过山谷、河流、洼地、道路和其他渠道的压力输水管道，是一种渠道交叉建筑物，其主要有竖井式。由于倒虹吸具有工程量少、施工方便、节省动力及三材、造价低而且便于清除泥沙等特点，现广泛用于各国的农田水利建设、城市供水、大型调水工程。

实例

南水北调中线工程是一项良好的经济工程。按2000年末价格计算，中线工程总投资约920亿元。这些投资的40%将转化为消费资金，这对于扩大内需，刺激经济增长将发挥重要的推动作用。根据投资的乘数效应，中线工程的兴建，将拉动建材业、制造业、交通运输业以及第三产业的发展。中线工程还将带动南方调水区、调水沿线地区、北方受水区经济结构的战略性调整，建设节水型工业、节水型农业和节水型社会。

中线工程按照社会主义市场经济的一般要求，结合水资源调配的公共特性，构建其建设与管理体系，从而保证建设的顺利进行，建成后的良性运营。按照“政府宏观调控、市场机制运作、用水户参与管理”的原则，中线工程将成立“中线工程水源公司”和“供水有限责任公司”。水源公司负责丹江口水库大坝加高及以后的运行管理，并卖水给供水公司；供水公司负责总干渠工程的建设及以后的运行管理，并将水卖给分水口以下的用水户协会。

水价是中线工程运行的关键。中线工程测算的水价为0．27～1．27元，既处在用水户可承受的范围内，又刺激了节约用水的积极性。建设期间通过提高水价建立南水北调工程基金，有利于水权的合理分配，也为通水后水费的征收和管理创造了条件。

南水北调中线工程是一项积极的社会工程。丹江口水库大坝加高需移民30万人，这是工程建设最大的难点，但同时也是解决库区环境容量严重不足、居民生活贫困的重大机遇。据有关方面估计，即使不建中线工程，也需要将库周约10万人外迁，才能从根本上解决库区脱贫的问题。兴建南水北调中线工程，将30万移民中的绝大多数外迁到居住和生存条件较好的地方安置，将大大改善库周的生态环境，并提高移民的生活水平。

中线工程建成后，沿线城市居民优质饮用水能够得到保证，干旱年份一些城市将不再出现“水荒”现象。对于数百万长期饮用高氟水、苦咸水和其他含有害物质的深层地下水的当地农民来说，中线工程将从根本上改善其饮水质量。

总之，南水北调中线工程是一项“南北双赢”的伟大工程，它的重要作用必将随着历史的推进而不断呈现出来。“问渠哪得清如许，唯有源头活水来”，实施南水北调中线工程，是党中央、国务院的英明决策，是一代又一代水利工作者的宏伟夙愿，是广大人民群众的殷切期盼。我们有决心、有信心，在党中央、国务院的正确领导下，在水利部的大力支持下，在沿线人民的密切协作下，扎实做好各项工作，确保这一利在当代、泽被子孙的宏伟工程早日开工建设。

倒虹吸工程实际上就是引水工程．就是个连通管，大气压力的原理，根本原理是伯诺里方程。简单的说是水往低处流，不过这里水的流行空间是管道，而大自然水的流行空间是河道

公元前中国和古罗马城市供水管路中的倒虹吸

1975年至1981年在对位于河南省登封县告成镇的阳城遗址的发掘中，发现有战国晚期的城市管道供水系统，其中实际应用了倒虹吸。整个供水设施由输水管、控制流量的控制坑、沉淀泥沙的澄水池、贮水坑和蓄水瓮等组成。供水管路共有八条，沿地形由高向低布设，总长有数千米之多。输水管内径约为12.3厘米，在淹没条件下，输水流量可达20～30升/秒。　输水管路由直通管、三通排气管，三通分水管、四通控水管等部件衔接组成，均为陶制。输水管路多数铺设在开凿于红砂岩的沟槽中。较深的沟槽达1.2～2.0米。②

大约在公元前180年左右在土耳其境内古希腊帕加马城建有大型城市输水管沟，水从海拔约360米的源头，跨越两条山谷输送至这座城堡，而城堡制高点只比源头低约40米。其中当有跨百余米山谷的倒虹吸。③古罗马著名建筑师维特鲁威在写于2000年前的不朽名著《建筑十书》中，详细地记述了当时输水管网的建设要点。对于倒虹吸，维特鲁威还特别指出，为了倒虹吸的安全运行，需要修建镇墩和排气竖管。①

①对《管子?度地》渠道坡降计算和水跃的描述，是姚汉源先生于1962年最先提出的。

②河南省文物研究所、中国历史博物馆考古部，登封王城岗与阳城，文物出版社，1992年，第229~246页。

③参见チヤ-ルズ?シンガ一等编，平田宽、八杉龙一译，技术の历史——地中海文明と中世(下)，筑摩书房，第581～583页。PeterJames，Ancient Inventions，颜可维译，世界古代发明，世界知识出版社，1999年，第388页。

有一种形式的输水管称倒虹吸，它是在渠道与道路、河流发生交叉或在渠道穿越山谷时经常采用的一种立交水工建筑物。早在2000多年前，中国已有成功的运用。与虹吸管一样，它在立面上也呈弓形；不同的是，其弓弯向下。而且，虽然倒虹吸管和虹吸管的输水原理相同，即都借助于上下游的水位差，但倒虹吸在开始工作时不需人为地制造管中的真空，因而更为普及。

应用

倒虹吸主要用于农田水利工程中。渠道与道路、河流等发生交叉时，既可采用渡槽，如北宋时曾在引用泾水的郑白渠上使用过；也可采用倒虹吸，如南宋时曾在引用褒水的山河堰上使用过。这种大型倒虹吸多采用浆砌块石构筑，也可用竹筒连接而成。在唐朝诗人杜甫的诗歌中和元代科学家王祯所著的《农书》中都可见到对输水渠道上使用倒虹吸的描述和记载。

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