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虹吸管在水利工程中是一种利用液体重力与大气压差实现无动力输水的重要技术装置，其核心原理是：当管道两端存在液位差，且管内先被液体充满形成连续水柱后，高位水体在重力作用下沿上升段爬升至最高点（驼峰），再经下降段流向低位，在大气压维持下持续流动，形成“虹吸效应”。该技术无需机械动力，结构简单、运行成本低，广泛应用于多种水利场景。

在灌溉工程中，虹吸管常用于田间节水灌溉，如跨越田埂或沟渠向低洼地块自流供水，尤其适用于水稻田的间歇灌排，操作便捷、调控灵活；在排水工程中，虹吸式排水管可高效排除堤防背水侧积水、水库泄洪洞出口消能池余水或泵站前池的壅高水位，避免倒灌；在跨流域调水或引水工程中，虹吸管可绕过地形障碍（如山梁、道路、铁路）实现“翻越式”输水，减少开挖深槽或修建渡槽的成本与生态扰动；此外，在中小型水库的泄洪设施、闸坝下游的消能连接段、以及城市雨洪管理中的地下过路涵管等场景中，虹吸原理也被用于优化水流衔接与能量耗散。

需注意的是，虹吸管正常运行依赖于严格的气密性、合理的管径与坡度设计、以及可靠的充水启动方式（如真空泵、高位水箱引水或手动排气阀）。若管内进入空气或上游水位低于驼峰顶点，虹吸即中断。因此，现代水利工程中多辅以自动排气阀、真空破坏阀及水位监测系统，提升运行可靠性。总体而言，虹吸管以其节能、经济、适应性强等特点，成为中小型水利工程中不可或缺的实用技术，在绿色水利与可持续发展中持续发挥价值。（498字）

tb 10099-2017 铁路车站及枢纽设计规范高清（一）虹吸管的输水能力计算

虹吸管长度一般不大，故应按短管计算，且管道出口淹没在水面以下，为淹没出流。当不计行近流速影响时，可直接用公式

Q=μcA(2gz)1/2计算流量：

先确定λ值，用满宁公式C=1/n×R1/6计算C，对于钢管：n=0.011

C=1/n×R1/6=1/0.011×(0.25/4)1/6=57.27

沿程阻力系数:λ=8g/C2=8×9.8/57.272=0.024

水头损失系数计算表（其中弯管ζ=【0.131+0.1632(D/ρ)7/2】(θ/90)1/2）

μc=1/(λ×L/D+∑ζ)1/2=1/(0.024×55.73/0.25+6.263)1/2=0.293

每根虹吸管的输水能力为：

Q=μcA(2gz)1/2=0.293×3.14×0.1252×(2×9.8×1)1/2=0.064m3/s

(二)虹吸管的最高安装高程计算:

虹吸管中最大真空一般发生在管子最高位置。即发生在外坡堤顶弯头前B断面处，具体分析如下：

以水库上游水位为基准面，基准面至堤顶弯管中心线的高差为Zs,对基准面断面及外坡堤顶弯头前B断面（如图示）列能量方程

0+Pa/ r+α1v02/2g=Zs+ PB/ r+αv2/2g+(λ×LB/D+∑ζB)×v2/2g

式中, LB为从虹吸管进口至B断面的管长, ∑ζB为从虹吸管进口至B断面的水头损失系数之和

取α1v02/2g=0; α=1.0

式中v=Q/A=0.064/3.14×(0.25/2)2=1.304 m/s

故虹吸管最高点与上游水面高差应满足Zs≤7.28 m

(一)、虹吸管在小型水库泄水涵管改造中的应用

小型水库常规采用平斜管（即坝下涵管）输水，其施工方法是对坝体进行大开挖，埋涵管后进行土方回填,这样不但工期长,投资大，而且运行管理方面也有欠缺：一是出水量不能有效控制，会造成浪费。二是在斜管上放、堵水既不方便，也不安全。三是新回填土方与老坝体土方存在沉降差，容易出现土方结合不好，坝体出现不均匀沉降，产生裂缝且破坏后难以维修等现象。采用虹吸管输水则很好的解决了这些问题，虹吸管技术相比传统的破坝修复涵管工艺具有造价低、施工期短、使用灵活、管理方便等特点，而且能节约用水。

若设计灌溉流量按1秒每立米灌溉1万亩农田的标准计算，一组直径D=250㎜虹吸管的过流量为0.064m3/s，考虑旧钢管的流量修正系数K=1.3，则可灌溉农田达490亩左右,基本上可满足灌溉要求,若确实不够,可采取二组或更多组。

虹吸管管材采用镀锌焊接钢管，经充水后，打开阀门，出水水流饱满、平顺、管身无振动，，使用情况良好，基本能取代坝下涵管。

虹吸管进水口与管顶的安装高度Zs需要考虑真空度余量，一般控制在 7.28m 以下的安装高度，下游出水口低于进水口 1m 以上。

管道在运行中难免有空气跑入管道，在管道最高点应设立一个液气交换箱，该液气交换箱的功能是把跑入管道中的空气与箱中的水体进行交换，一箱 200L 的水一般可维持 30~40d 正常使用，箱中水位降至 1/3 左右，可由人工添加箱中水量，保证虹吸管的正常运行。

(二)、虹吸管在防洪抢险及抗旱中的应用

四、虹吸管的施工和质量控制

小型水库中的虹吸管管材一般采用A3 钢板焊接，镀锌处理，穿坝部分则采用热轨无缝钢管，管道所有部件采用焊接，对原有坝下涵管挖除头部，在管道中用压力泵灌满砂浆，彻底封堵截消除隐患。

虹吸管的施工必须严格把关，重点是做到整个管道的严密性良好，各种阀门无漏气，保持管道的真空度。

因为管道阀门件、液气交换箱都为现场焊接，管道按设计就位后，对钢管的下半圈的焊接要求立焊，需分多次均匀的焊接，或者采用一些新型的焊接技术，如 CO 2 气体保护半自动焊等工艺。

对阀门的焊接，特别要注意的是电焊产生的高温对阀门内的密封圈产生破坏，一般采用水对阀门进行冷却，使高温不能传导到密封圈。

整个管道安装完成后，必须进行严密性试验和强度检测合格后，才能覆盖，强度检测按相关规范进行，严密性试验采用 5kg 压力。

五、虹吸管应用的条件和运行中应注意的问题：

1 ）虹吸管应用的条件

因受虹吸管真空度的限制，虹吸管的最高点与进水口低水位的高差一般 ≤ 7.28m ，所以较适用于坝高小于 10m 的水库。若有在坝高 稍大于10m 的水库中应用,采取的方法是坝顶少量开挖,降低顶管高程，控制虹吸管的吸水高度在7.28 m 以下。利用顶管这种方法，应特别注意做好顶管段与大坝防渗体的连接截渗问题，避免在管道周边形成渗流通道。

2 ）应注意的事项和运行管理

虹吸管管材的选择上，应选用优质的 A3 焊接钢管或者无缝钢管。对管道做镀锌处理，保证管道的长期运行抗腐蚀。

对管道的焊接质量要求很高，故必须选择专业的焊接队伍，监理全程旁站监督《铁路工程施工组织设计指南》铁建设[2009]226号，并做强度检测和严密性试验。

对于虹吸管安装后，更应注意日常的运行管理。虹吸管对于原坝底泄水涵（管）来说是件新事物，它的启闭是利用阀门控制，对阀门应该注意保养维护，避免日晒雨淋，有助于延长阀门的使用年限。

应该落实专人管理和操作，对管理人员进行培训，使管理员能熟悉和掌握，避免误操作。

一般间隔 15d 左右对虹吸管检查一次，观察液气交换箱水位管的水位，发现水位低于 1/2 时，须及时补充水量，防止管道中真空条件破坏。

采用虹吸管这种新型技术取代小型水库中的坝下涵管，可以彻底消除土坝放水涵管的隐患，缩短工期，节约投资db31／t 1188-2019标准下载，效益十分明显。 在水库原涵管不能使用, 采用虹吸管临时引水灌溉,是一种经济有效的措施。

     虹吸管工程自投入运行以来，实用有效，管理方便，安全可靠，未出任何故障，灌区群众非常满意。