倒虹吸原理是不是连通器原理(“河下有河、各走各路”是怎么回事?)

时间:2024-08-11 11:45:07

河下有河

各走各路

两条河像立交桥一样

上下穿行、互不干扰

这样的情形你见过吗?


但这样的现象

在南水北调中线输水工程中并不为奇

这就是调水工程中普遍应用的倒虹吸工程


倒虹吸

可能很多人都听说过

但真的了解它是怎么回事吗?


要说倒虹吸,先要说一下虹吸现象。


虹吸现象是利用压强差实现的。吸管把管口两端水体连通起来,制造管内真空环境,这时,由于两端管口承受不同的压力,水会从压力大的一端流向压力小的一端,直到两边压力相等。



水面变成相同高度,压强一致,水就会停止流动。



原理说来复杂,但其实在日常生活中也会用到,比如家里养鱼的朋友,想要收拾一下鱼缸底部的脏东西,不用换掉整缸水,只要用一根吸管就能解决。



那么倒虹吸,顾名思义,就是把虹吸管倒置过来。


倒虹吸工程实际上也是引水工程,类似一个连通器,水流在障碍物的下方,利用高差,从下面的封闭管道中流过。也可以看作是一种立交水工建筑物。



虽然倒虹吸管道和虹吸管的输水原理相同,但不同的是,倒虹吸弓弯向下,水往低处流,在开始工作时不需人为制造管道中的真空,因而更为普及。


倒吸虹可以运用在很多场景下,小型的如通过一条公路的下方,大型的如著名的南水北调穿黄工程。


穿黄工程是南水北调中线极为重要的一部分,是南水北调中线一期工程中难度最高、规模最大的工程。工程队要在几十米深的河床之下开凿两条超过三公里的隧道,从而让“南水”穿越黄河。



穿黄工程竖井为大型圆筒结构,是国内最深的调水竖井,设计流量为265立方米每秒,井壁为双层结构。基坑工程规模之大、开挖之深、地质条件之复杂、工作难度之高,均居国内之最。


而穿黄主体工程最引人瞩目的穿黄隧洞工程,开创性地设计了具有内、外两层衬砌的两条长4250米的隧洞,开创了中国水利工程水底隧洞长距离软土施工新纪录。



再比如河北省石家庄市的滹沱河倒虹吸工程。相比穿黄工程,滹沱河倒虹吸工程要小得多。但它的重要性却并未因此下降。它是南水北调中线工程第一个开工建设的河渠交叉建筑工程,承担着输水、退水和调度等多重任务,也让滹沱河,因为“南水”的到来,在断流20多年后重现勃勃生机,拥有了“上下天光、一碧万顷”的美景。



中线总干渠

规模大、渠线长、交叉建筑物多

一期工程全程1432公里

有102座倒虹吸工程


从丹江口水库引水

依靠重力全程自流

落差百米的南来之水

借助倒虹吸工程

在不影响原本河流生态

节省动力的基础上

最大程度保证渠道内水质

保障了北方受水区群众

生产生活所需水资源


这是一个江河立交的传奇

也是我们充分尊重自然

顺应自然的水利工程智慧的体现