倒虹吸实际上就是一个连通器,流水在障碍物的下方,利用高差,从下面领企承神题的封闭管道中流过。因为像一个倒置的虹吸管,故称为"倒虹吸"。
用以输送田听坚甚含肉渠道水流穿过河渠、溪谷、洼地、道路的压力管道。常用钢筋混凝土及预应力钢筋混凝土材料制成,也有用
混凝土、钢管制做的,主要根据承压水头、管径和材料供应情况选用。倒虹吸管由进口段、管身段、出口段三部分组成。 倒虹吸实际上就是一个连通器,流水在障碍物的下方,利用高差,从下面的封闭管道中流过。因为像一个倒置的虹吸管,故称为“倒虹吸”。
在水工工程中经常使用倒虹吸,小的如通过一条公路的下方,大型的如南水北调的穿越黄河的倒虹吸。
inverted siphon
用以输送渠道水仅被河席带积宪造热派始流穿过河渠、溪谷、洼地、道路的压力管道。常用钢筋混凝土及预应力钢筋混凝土材料
倒杂冷用地宜言边虹吸管
制成,也有用混凝土、钢管制做的,主要根据承压水头、管径和材料供应情况选用(见彩图)。倒虹吸管由进口段、管身段、出口段三部分组成。从地下或敷设在地面穿过河渠、溪谷、洼地或道路的输水压力管道 。多采用钢筋混凝土管或预应力钢筋混凝土管 ,也采用混凝土管或钢管来自。低水头时可用浆砌石管。
倒虹吸管分为3个部分。① 进口段:包括渐变段、铺盖和护底等防渗防冲设施、拦污栅、闸门、进水口等。当含沙量大时还设沉沙池。②管身:断面多为圆形,也用矩形或直墙圆拱形。可埋于地下,也可敷设于地面 。当管道跨越深谷和山洪沟时,可在深槽部分建桥,在其上铺设管道过河。何重乎脱回统管道在桥头两端山坡转弯处设镇墩加强稳定,并于其上开设放水冲沙孔。两岸管道仍沿地面敷设。这类倒虹吸管又称桥式倒虹吸管。③出口段:设消力池,并与下游平顺连接。来自倒虹吸管较渡槽造价360百科低,施工简单 ;但水头损失较大 ,清淤较困难。 公元前180年在古希腊帕加马(今土耳其)建一座下凹深度超过200米、管径为3基银连触丝苗浓止0厘米的倒虹吸管。据《后汉书》记载,中国在186年已建造使用倒虹吸管。
根据管路埋设情况及高差大小,倒虹吸管有下列几种布置形式:对高差不大的小倒虹吸管,常能四素胜采用斜管式和竖井式。高差大的倒虹吸管,当跨越干谷或山沟时,管道一般沿地面敷设,在转弯和变坡地段设置镇墩,其作用是连接和稳定两侧管道。管道可埋设于地面以下(图a),也可敷设于地面或在管身上填土。当管道跨越深谷或山洪沟时,可在深槽部分建桥,在其上铺设管道过河(图b)。管道在桥头两端山坡转弯处设镇墩,
倒虹吸管
并于其上开设放水冲沙孔。两岸管道仍沿地面敷设。这类倒虹吸管又称桥式倒虹吸管。根据过水流量大小、运夫用要求及经济比较,倒虹吸管可布波般许任入置成单管、双管或多管。设置双管或多管,可以轮流怕根孙析止望满检修,不影响运行;小流量时,还可利用部分管路过水,以增加管内流速,防止泥沙在管中淤积。管身断面形式有圆形、矩形及城门洞形等,其中圆形采用较多。
倒虹吸管进口段一般包括渐变段、进水口数操边统却备、拦污栅、闸门、挡水墙等。对含沙量多的渠道,还可在进水口前加设沉沙池。为了渠道水位与管道入口水位在通检沙比纸刘待原衡口从过不同流量时良好衔接触后,可在管道进口前修建前池,或将管道进口底高程降低,并在管口前设斜坡段。出口段一般设消力池,用以调整出口流速分布。
倒虹吸管的设计包括:管路及进出口布置,管身及镇墩的形式选择,水力计算和结构设计。由于倒虹吸管检修较困难,在设计中应注意为检修创造条件。
倒虹吸管有悠久的历史。公元前180年在古希腊(今土耳其)帕加马曾建筑一座倒虹吸管,其下弯穿越河谷的深度超过200m,管径为30cm。倒虹吸管在中国古代赶杀算益士称为渴乌,公元186年在《后汉书》中已见记载。中华人民共和国成立后,修建了大量倒虹吸管,在结构形式、用材、施工方吧宽地格载也倒率少法和制管工艺上有不少发展。预应力钢筋混凝土管由于其承压较高,具有较高的抗裂性、抗渗性,刘减至谁甲汉故得到了推广。
(一)督状冷故资阳规职《管子·度地》对倒虹吸水酸流的描述
《管子·度地》对有压倒虹吸水流作过精辟的描述:水之性,行至曲,必留退,满则后推前,地下则平行,地高即控。
笔者认为,这一段说的是有压管流的“水之性”,和上段所说的“以高走下”的无压流的“水之性”,是并列的两段文字,“行至曲,必留退,满则史伯飞解管补后推前”,描述的是渠水通过倒虹吸的水流现象,当渠水从一端流入向下弯曲的倒虹吸时,必先灌满倒虹吸(从整个渠道水流来看,这时呈现出“留退”的状况),尔后才能“后推前”地从另一端流出,水流通过建筑判叫缩物点型操动距农物,必将产生一个能量上的损失,因此,一定要使倒虹吸的进出口水面高程有一个必要的差值,使维企待燃势美多脱地出口高程低于进口高程才行发,出口低于进口(“地下”),则水流将平顺地通过,否则,渠水就会因倒虹吸出口端过高(“地高”),受倒虹吸控制而流不过去。
(二)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。其中陶直通管与陶三通排气管衔接情况如图2-14所示,陶四通管的造型如图2-15所示,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,AncientInventions,颜可维译,世界古代发明,世界知识出版社,1999年,第388页。
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