倒虹吸是一种利用水位差和大气压力差实现液体长距离输送的工程现象，其工作原理可归纳为以下几点：

一、核心原理：水位差与压力差驱动

水位差是主要驱动力

倒虹吸系统依赖上下游水位差，通过重力势能转化为动能，推动液体流动。具体表现为进口端液位高于出口端，形成高度差。

大气压力辅助作用

- 当管道内液体流动时，液面高度变化导致管口处压强变化。若管道内形成负压（如液体上升段），外部大气压会推动液体继续流动。

- 例如，在虹吸管顶部打孔时，空气进入形成负压，促使液体持续上升。

二、关键条件与结构要求

管道结构

- 需为竖直或倾斜的管道，确保液体能克服重力沿管上升。

- 管道需保持密封，防止空气进入导致负压失效。

液体密度差

- 进口液体密度需高于出口，以产生足够的压力差驱动流动。

初始负压条件

- 需通过灌水等方式在管道内形成负压，通常从底部开始灌入液体以排除空气。

三、能量转换与守恒

在理想情况下（忽略粘性损失），液体在管道中流动时遵循位能、压能守恒定律。例如，进口处位能最大、压能最小，出口处压能最大、位能最小。

四、应用与特点

工程应用：

常用于渠道与道路、河流交叉处，如城市供水、排水及景观工程。

优势：无需额外动力设备，但需合理设计水位差和管道布局。

总结

倒虹吸通过巧妙利用水位差和大气压力差，实现液体长距离输送。其核心在于确保管道密封性、控制初始负压，并利用重力势能转化为动能。实际工程中需结合地形、液体性质等因素综合设计。