管道输送流体，水头大的采用重力流，水头小的或负水头的，采用水泵加压输水，或两者结合应用，据笔者认为，管输，尤其是长距离引水、城镇配水，除采用上述两种输水形式外，客观上存在第三种输水形式：真空输水。
自从水的虹吸现象为人类所发现及利用，年代已相当久远。可人们对虹吸现象的研究，到目前还仅是表面的，实际工程中也只能实施直径在600毫米以下的虹吸管，并笼统地将它归纳在“重力流”范畴内。深入的研究与实施难度极大，其原因是，继续加大虹吸管实施直径及提高其真空度相当困难，导致管内水充盈度难以达到正常的运行状态。人们无法实际观察到超大直径的虹吸管在水充盈度很高的情况的运行流态，也就无法对虹吸做出正确的分析与描述。
流体从高位水池或水塔上重力自流的，称为“重力流”，重力流管输的始端，由于流体在进入管口时必然形成涡流，而大气以肉眼见不到的微小气泡掺入水体并进入管内。大气不断掺进管内，管径越大、流速越快的，涡流掺进气体的量越大。这些被旋涡卷进管内的微小气泡，运行一段距离后，停留在各段管道的高凸处，其压力又不足以自动从排气阀排除，形成气阻。
“重力流”常应用于从水库引水，水轮机发电及自来水的重力配水工程，尽管设计人员设法减少管道的弯曲与起伏，提高水管进水处的淹没深度，安装了减少涡流的装置，以及在管道中设置排气阀，但无法根本改变涡流的产生及消除水管中的掺气量。对从高位水池重力自流，地势起伏大的引水工程来说，涡流产生后不断掺进的气体，使有压流中出现空泡，流体不再是连续流，流速降低。不仅如此，空化区附近的水流固体边壁产生剥蚀破坏，久而之引起管道的断裂和材料的疲劳。
自来水重力配水工程，随旋涡进入管内的气体，停留并占据了管网中各段水管的高凸处，尽管整个引水、配水管网的标高明显低于高位水池，但在用水高峰期，打开管网中的地势较高处的水咀，出水量极少或根本不出水；用水低峰期，由于进入管网的流量减少，流速减慢，原进入管网中的气泡部分倒回到主管的始端，部分气泡随着高处水咀的打开而进入大气中，管网内的水充盈度得以提高，从而使管网中地势较高处的出水状况得以改善，也就呈现人们所称的“夜来水”。
利用水泵对水流进行做功，把机械能转变成压力能，使流体能量增加的输水形式，称为“压力流”。由于水泵是依靠叶轮的高速旋转产生离心力作用于流体的，压力管内流体只受到一个旋转的、单向的“推力”，这个“推力”依靠流体本身的传递，既要克服流体的重力，又要克服沿程的摩擦阻力，由于管内水充盈度不高，能量的传递受阻，其结果是：压力管的始端水压大，远离始端的水压小，水压随着管线距离的延长而逐渐降低。
对于大管径的长距离输水工程，须多台泵同时对一根大管进行加压。由于各泵扬程、功率不同，对流体作用力的角度不同，水泵叶片转动时产生的离心力，使流体微团间发生撞击，相互间也抵消了部分能量。地形起伏较大的长距离引水工程，沿程能量损失相对更大，管道末端的充盈度明显降低，流量随着管线的延长而超常减少。
城市加压的自来水配水工程，干支管铺设成树枝式或环状式管网，高差起伏大、弯头多、水管“窝气”的高凸处多，水头损失大。由于水泵的流量是恒定的，难以与用户总用水量取得一致，供求不平衡，不是浪费能耗，就是供水量满足不了用户需求，加上部分气体不断掺进管网，在流速较慢、水压偏低的水管中成为流体前进的阻碍，导致水泵对流体所作之功通过流体本身的能量传递效率随着管线的延长而超常降低，使城市不同方位的水压差别很大。不少用户安装管道泵，不仅危及水厂加压泵的安全运行，而且经常造成某段水管“空管气堵”现象，水流在一定时间内难以逾越通过，影响正常供水。
日常生活中，常见用根软管向外导流容器内的流体，管内的水流现象即称为虹吸现象。工程上应用的常规虹吸管。须先用真空泵抽吸管内的空气，产生负压后，流体依靠大气压强的压力及势能的引力，被压到虹吸管顶端后下落，从出水口处流出，完成了虹吸的全过程。由于真空泵负荷的限制及管道密封欠佳的缘故，大气的压水高度（即虹吸高度）仅限于7.2米左右。直径大于600毫米以上的常规虹吸管，虹吸高度低于6米，虹吸输水距离只有几百米，部分管内水充盈度小于70%，虹吸管顶端窝存的空气，一旦达到一定的容量，流体即失去连续性，虹吸即行自动断流。所以，给排水工程应用的常规虹吸管，管径较小，输水距离短，运行上很不可靠，经常断流，极少采用，不受重视。
1990年初，经过长期的努力，虹吸的研究及实际应用有了重大突破并达到了前所未有的深度。根据虹吸原理，研制成功一种新型虹吸装置：潜水式真空虹吸装置，其匹配管径从300毫米到4000毫米不等，特殊需要时还可加大，虹吸高度8米，总水头大于沿程水头损失的工程，虹吸输水距离不限；虹吸前不需抽吸管内真空，而是采用一种简便易行、效果可靠的新方法，即能达到管内水充盈度99%以上，不管输水距离多长，随意开关出水口阀门，可任意遥控真空虹吸装置的吸水量。
潜水式真空虹吸装置的构造有别于现有的任何水泵，其吸水处由排列规范的液压缸组成流体整流器，液压缸的的数量与结构是由总吸水量及输水水质所决定。潜水式真空虹吸泵运行时，无需外来的动力，吸水运行时，接在管进水口处，潜水运行。吸水时，液面异常平静、无涡流出现，进入管内的水流不掺气，管内水充盈度高达99%以上，流体均匀受到大气压强及位差势能“一压一拉”的同时作用，并以95%以上的高效率将大气压强、势能转换成水的动能，真空虹吸装置因设计超越常规，自身磨擦阻力极小，充分利用大气压自身具备的压力与过水截面积同倍增长的有利条件作为动力，装置的内摩擦阻力极小，输水过程中，不进气、流速快、管中不窝气、沿程水头损失最小。
在同等条件下，真空虹吸装置所形成的水流，其流速要比“压力流”与“重力流”及常规虹吸管增加20%以上，出水流量可增加15%~40%以上。若不考虑其它因素，其水压与“压力流”恰巧相反：始端压力小，远离始端、位差大的压力大，流体连续性好。经实践与试验表明，其流况介于层流与紊流之间。这种有别于“压力流”与“重力流”的流态，就是管输中的第三种输水形式：真空管道高速输水。
潜水式真空虹吸装置，在实际工程应用表明，由于不受匹配管径及输水距离的限制，使虹吸的推广应用迈上了大中型给排水工程的舞台，尤其适合长距离给排水工程及城镇自来水配水工程。原先研究真空虹吸装置的本意，只是为了解决诸如跨溢洪道的水库应急溢洪及引水灌溉、水库枯水期虹吸死库容死水、虹吸水库淤积泥沙、替代各式水利工程闸门的应急运行并抽吸泥沙、地下水真空回灌等工程的节能问题。为了使虹吸高度在管径增大的情况下保持不变，我们改善了“真空输水”的管内水充盈度。充盈度的提高无形中加大了作用于流体的力转化为动能的效率，流速也随之增加，且大气压强与势能相当均匀地作用于整个流场中的流体。其时，流体的体积膨胀系数最小，流态处于较为理想状态。 可以看出，管道进水处是否产生涡流，管内水充盈度的高低、以及流体受力状况，是决定流体流态的三个决定性因素，“真空输水”在上述因素中，与“压力流”“重力流”有着明显的区别。所以，将“真空输水”应用在大中型给排水工程，尤其是长距离给排水或城市配水工程上，既提高了总出水流量，又延长了水管的使用寿命，优势是显而易见的。
工业发达国家从节能的观点出发，并随着供水网络的不断扩展与跨流域引水工程输水距离的不断延长，已趋向于采用流体自上而下的自然重力流，水源厂选址有向高处发展的趋向，也就是用重力流替代压力流输水形式。
对于长距离给、排、配水工程，由于重力流输水形式优于压力流，而真空管道高速输水形式效率又明显高于重力流，这就给真空管道高速输水技术的应用有后来居上的发展机会。
低水头的长距离给排水工程，可以先提水到高位水池后，然后“真空输水”引水，将“压力流”输水距离尽量缩短，也就是把水泵作用于流体的机械能先转变成位差势能，使水泵的工作效率、扬程及流量在一定输水距离内，始终处于最佳运行状态，发挥最大的效益。余下输水管路则由“真空输水”的单泵单管取而代之。特别是超大管径的输水工程，不但可以增加整条管路的水充盈度，变有旋流为无旋流，降低沿程水头损失，使势能转变成动能的效率提高，流速加快，出水流量加大，促使整个工程的总效益提高。工程实施中又能减少排气阀设置数量及缩小设计管径，减少途中加压泵站数量及其它辅助设施，降低工程总投资。高水头引水工程，取水头部水源液面若比堤坝低8米以内，采用“真空输水”引水，整个工程运行可不耗任何动力，管路可根据地形起伏铺设，减少工程土方量。
城镇自来水工程采用“真空输水”配水，用户用水量大，真空虹吸泵的吸水量就大，供求量始终自动保持平衡。配水管中出现“空管断流”现象比“压力流”与“重力流”降低85%以上，流体连续性好。用户私装使用管道泵，对于“压力流”配水工程，会使管道出现“气阻空管”现象，水流不畅，容易爆管；而对于“真空输水”配水，不但不影响管网正常输水及其它用水，由于势能增加，反而会提高真空虹吸泵的总吸水量及水厂总配水量。
总之，“真空输水”的应用范围相当广泛，对于各种给排水工程的设计，又增加了几项可对照比较的流动参量，对原工程设计出现的诸如气阻、气蚀、爆管、压降、流量偏低等问题，有了解决的思路。笔者认为，对虹吸以及“真空输水”作更深入的研究，使这项客观存在的、优势明显高于“压力流”与“重力流”的第三种新输水形式得以广泛应用与发挥，为解决人们的吃水难、用水难、为诸多给排水工程发挥更大的效益，竭尽其力。
