雙級四線單向通行互補省水船閘的製作方法
2023-06-19 14:56:16
技術領域：
本發明涉及水工建築物，特別涉及一種船舶通過水壩的船閘。
背景技術：
：
省水船閘可分為兩大類，第一類是帶有省水容器(如省水池、儲水池、中間渠道)的船閘，第二類是利用閘室的本身做為省水容器的船閘。由於省水容器的高度有嚴格地設計要求，一座船閘需要多個高度不同的省水池，省水池成本在幾百萬元、幾千萬元，甚至高達幾億元。在工程成本這一方面來說，第二類省水船閘不存在省水容器，具有低成本的優勢，免除了省水池成本的優越技術效果。
第二類省水船閘是一線船閘與另一線(或者為多線)船閘之間，以水量互相補充的運行方式，達到省水為目的的船閘。把第二類船閘命名為互補省水船閘，把第二類船閘的技術領域稱之為互補省水船閘技術領域。
目前世界上很多國家使用的省水船閘是帶有省水容器的船閘，其省水率極低，舉一個例子，以典型的省水率1/2單級帶省水池船閘進行說明，有省水池a池、b池，船閘洩水運行時先向省水池洩水，其順序是先洩向高處的省水池(b池)，再依次洩向低處的省水池(a池)。水洩向b池導致b池水位上升，b池水位上升沒有用於需要上升的船舶，白白地浪費了水位的上升，沒有起到省水的效果，需要花費創造性勞動解決省水的效果。同樣，水洩向a池導致a池水位上升，a池水位上升沒有用於需要上升的船舶，白白地浪費了水位的上升，沒有起到省水的效果，需要花費創造性勞動解決省水的效果。灌水順序與洩水時相反，首先將低處的省水池(a池)的水灌入閘室，然後依次將高處的省水池(b池)向閘室灌水。a池的水灌入閘室導致a池水位下降，a池水位下降沒有用於需要下降的船舶，白白地浪費了水位的下降，沒有起到省水的效果，需要花費創造性勞動解決省水的效果。同樣，b池的水灌入閘室導致b池水位下降，b池水位下降沒有用於需要下降的船舶，白白地浪費了水位的下降，沒有起到省水的效果，需要花費創造性勞動解決省水的效果。本發明技術方案把省水池改成船閘閘室，充分地利用水位的上升和下降用於船舶的上升和下降，大幅提高省水效率。
目前有一種雙級四線連通的船閘，這種船閘是互補省水船閘技術，這種船閘是雙向通行的，每次排放至下遊的水量是閘室低水位至高水位的二分之一。本發明採用完全不同的運行方式，在同一線船閘實行單向通行，每次排放至下遊的水量是閘室低水位至高水位的四分之一，進一步降低排放至下遊的水量。
船隻的制動、轉彎、加速度、減速度的靈活性要低於陸地上運動的車輛，在同一線船閘實行單向通行的優點是降低船舶過閘難度和減少過閘時間，本發明船閘是單向通行的，因此比一種雙級四線連通的船閘技術具有進步。
技術實現要素：
：
雙級四線單向通行互補省水船閘是指：船閘為4線，每線為2級，4線之間是連通的，4線船閘閘室之間的水是互相排放的，在同一線船閘中，上一次船舶通過與下一次船舶通過的方向是相同的，即單向通行。
本發明的有益效果是，在沒有省水池的條件下把雙級四線單向通行船閘的耗水量降低到1/8h每次(h：總水頭高度)，大幅度提高省水效率，首次把雙級四線單向通行船閘省水率提高到7/8(即87.5％)。
本發明的技術方案是：
船閘為4線，每線為2級，4線之間是連通的，4線船閘閘室之間的水是互相排放的，在同一線船閘中，上一次船舶通過與下一次船舶通過的方向是相同的；
4線船閘的第一級閘室連通廊道25從a1閘室開始，經過閥門十三13閥門二十一21閥門二十二22閥門二十三23閥門十五15與d1閘室連通，閥門十三13與閥門二十一21之間的廊道有分支廊道經過閥門二十四24之後與閥門二十三23閥門十五15之間的廊道連通，閥門二十一21與閥門二十二22之間的廊道有分支廊道與b1閘室連通，閥門二十二22與閥門二十三23之間的廊道有分支廊道與c1閘室連通；
4線船閘的第二級閘室連通廊道26從a2閘室開始，經過閥門十四14閥門十七17閥門十八18閥門十九19閥門十六16與d2閘室連通，閥門十四14與閥門十七17之間的廊道有分支廊道經過閥門二十20之後與閥門十九19閥門十六16之間的廊道連通，閥門十七17與閥門十八18之間的廊道有分支廊道與b2閘室連通，閥門十八18與閥門十九19之間的廊道有分支廊道與c2閘室連通；
每一線船閘的上一級閘室與下一級閘室之間的連通方式和廊道閥門與常規雙級船閘相同，上一級閘室廊道經過一個閥門之後與下一級閘室連通；
進水閥門的位置關係及作用與常規雙級船閘相同，每一線上遊閘室有1個進水閥門；
排水閥門的位置關係及作用與常規雙級船閘相同，每一線下遊閘室有1個排水閥門；
閘門的位置關係及作用與常規雙級船閘相同，每一個閘室有上遊閘門、下遊閘門；
閘室在每一次排水或進水的水位下降或上升都是下遊至上遊的總水頭高度的八分之一高度；
每一個閘室在每一次排水或進水的水位下降或上升都是檻上水深水位至閘室高水位的四分之一高度。
附圖說明：
圖1至圖12是雙級四線單向通行互補省水船閘工作原理順序圖。
裡的數字或字母代表圖中的數字或字母，數字或字母代表前面的名稱：a線船閘(a)，b線船閘(b)，c線船閘(c)，d線船閘(d)在每一幅中是相同的，因此只在圖1標出。a線下遊閘室a1閘室(a1)，b線下遊閘室b1閘室(b1)，c線下遊閘室c1閘室(c1)，d線下遊閘室d1閘室(d1)，a線上遊閘室a2閘室(a2)，b線上遊閘室b2閘室(b2)，c線上遊閘室c2閘室(c2)，d線上遊閘室d2閘室(d2)，閘門(z)，水流經過閥門時的流動方向(→)，去上遊的船舶一(s)，去下遊的船舶二(x)；
水位標記0、01、02、03、04在每一線閘室的位置高度是相同的，因此每一幅中只在a線船閘標出。下遊至上遊的總水頭高度平均分成8個水位高度，下遊閘室有3個水位高度，水位標記下遊水位(0)，1/4水位(01)，2/4水位(02)，3/4水位(03)，下遊閘室高水位(04)；
上遊閘室有4個水位高度，水位標記檻上水深(0)，1/4水位(01)，2/4水位(02)，3/4水位(03)，上遊水位(04)；下遊閘室的高水位(04)與上遊閘室檻上水深水位(0)是同一高度水位；
a2閘室上遊水進水閥門一(1)，b2閘室上遊水進水閥門二(2)，c2閘室上遊水進水閥門三(3)，d2閘室上遊水進水閥門四(4)，a1閘室水排放至下遊閥門九(9)，b1閘室水排放至下遊閥門十(10)，c1閘室水排放至下遊閥門十一(11)，d1閘室水排放至下遊閥門十二(12)；上一級閘室的水排放至下一級閘室的廊道閥門有閥門五(5)，閥門六(6)，閥門七(7)，閥門八(8)；
一線船閘與另一線船閘之間互相排水的廊道閥門有閥門十三(13)，閥門十四(14)，閥門十五(15)，閥門十六(16)，閥門十七(17)，閥門十八(18)，閥門十九(19)，閥門二十(20)，閥門二十一(21)，閥門二十二(22)，閥門二十三(23)，閥門二十四(24)；
第一級閘室連通廊道(25)，第二級閘室連通廊道(26)；
圖中的每一線閘室左邊視為下遊方向，閘室右邊視為上遊方向，閘室左邊的閘門為該閘室的下遊閘門(z)，閘室右邊的閘門為該閘室的上遊閘門(z)。
具體實施方式：
結合圖1對雙級四線單向通行互補省水船閘的廊道閥門位置連接關係進行說明：
a、b、c、d四線船閘，每線為2級，四線船閘並排布置，a線下遊閘室a1，a線上遊閘室a2，b線下遊閘室b1，b線上遊閘室b2，c線下遊閘室c1，c線上遊閘室c2，d線下遊閘室d1，d線上遊閘室d2；
a2閘室上遊水進水閥門一1，b2閘室上遊水進水閥門二2，c2閘室上遊水進水閥門三3，d2閘室上遊水進水閥門四4；a1閘室水排放至下遊閥門九9，b1閘室水排放至下遊閥門十10，c1閘室水排放至下遊閥門十一11，d1閘室水排放至下遊閥門十二12；
a2閘室經過閥門五5與a1閘室連通，b2閘室經過閥門六6與b1閘室連通，c2閘室經過閥門七7與c1閘室連通，d2閘室經過閥門八8與d1閘室連通；
4線船閘的第一級閘室連通廊道25從a1閘室開始，經過閥門十三13閥門二十一21閥門二十二22閥門二十三23閥門十五15與d1閘室連通，閥門十三13與閥門二十一21之間的廊道有分支廊道經過閥門二十四24之後與閥門二十三23閥門十五15之間的廊道連通，閥門二十一21與閥門二十二22之間的廊道有分支廊道與b1閘室連通，閥門二十二22與閥門二十三23之間的廊道有分支廊道與c1閘室連通；
4線船閘的第二級閘室連通廊道26從a2閘室開始，經過閥門十四14閥門十七17閥門十八18閥門十九19閥門十六16與d2閘室連通，閥門十四14與閥門十七17之間的廊道有分支廊道經過閥門二十20之後與閥門十九19閥門十六16之間的廊道連通，閥門十七17與閥門十八18之間的廊道有分支廊道與b2閘室連通，閥門十八18與閥門十九19之間的廊道有分支廊道與c2閘室連通；
閘門的位置關係與常規雙級四線船閘相同。
結合附圖對雙級四線單向通行互補省水船閘的工作原理進行說明：
每一個工作循環有12個步聚，12個步聚是：
步聚1)，如圖1所示，a2閘室內船舶二x為上遊水位04，b2閘室內船舶二x為2/4水位02，c2閘室內船舶一s為檻上水深水位0，d2閘室內船舶一s為2/4水位02，a1閘室為下遊水位0，b1閘室為2/4水位02,c1閘室為高水位04，d1閘室為2/4水位02；閥門十三13閥門十四14閥門十五15閥門十六16閥門十八18閥門二十20閥門二十二22閥門二十四24打開狀態，其它閥門關閉狀態；a2閘室的水經過閥門十四14閥門二十20閥門十六16排放至d2閘室，b2閘室的水經過閥門十八18排放至c2閘室，d1閘室的水經過閥門十五15閥門二十四24閥門十三13排放至a1閘室，c1閘室的水經過閥門閥門二十二22排放至b1閘室；
步聚2)，如圖2所示，a2閘室內船舶二x為3/4水位03，b2閘室內船舶二x為1/4水位01，c2閘室內船舶一s為1/4水位01，d2閘室內船舶一s為3/4水位03，a1閘室為1/4水位01，b1閘室為3/4水位03,c1閘室為3/4水位03，d1閘室為1/4水位01；閥門四4閥門六6閥門十二12閥門十三13閥門十四14閥門十九19閥門二十20閥門二十三23閥門二十四24打開狀態，其它閥門關閉狀態；上遊水經過閥門四4排放至d2閘室，b2閘室的水經過閥門六6排放至b1閘室，d1閘室的水經過閥門十二12排放至下遊，a2閘室的水經過閥門十四14閥門二十20閥門十九19排放至c2閘室，c1閘室的水經過閥門二十三23閥門二十四24閥門十三13排放至a1閘室；
步聚3)，如圖3所示，a2閘室內船舶二x為2/4水位02，b2閘室內船舶二x為檻上水深水位0，c2閘室內船舶一s為2/4水位02，d2閘室內船舶一s為上遊水位04，a1閘室為2/4水位02，b1閘室為高水位04,c1閘室為2/4水位02，d1閘室為下遊水位0；b2閘室下遊閘門z打開，b2閘室內船舶二x離開b2閘室進入b1閘室；d1閘室下遊閘門z打開，去上遊的船舶一s進入d1閘室；d2閘室上遊閘門z打開，d2閘室內船舶一s離開閘室進入上遊；
步聚4)，如圖4所示，a2閘室內船舶二x為2/4水位02，b2閘室為檻上水深水位0，c2閘室內船舶一s為2/4水位02，d2閘室為上遊水位04，a1閘室為2/4水位02，b1閘室內船舶二x為高水位04,c1閘室為2/4水位02，d1閘室內船舶一s為下遊水位0；閥門十三13閥門十四14閥門十五15閥門十六16閥門十七17閥門十九19閥門二十一21閥門二十三23打開狀態，其它閥門關閉狀態；a2閘室的水經過閥門十四14閥門十七17排放至b2閘室，d2閘室的水經過閥門十六16閥門十九19排放至c2閘室，b1閘室的水經過閥門二十一21閥門十三13排放至a1閘室，c1閘室的水經過閥門二十三23閥門十五15排放至d1閘室；
步聚5)，如圖5所示，a2閘室內船舶二x為1/4水位01，b2閘室為1/4水位01，c2閘室內船舶一s為3/4水位03，d2閘室為3/4水位03，a1閘室為3/4水位03，b1閘室內船舶二x為3/4水位03,c1閘室為1/4水位01，d1閘室內船舶一s為1/4水位01；閥門三3閥門五5閥門十一11閥門十五15閥門十六16閥門十七17閥門二十20閥門二十一21閥門二十四24打開狀態，其它閥門關閉狀態；上遊水經過閥門三3排放至c2閘室，a2閘室的水經過閥門五5排放至a1閘室，c1閘室的水經過閥門十一11排放至下遊，d2閘室的水經過閥門十六16閥門二十20閥門十七17排放至b2閘室，b1閘室的水經過閥門二十一21閥門二十四24閥門十五15排放至d1閘室；
步聚6)，如圖6所示，a2閘室內船舶二x為檻上水深水位0，b2閘室為2/4水位02，c2閘室內船舶一s為上遊水位04，d2閘室為2/4水位02，a1閘室為高水位04，b1閘室內船舶二x為2/4水位02,c1閘室為下遊水位0，d1閘室內船舶一s為2/4水位02；a2閘室下遊閘門z打開，a2閘室內船舶二x離開a2閘室進入a1閘室；c1閘室下遊閘門z打開，去上遊的船舶一s進入c1閘室；c2閘室上遊閘門z打開，c2閘室內船舶一s離開閘室進入上遊；
步聚7)，如圖7所示，a2閘室為檻上水深水位0，b2閘室為2/4水位02，c2閘室為上遊水位04，d2閘室為2/4水位02，a1閘室內船舶二x為高水位04，b1閘室內船舶二x為2/4水位02,c1閘室內船舶一s為下遊水位0，d1閘室內船舶一s為2/4水位02；閥門十三13閥門十四14閥門十五15閥門十六16閥門十八18閥門二十20閥門二十二22閥門二十四24打開狀態，其它閥門關閉狀態；d2閘室的水經過閥門十六16閥門二十20閥門十四14排放至a2閘室，c2閘室的水經過閥門十八18排放至b2閘室，a1閘室的水經過閥門十三13閥門二十四24閥門十五15排放至d1閘室，b1閘室的水經過閥門二十二22排放至c1閘室；
步聚8)，如圖8所示，a2閘室為1/4水位01，b2閘室為3/4水位03，c2閘室為3/4水位03，d2閘室為1/4水位01，a1閘室內船舶二x為3/4水位03，b1閘室內船舶二x為1/4水位01,c1閘室內船舶一s為1/4水位01，d1閘室內船舶一s為3/4水位03；閥門二2閥門八8閥門十10閥門十三13閥門十四14閥門十九19閥門二十20閥門二十三23閥門二十四24打開狀態，其它閥門關閉狀態；上遊水經過閥門二2排放至b2閘室，d2閘室的水經過閥門八8排放至d1閘室，b1閘室的水經過閥門十10排放至下遊，c2閘室的水經過閥門十九19閥門二十20閥門十四14排放至a2閘室，a1閘室的水經過閥門十三13閥門二十四24閥門二十三23排放至c1閘室；
步聚9)，如圖9所示，a2閘室為2/4水位02，b2閘室為上遊水位04，c2閘室為2/4水位02，d2閘室為檻上水深水位0，a1閘室內船舶二x為2/4水位02，b1閘室內船舶二x為下遊水位0,c1閘室內船舶一s為2/4水位02，d1閘室內船舶一s為高水位04；b2閘室上遊閘門z打開，去下遊的船舶二x進入b2閘室；b1閘室下遊閘門z打開，b1閘室內船舶二x離開閘室進入下遊，d1閘室上遊閘門z打開，d1閘室內船舶一s離開d1閘室進入d2閘室；
步聚10)，如圖10所示，a2閘室為2/4水位02，b2閘室內船舶二x為上遊水位04，c2閘室為2/4水位02，d2閘室內船舶一s為檻上水深水位0，a1閘室內船舶二x為2/4水位02，b1閘室為下遊水位0,c1閘室內船舶一s為2/4水位02，d1閘室為高水位04；閥門十三13閥門十四14閥門十五15閥門十六16閥門十七17閥門十九19閥門二十一21閥門二十三23打開狀態，其它閥門關閉狀態；b2閘室的水經過閥門十七17閥門十四14排放至a2閘室，c2閘室的水經過閥門十九19閥門十六16排放至d2閘室，a1閘室的水經過閥門十三13閥門二十一21排放至b1閘室，d1閘室的水經過閥門十五15閥門二十三23排放至c1閘室；
步聚11)，如圖11所示，a2閘室為3/4水位03，b2閘室內船舶二x為3/4水位03，c2閘室為1/4水位01，d2閘室內船舶一s為1/4水位01，a1閘室內船舶二x為1/4水位01，b1閘室為1/4水位01,c1閘室內船舶一s為3/4水位03，d1閘室為3/4水位03；閥門一1閥門七7閥門九9閥門十五15閥門十六16閥門十七17閥門二十20閥門二十一21閥門二十四24打開狀態，其它閥門關閉狀態；上遊水經過閥門一1排放至a2閘室，c2閘室的水經過閥門七7排放至c1閘室，a1閘室的水經過閥門九9排放至下遊，b2閘室的水經過閥門十七17閥門二十20閥門十六16排放至d2閘室，d1閘室的水經過閥門十五15閥門二十四24閥門二十一21排放至b1閘室；
步聚12)，如圖12所示，a2閘室為上遊水位04，b2閘室內船舶二x為2/4水位02，c2閘室為檻上水深水位0，d2閘室內船舶一s為2/4水位02，a1閘室內船舶二x為下遊水位0，b1閘室為2/4水位02,c1閘室內船舶一s為高水位04，d1閘室為2/4水位02；a2閘室上遊閘門z打開，去下遊的船舶二x進入a2閘室；a1閘室下遊閘門z打開，a1閘室內船舶二x離開閘室進入下遊，c1閘室上遊閘門z打開，c1閘室內船舶一s離開c1閘室進入c2閘室；
步聚12)之後閘室水位及船舶的位置關係與步聚1)相同，這時從步聚1)開始，這樣循環工作。