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船閘(navigation lock),使船舶通過航道中有集中水位落差河段的一種通航建築物。船閘由閘室(lock chamber)、閘首(lock head)、輸水系統引航道等組成。在閘首上設有工作閘門、檢修閘門、船閘閥門、啟閉機械及信號、通訊設備。引航道內設有導航建築物和靠船建築物等。

船閘的閘室是固定在一個位置,用注入或排除來控制閘室內的水位高度[1];這不同於直接運載只升降的活動沉箱(caisson lock),垂直升船機(boat lift)、傾斜升船機(canal inclined plane)。如三峽大壩垂直升船機就是在一個3萬多噸的大水箱內承載船舶,整個水箱被垂直升降。

船閘用來使河流更易航行,或使運河貫通水平面有落差的航線。氣閘的設計理念和船閘類似。

按照船閘的縱向排列的閘室數目可分為單級船閘和多級船閘。按照船閘的橫向平行排列的閘室數目可分為單線船閘、雙線船閘和多線船閘。

歷史

秦始皇三十三年(公元前214年)鑿靈渠。公元前219年,靈渠上設置陡門,構成了「單門船閘」(又稱「半船閘」flash lock)。南朝宋景平年間公元423年,在揚子津(今揚州市揚子橋)附近河段上建造了兩座斗門,順序啟閉兩座斗門,船舶就能克服集中水位落差而上下行。北宋喬維岳於雍熙年間公元984年在西河(今淮安淮陰間)上修建了西河閘,設有上下兩個閘門,閘室長76米,閘門上有輸水裝置。這就是中國歷史上有名的西河閘,是現代船閘的雛型。

復閘的修建,是從唐代開始的。《宋史河渠志》記載,唐代寶曆初年,觀察使李渤曾在靈渠建立斗門,用以解決漕舟航運問題。沈括夢溪筆談》中記載記載了北宋仁宗天聖年間儀征運河廢埭建復閘:

「天聖中,監真州排岸司、右侍禁陶鑒始議為復閘節水,以省舟船過埭之勞。是時工部郎中方仲荀、文思使張綸為發運使、副,表行之,始為真州閘。歲省冗卒五百人,雜費百二十五萬。運舟舊法,舟載米不過三百石。閘成,始為四百石。其後所載浸多,官船至七百石,私船受米八百餘囊,囊二石。自後北神、召伯、龍舟、茱萸諸埭,相次廢革,至今為利」。

歐洲,1375年在荷蘭出現了半船閘。1481年在意大利出現了船閘[2]

分類

  • 海船閘
  • 河船閘

如果河流有一段用作航行的河道要通過急流、堰、水壩等障礙物,因為水位在障礙物前後有大的落差,該河道須安裝船閘。

在河流的大型航道改進工程中,堰、船閘會一同用上。堰會增加淺灘河道的水深,船閘則會建在堰體的缺口或人口開挖航道的下游處(以繞過堰體或者淺灘河道)。經過這樣的改進工程後,該河道就成為正式的「航道」了(例如 考爾德和海伯航道)。航道最底部的船閘分隔開有潮汐和沒有潮汐的航道。有時一條河為了完全不受潮汐影響,直接在河口建「海閘」(防潮閘)。

愈先進的航道,愈需要更多船閘。

為繞過迂迴曲折河道的較長的人工開挖航道,在其上游入口處通常會加裝防洪閘。

人工開挖河道越長,河道開始端至結尾間的水位落差越大。所以需要更多附加的船閘。這種河道的作用就像運河一樣了。

  • 運河船閘

初期的運河橫跨鄉下地方的小屋,要環繞不少小山丘,甚至繞道而行。當工程師愈來愈雄心壯志地想克服這種困難,船閘更變得重要。因為船閘能使運河無需繞道,只需調校水面面即可使船隻航行,既省時也省建築費。後來,建築技術提升,建築師更樂於使用這類附加建築物以方便航行,例如隧道、溝渠、堤壩等;甚至更技術複雜的小船升降機、運河斜面。不過,船閘的建造依然繼續以作為此等解決方法的補充,在當今航道中仍有重要地位。

視頻

船閘 相關視頻

船閘工作原理
參觀巴拿馬運河新船閘

參考文獻