湘江长沙枢纽船闸完成试通航,轮船也能爬楼梯

三峡大坝位于中国湖北省宜昌市境内。于1994年兴建,全长约2308m,高程约185m,总投资4954.6亿元人民币,2006年5月全线建成,是世界上规模最大的混凝土重力坝。2007年三峡大坝景区成为首批国家5A级旅游景区。

说起三峡大坝,作为当今世界最大的水利发电工程,高峡出平湖,凝聚了几代中国人的心血和智慧,无数的国人为之扬眉吐气,蓄水高175米,水库的长度约2335米,每年发电967亿千瓦,绝对的世界第一高,据相关信息显示,国内约有5分之1的用电量都由三峡大坝直接提供。

湘江长沙综合枢纽工程成功完成试通航。9月26日上午10时18分,两艘海事船缓缓驶入湘江长沙综合枢纽船闸。紧接着,两艘1000吨级的货船也相继驶入。10时46分,船只列队驶出。

2006年5月20日竣工的三峡大坝,是世界上最大的混凝土坝,坝顶高185m。正常蓄水后,坝前水位为海拔175m,而坝下通航的最低水位为海拔62m,大坝上下水位落差达113m,有三,四十层楼房那么高!三峡大坝下游的轮船怎样通过大坝到上游呢?工作人员用“大船爬楼梯,小船坐电梯”形象的描绘了轮船通过大坝的两种方式。电梯就是升船机,已于2009年建成。小型轮船放在升船机里,像人们坐电梯一样,直接到达上游水面上。那“楼梯”是什么?大型轮船是怎样通过“爬楼梯”由大坝的下游到上游的呢?

我于2006年10月参观过大坝,当时坝顶部分区域刚正式对外开放,乘观光车到达大坝顶部,必须存放全身所有的物品,经过安检,继续乘小电瓶车到达大坝的顶部参观。那时,八方游客纷至沓来,记得当年新闻播过统计年接待游客量约180万人次。。。 06年的参观券与拍摄图片 1图片 2图片 3图片 4图片 52014年4月我再观三峡大坝。这次乘观光游船,目睹了船过闸门的全过程。三峡有两种过闸方式:一种是小型船舶,即3000吨以下的船舶可以通过垂直升船机直接用一个密封的水箱把水和船一起送到要去的水位高度,然后打开闸门出口,放船舶出去;第二种最常见,就是过双线五级船闸。在每一级船闸入口,船舶进入后先依次排队,系好缆绳,排满整个闸门之后开始注水或者放水(溯水上行水位逐渐抬高,是注水过程,下行则要放水)到与出口闸门的水位相同时,打开出口闸门,船舶依次开出,重复这样的过程直到五级船闸全部过完,就通过了整个三峡大坝。

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枢纽工程船闸于2010年10月底开始建设,2012年9月初开始进行机电设备安装和联门调试,9月13日开始船闸无水调试,9月17日船闸开始进行有水调试,比计划工期提前两个多月。其中枢纽船闸仅用短短6个月时间就完成了船闸“人”字门、液压启闭装置及相关配套机电金属结构安装,仅用13天时间便完成了双向双线船闸调试,创造了国内船闸建设的新纪录。

“楼梯”就是三峡大坝左侧已经建成通航的双线五级船闸。它是世界上最大的船闸。全长6.4km。船闸的水位落差之大,堪称世界之最。由于五级船闸的各闸之间存在落差,像楼房里的电梯一样,因此工作人员把大型轮船通过船闸戏称为“爬楼梯”。

我们乘坐的观光游船的过闸方式是双线五级船闸。单线全长1607米,由低至高依次为1-5#闸室,每个闸室长280米,宽34米。船闸跟楼梯差不多,每级船闸之间有一定高度差,从下游上行过坝,船进入最下面的一级船闸后,船闸底部开始充水,把船升到跟第二级船闸一样的水位,然后闸门打开,船只进入第二级,以此类推。总之,两级闸室水位相同后,门一开,船就进到下一级了。一般船只走船闸的话都至少要花四个小时以上,每级大概花五十分钟左右,当然这还是顺利的情况下。如果船只数量不够,或者遇上其他原因不能即时过闸,那就要等待,所以在船闸的上游入口处有18根巨大的水泥柱子,就是用来拴等待过闸的船只的,在大坝的下游一公里多的地方有专门的锚地,等待过闸的船只就在那抛锚等待。 我们乘坐的因是观光船,所以没有排队等待,安排好时间后直接通过的,过闸用时大约五十分钟左右,全过程非常壮观。真正地经历和体验到那句话水涨船高。图片 7图片 8图片 9图片 10图片 11图片 12图片 13图片 14图片 15图片 16图片 17图片 18图片 19图片 20图片 21图片 22图片 23图片 24图片 25图片 26图片 27

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9月26日上午10时,由海事船和工程船等四条船舶组成的船队从下游逆行而上,缓缓驶入枢纽船闸。船舶进入船闸后首先在两岸的浮式靠船墩旁等待,船只到齐以后,进口闸门缓缓关闭,闸室内形成一个水流相对封闭的空间。之后船闸两侧的输水门往闸室内灌水,提升闸室水位高度。当闸室水位与上游水位高度基本齐平时,出闸口的“人”字门缓缓开启,船只驶出船闸。船只通行时间约1个小时。

船闸是怎么建造的?

然而,三峡全长1983米,坝顶海拔高185米,上下游总落差为113米,在长江上过往的船只又要如何航行呢?

湘江长沙综合枢纽工程船闸是国内首个同时开建的双向双线2000吨级船闸。据介绍,双线船闸共用引航道,引航道宽度为146米,上下游引航道长度均为910米。船舶依次排列在引航道上,由中央控制室统一调度。这里不仅可以对船闸“人”字门启闭进行远程控制,同时在双线船闸上还安装了32个摄像头,可以对船舶通行情况进行多角度、全程实时监控。

它是根据连通器原理建造的。连通器是我们大家都很熟悉的一个容器。他们上端开口,下部互相连通。我们家中使用的茶壶就是一个连通器。连通器有一个特点:当它里面只装一种液体,这些液体静止不同时,容器中的各部分和空气接触的液面总是保持在同一高度。也就是说,在这个条件下,连通器各容器的液面总是想相平的。人们把它叫做连通器原理。

简单来说,通过三峡大坝的方式可以分为两种:

每天通过船只约200艘

三峡大坝的船闸共有五个闸室,每个闸室除了海拔高度不同外,其构造是相似的。上下游闸门是利用比较坚固的钢板制成的,闸门根据需要可以开启和关闭的活动闸门。

一、“大船爬楼梯”

船闸室长280米、宽34米、门槛水深4.5米,设计年通过能力为双闸双向9800万吨。像马路行车一样,船闸通行也有交通规则,不仅需要遵循趸船申报、锚地排号等待、顺序进入船闸等环节,就连船舶行驶速度都有具体要求。湘江长沙枢纽海事处副处长李嘉介绍,在上下游引航道,船舶进出闸的速度是1 米/秒,在闸室内移泊的速度是0.6米/秒。

轮船是怎样爬过这举世无双的“楼梯”呢?

形象点,如下图所示

试通航期间,船只还是像往常一样从湘江航行。但10月上旬三期围堰截流后,初步蓄水将达到 26.6米,湘江长沙段至株洲段枯水期航行瓶颈将被打破,经过湘江长沙段的船也只能由船闸通行。到10月枢纽截流蓄水通航后,枢纽坝址每天通过船只约为 200艘,届时将每天24小时通航确保航行畅通。

当大型轮船从大坝的下游驶到船闸时,先待五闸室的上游闸门和阀门关闭,再将下游闸门打开,这时,五闸室里的水位要下降,并且一直下降到和下游江中的水面相平。当五闸室的水位降到和下游水位一致时,打开下游闸门,让轮船进入闸室。接着关闭闸室下游闸门和阀门及四闸室的上游闸门和阀门,及四闸室的上游闸门和阀门,打开五闸室的上游阀门,也就是四闸室的下游闸门,这时,五闸室和四闸室又构成了一个连通器,四闸室的水面下降,五闸室的水面上升,轮船也随着闸室水位的上升而上升。当五闸室的水位和四闸室的水位相齐时,打开五闸室上游闸门,轮船好像爬过一个楼梯,轻松入四闸室。如此这般,直至驶出一闸室,进行高峡平湖,尽情行驶。

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如果大型轮船从大坝的上游驶向下游,下“楼梯”的过程正好相反。

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三峡大坝的永久船闸的设计是很科学的。闸室中有两条航道,一条上行,一条下行,互不干扰,大大节省了上下游轮船通过的时间。每艘轮船过闸的时间大约需要两个半小时。

具体点说,3000吨以上的船舶需要通过五级船闸逐次通过,因此被誉为“大船爬楼梯”。

如果你留心观察过洗手池的排水管的话,你会发现,他不是直上直下的通入地下,在他的中间有一部分要做成弯曲的U行。这个弯曲的U行部分叫水封。水封的功能是什么?

如果船从下游驶来,需要过大坝上行,先将五号闸室水位降到与下游水位一致,打开下闸门,船舶进入闸室;关闭下闸门,输水系统充水抬高闸室水位,船舶随闸室水位上升而上升,当水位与四号闸室水位齐平时,打开五号闸首人字闸门,船舶就好像爬过一级阶梯,轻松驶入上一级闸室。如此上升,直至驶出一号闸室,进入高峡平湖。如船舶从上游往下游走,过程正好相反。

水封的作用。

这个永久船闸的设计很科学,有两条道,一边上行,一边下行,互不干扰,节省时间。过闸大约要两个半小时。

排水管是用来排水的,当洗手池需要排水时,我们就把池底的塞子拔开,有水流入水封中。水封其实是一个连通器。刚开始时,水封右侧管中的水面就大大高于左侧管中水面,右侧管内水的压强大于左侧管内水的压强,排水管及水封内的水就会流动起来。根据连通器原理,当池中的水排光后,由于水封内左侧管中的水面右侧的液面相平,使水封内保持一定的水。

五级船闸全长6.4公里,其中船闸主体部分1.6公里,引航道4.8公里。船闸的水位落差之大,堪称世界之最。船闸上下落差达113米,船舶通过船闸要翻越40层楼房的高度。

大家知道,家家户户和各个单位的排水管都和下水道是联通的,下水道中由于各种污秽腐烂的物体存在,必然会产生一些腐败臭气。这些腐败臭气窜入室内,将是一件特别烦恼人的事情。正是由于水封中存留一些水,轻松的解决了这个使人们头痛了很长时间的难题。

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你看,水封既不影响洗水池向下排水,又隔绝了下水道中的臭气传入室内额通路。多美妙啊!水封还有一个作用哩。洗水池中难免会有一些杂物会随池水流入水封中,他们将停留在水封弯曲管道的下端,不至于继续随水流进入下水道而使下水道发生堵塞。为了能及时清理水封中的杂物,人们常常在其管下端做成活动连接的方式,或在底部装一个可拆卸的塞子,很方便的从这里打开进行清理。这比直接疏通下水道的堵塞来的方便多。

三峡双线五级船闸/图片源自网络

连通器在生活中还有很多地方被巧妙地应用着。例如制作泡来的坛子上方要有一个环形水槽。为什么要有这样一个环形水槽呢?

二、“小船坐楼梯”

泡制泡菜是酸菌对菜进行加工的过程。酸菌是厌氧菌,也就是说明制作泡菜在隔绝空气的条件下进行。

船舶搭乘“大坝电梯”——三峡升船机,从大坝下游驶向上游过程:

在腌制泡菜时,把泡菜汤和需炮制的菜放进坛后,将碗倒扣在环装水槽上,并在水槽内添加适量的水。加适量水后,水槽被碗边分成了两个底部互相连通的容器,组成了一个连通器。根据连通器原理,碗边内外的水面向齐平.这样,坛子内外的空气被水隔开。外面的空气不能进入坛内,保证了坛内的腌制过程正常进行。

1、首先船舶驶入承船厢,关闭承船厢下游闸门。

在腌制过程中,坛子内会产生一些气体,使坛内的气压增大。当坛内气压大于坛外大气压强时,在坛内外气体压强差的作用下,产生的气体通过环状水槽的底部的水排到坛子外面。

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看,这个环形水槽的设多巧啊!利用连通器原理起到了隔绝空气和单向阀门的作用。但是这两个作用都是在水的配合下才发挥出来的。如果你家正在用泡菜坛子泡制腌菜的话,千万别忘了给环状水槽添水啊。环形水槽很浅,成了多少水,很容易蒸发玩。当水蒸发完后,泡菜坛子内外的气体相同,会使泡菜汤发生霉变,长出一层白毛毛。那个时候,你加腌制的泡菜只好全部倒掉了。确实很可惜,但也没办法。

2、承船厢通过爬升装置上升,直到承船厢内水位与上游水库水位齐平。

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3、打开承船厢上游闸门,船舶驶出承船厢进入上游航道。

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三峡升船机承载船型的设计定位主要适应3000吨级大型客轮、旅游船,及部分运送鲜活快速物资货船。运营后,与通过三峡南北双线五级船闸“爬楼梯”耗时三四个小时相比,3000吨级船舶通过三峡升船机“坐电梯”,从进入引航道到完成“翻坝”,全程只需约40分钟时间,就可以完成近40层楼房高度的垂直升降,是名副其实的电梯过坝“快捷通道”,被形象地称为“船舶电梯”。

作为三峡工程的永久通航设施之一,三峡升船机可在一定程度上提高三峡工程的通航调度灵活性和通航保障能力。

三峡升船机全线总长5000米,船箱室搭柱建筑高146米,最大的上升高度为113米 提升重量1.55万吨,乘船室长132米、宽23.4米、高10米。三峡升船机属于齿轮齿条爬升、长螺母柱短螺杆,安全机构、全平衡垂直式升船机。

通过三峡升船机过坝与通过三峡船闸过坝的主要不同点,是船舶在承船厢里,像坐电梯一样,被悬在空中,由机械驱动承船厢升降。

三峡升船机作为三峡大坝最后一个建设项目,在建立之初一直被誉为三峡工程最后的“谜底”。如今经历了13年的缓慢建设和8年的后续建设,于2016年9月进入试航期,时至今日,这款世界上最大的电梯已经托举着无数船只通过了自己那40层楼的海拔。

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最后,说一句题外话:三峡大坝作为国家级的水利工程建设,包括一些能源设备,都是可以免费使用的。因此经过三峡大坝的船只不用收取过路费。是不是觉得很赞呢~