航向姿態系統

[拼音]：chuanzha

[英文]：lock

用以保證船舶順利通過航道上集中水位落差的廂形水工建築物。船閘是應用最廣的一種通航建築物，多建築在河流和運河上。為克服較大的潮差，也建築在入海的河口和海港港池口門處。

發展簡況

中國是建造船閘最早的國家。秦始皇三十三年(公元前214年)鑿靈渠，設定陡門，又稱斗門（今名閘門），用以調整斗門前後的水位差，使船舶能在有水位落差的航道上通行。這種陡門構成單門船閘，簡稱單閘，又稱半船閘。南朝宋景平年間(公元423～424年)，在揚子津（今江蘇省揚州市揚子橋）河段上建造了兩座陡門，順序啟閉這兩座陡門，控制兩陡門間河段的水位，船舶就能克服水位落差上駛或下行。宋朝雍熙年間（公元984～987年）在西河(今江蘇省淮安至淮陰間的運河)建造兩個陡門，間距50步（約合76米），陡門上設有輸水裝置，這就是中國歷史上有名的西河閘，是現代船閘的雛型。在歐洲，單閘在12世紀首次出現於荷蘭。1481年義大利開始建造船閘。20世紀後，在美國、蘇聯和西歐各國，由於河流的開發和航運的發展，船閘的數量逐漸增多，技術上也不斷改進。目前最大的內河船閘長360米，寬34.5米，檻上水深5米，可通過2萬噸級的頂推船隊。最大的海船閘長500米，寬65.4米，檻上水深超過15米，可通過30萬噸級的船舶。中國最大的船閘是葛洲壩樞紐的船閘，長280米，寬34米，檻上水深4.5米。

結構

船閘由閘首、閘室、輸水系統、閘門、閥門、引航道等部分以及相應的裝置組成。

閘首

將閘室同上下游航道隔開的擋水建築物，分上閘首和下閘首。閘首上設有工作閘門、檢修閘門、輸水系統、閘門和閥門的啟閉裝置等。閘首通常採用整體式鋼筋混凝土結構，邊墩和底板剛性連線在一起。

閘室

由船閘的上、下閘首和兩側的閘牆圍成的空間。閘牆上設有系船柱、浮式系船環等，供船舶在閘室內停泊時繫纜用。過閘船舶在閘室中隨著閘室內水面升降而升降。閘室一般採用圬工或鋼筋混凝土結構。閘牆和閘底板有剛性連線在一起的整體式結構和不連線在一起的分離式結構兩種。

輸水系統

供閘室灌水和洩水的設施。輸水系統的灌洩水時間應儘量短，並滿足過閘船舶停泊平穩的要求。船閘的灌洩水時間一般為10～15分鐘。過閘船舶的停泊平穩情況，通常以閘室灌洩水過程中水流對過閘船舶的作用力，即過閘船舶的系船纜繩所受拉力的大小為衡量指標，其容許值一般為船舶排水量（以噸計）的1/600～1/2000。輸水系統的基本形式有兩種：

（1）集中輸水系統。閘室灌水、洩水分別通過設在上、下閘首內的輸水廊道在閘首處集中進行，又稱頭部輸水系統；

（2）分散輸水系統。閘室灌水、洩水由輸水廊道通過沿著閘室長度分佈於閘室底板或閘牆內的出水口進行。輸水廊道上設有輸水閥門。水頭（船閘上下游的最大水位落差）在15米以內的船閘，一般採用集中輸水系統；水頭較大時多用分散輸水系統。

閘門和閥門

包括工作閘門和輸水閥門。工作閘門是設在上、下閘首上的活動擋水裝置。在閘首前後水位齊平時啟閉，運轉較為頻繁，要求操作靈活，啟閉迅速。常用的門型有人字閘門、平板升降閘門、橫拉閘門、扇形閘門（又稱三角閘門）等，以人字閘門應用最廣。輸水閥門設在輸水廊道上，用來控制灌洩水時的流量。它是在水壓力作用下開啟的，要求結構簡單，啟閉力小，操縱方便。常用的門型有平板提升閥門、蝴蝶閥門和反向弧形閥門。在現代船閘上多設有防撞裝置，以加快船舶的進閘速度，防止船舶碰撞閘門。

引航道

連線船閘和主航道的一段過渡性航道，分上游引航道和下游引航道，其平面形狀和寬度、水深要能使船舶安全迅速地進出閘室。引航道進出口處水流流向與流速要能滿足船舶安全進入和駛出的要求，並防止泥沙由於迴流的作用而淤積在引航道上。對於大型船閘，這兩者通常要進行模型試驗來研究確定。引航道內一般設有導航建築物和靠船建築物。導航建築物多為不透水的導航牆，緊靠閘首佈置，用以保證船舶安全進出閘室。靠船建築物供等待過閘的船舶停靠用。

船舶過閘程式

船舶過閘上行時，通過輸水系統的調節，使閘室水面與下游水位齊平，開啟下閘門，船舶由下游引航道駛入閘室，隨即關閉下閘門，由輸水系統從上游向閘室灌水，待閘室中的水面上升到與上游水位齊平時，開啟上閘門，船舶即由閘室駛出。船舶下駛時的過閘程式則相反。

船閘一般由設在閘首邊墩上的中心控制室集中管理。通過電氣閉塞裝置遠距離操縱閘門和閥門啟閉。在有的船閘上，還將指揮船舶航行的訊號裝置同閘門、閥門的操縱裝置聯絡在一起，以實現過閘程式的自動化。

分類

船閘按照所處位置可分為海船閘、河船閘和運河船閘。船閘根據沿船閘軸線方向的閘室數目可分為單級船閘、雙級船閘和多級船閘（又稱單室船閘、雙室船閘和多室船閘），以單級船閘使用最廣。水頭最大的單級船閘是蘇聯額爾齊斯河上水頭為42米的烏斯季卡緬諾戈爾斯克船閘。級數最多的多級船閘是蘇聯卡馬河上的六級船閘。船閘根據同一樞紐中佈置的船閘數目可分為單線船閘、雙線船閘和多線船閘。通常情況下一個樞紐一般只佈置一個船閘，即單線船閘。過閘運量較大時，可佈置雙線船閘或多線船閘，通常待運量增加後再陸續增建。目前線數最多的船閘是萊茵河上荷蘭境內的福耳克臘克四線船閘。

除普通船閘外，還有一種省水船閘。省水船閘是在船閘閘室的一側或兩側建有貯水池，暫時貯存閘室洩水時洩出的部分水量，待閘室需要灌水時，再將貯存的水灌入閘室，以節省過閘用水量。省水船閘一般建造在水源不足的地區，目前建造較少，主要為聯邦德國所採用。(見彩圖)