三线多级单向通行省水船闸的制作方法

本发明涉及通航建筑物，特别涉及船闸省水功能。
背景技术：
：：目前国内外省水船闸分为两种类型，一种是带省水池的省水船闸，这种船闸最大的缺点是需要建造省水池；另一种是互灌互泄双线双向船闸，这种船闸的缺点是省水技术实用范围小，范围是单级双线双向船闸，省水效果范围小，范围是1/2(即50％)。为了扩大省水船闸的两个范围，本人研究了所有的不同级数的三线双向通行省水船闸后发现，每一种不同级数的三线双向省水船闸其技术特征不同、进排水操作方法也不相同，因此一种级数的双向省水船闸技术不能实用于另一种级数的船闸。本发明是在三线双向省水船闸的基础上进行改进，改进后具有单向通行省水船闸的特征，改进后最为显著的进步是该技术能实用于所有的不同级数的三线多级单向通行船闸。与双线多级单向通行省水船闸省水率1/2比较，本发明所有的不同级数的船闸省水率是2/3。本发明单向省水船闸的出现对船闸地发展具有极为重要的作用和意义。船只的制动、转弯、加速度、减速度的灵活性要低于陆地上运动的车辆，因此在同一线船闸实行双向通行的缺点是提高船只通行难度和增加通行时间，也就是说双向船闸的省水效果是建立在双向通行缺点为代价的基础上，由于这个原因双向省水船闸一直没有广泛实用于社会生产。单向通行是指在同一线船闸一直用于上行船只，或者一直用于下行船只，实践中绝大部分船闸是实行单向通行的，单向通行不具有双向通行的缺点，因此单向省水船闸不同于双向省水船闸，它具有广泛实用于社会市场的前景。技术实现要素：：本发明要解决的技术问题是，对所有的不同级数的三线多级单向通行船闸进行省水。为了便于描述，把三线船闸其中的一线称为A线船闸，另一线船闸称为B线船闸，最后一线称为C船闸；闸室内最低水位称为低水位，闸室内最高水位称为高水位，低水位与高水位之间1/3高度位置的水位称为1/3水位，低水位与高水位之间2/3高度位置的水位称为2/3水位；A线船闸第一级闸室称为A1闸室，第二级闸室称为A2闸室，第三级闸室称为A3闸室，以此类推；B线船闸第一级闸室称为B1闸室，第二级闸室称为B2闸室，第三级闸室称为B3闸室，以此类推；C线船闸第一级闸室称为C1闸室，第二级闸室称为C2闸室，第三级闸室称为C3闸室，以此类推；A1闸室与B1闸室与C1闸室称为异线同级闸室，A2闸室与B2闸室与C2闸室称为异线同级闸室，A3闸室与B3闸室与C3闸室称为异线同级闸室，以此类推；同线是指同一线船闸，例如A1与A2是同线船闸的两个闸室；上游闸室是指靠近上游的闸室，下游闸室是指靠近下游的闸室；三线多级的范围是指除三线单级以外的其它所有级数的三线船闸。三线多级单向通行省水船闸具有必要的特征是：三线多级船闸异线同级闸室是连通的，三个闸室之间连通的部位有三个阀门；例如，A1闸室与B1闸室与C1闸室是连通的，A2闸室与B2闸室与C2闸室是连通的，A3闸室与B3闸室与C3闸室是连通的，以此类推；每一个闸室的每一次进水或者排水的水量是低水位至高水位之间水量的1/3；每一个闸室高水位至2/3水位至1/3水位的水量分别排放至异线同级两个闸室；非下游闸室1/3水位至低水位的水量排放至同线下一级闸室，下游闸室1/3水位至低水位的水量排放至下游；每一个闸室低水位至1/3水位至2/3水位的进水分别来自异线同级两个闸室的排水；非上游闸室2/3水位至高水位的进水来自同线上一级闸室的排水，上游闸室2/3水位至高水位的进水来自上游水；下行船闸闸室内船只与下一次进入同线闸室的船只相隔9步，其中有1步是船只在同一位置等待(把它称为等待一步)，等待的原因是船只所在闸室的水排放至异线同级闸室，该异线同级闸室需要完成船只位移和进水两步，因此需要等待一步；9步是：船只进入上游闸室→闸室高水位至2/3水位的水量排放至异线同级其中一个闸室，船只从高水位下降至2/3水位→闸室2/3水位至1/3水位的水量排放至异线同级其中另一个闸室，船只从2/3水位下降至1/3水位→闸室1/3水位至低水位的水量排放至同线下一级闸室，船只从1/3水位下降至低水位→船只离开该闸室进入下一级闸室→闸室高水位至2/3水位的水量排放至异线同级其中一个闸室，船只从高水位下降至2/3水位→等待一步→闸室2/3水位至1/3水位的水量排放至异线同级其中另一个闸室，船只从2/3水位下降至1/3水位→非下游闸室1/3水位至低水位的水量排放至同线下一级闸室(如果是下游闸室则水量排放至下游)，船只从1/3水位下降至低水位；具体实施方式是，船只从上游进入上游闸室完成9步之后在进行第10步时，下一次进入闸室的船只进行第1步：船只进入上游闸室；上行船闸闸室内船只与下一次进入同线闸室的船只相隔9步，其中有1步是船只在同一位置等待，等待的原因是船只所在闸室的进水来自异线同级闸室，该异线同级闸室需要完成船只位移和排水两步，因此需要等待一步；9步是：船只进入下游闸室→闸室低水位至1/3水位的进水来自异线同级其中一个闸室的排水，船只从低水位上升至1/3水位→等待一步→闸室1/3水位至2/3水位的进水来自异线同级其中另一个闸室的排水，船只从1/3水位上升至2/3水位→闸室2/3水位至高水位的进水来自同线上一级闸室的排水，船只从2/3水位上升至高水位→船只离开该闸室进入上一级闸室→闸室低水位至1/3水位的进水来自异线同级其中一个闸室的排水，船只从低水位上升至1/3水位→闸室1/3水位至2/3水位的进水来自异线同级其中另一个闸室的排水，船只从1/3水位上升至2/3水位→非上游闸室2/3水位至高水位的进水来自同线上一级闸室的排水(如果是上游闸室则进水来自上游)，船只从2/3水位上升至高水位；具体实施方式是，船只从下游进入下游闸室完成9步之后在进行第10步时，下一次进入闸室的船只进行第1步：船只进入下游闸室；下行船闸的每一个闸室工作过程是：闸室内在高水位时船只进入闸室→船只随同闸室水位从高水位下降至2/3水位→船只随同闸室水位从2/3水位下降至1/3水位→船只随同闸室水位从1/3水位下降至低水位→船只离开该闸室→闸室水位从低水位上升至1/3水位闸室内不得有船只→闸室水位从1/3水位上升至2/3水位闸室内不得有船只→闸室水位从2/3水位上升至高水位闸室内不得有船只→水位上升至高水位之后再一次船只进入该闸室，这样循环工作；上升船闸的每一个闸室工作过程是：闸室内在低水位时船只进入闸室→船只随同闸室水位从低水位上升至1/3水位→船只随同闸室水位从1/3水位上升至2/3水位→船只随同闸室水位从2/3水位上升至高水位→船只离开该闸室→闸室水位从高水位下降至2/3水位闸室内不得有船只→闸室水位从2/3水位下降至1/3水位闸室内不得有船只→闸室水位从1/3水位下降至低水位闸室内不得有船只→水位下降至低水位之后再一次船只进入该闸室，这样循环工作；下行船只通过船闸每一级闸室的过程是5步：船只进入闸室，闸门关闭→闸室高水位至2/3水位的水量排放至异线同级的一个闸室，船只下降至2/3水位位置→闸室2/3水位至1/3水位的水量排放至异线同级的另一个闸室，船只下降至1/3水位位置→闸室1/3水位至低水位的水量排放至同线下一级闸室(如果该闸室是下游闸室则水量排放至下游)，船只下降至低水位位置→闸门打开，船只离开该闸室；通过双级船闸的过程是进行上述的5步之后增加上述的5步；船闸每增加一级闸室，通过的过程是在原有的过程上增加上述的5步；上行船只通过船闸每一级闸室的过程是5步：船只进入闸室，闸门关闭→闸室低水位至1/3水位的进水来自异线同级一个闸室的排水，船只上升至1/3水位位置→闸室1/3水位至2/3水位的进水来自异线同级另一个闸室的排水，船只上升至2/3水位位置→闸室2/3水位至高水位的进水来自同线上一级闸室的排水(如果该闸室是上游闸室则进水来自上游水)，船只上升至高水位位置→闸门打开，船只离开该闸室；通过双级船闸的过程是进行上述的5步之后增加上述的5步；船闸每增加一级闸室，通过的过程是在原有的过程上增加上述的5步。本发明的有益效果：1.避免了双向通行的缺点，双向通行的缺点是提高船只通行难度和增加通行时间；2.不存在省水池成本的优越技术效果；3.三线单向省水技术具有兼容性，能实用于所有的不同级数的三线多级船闸；4.所有的不同级数的船闸其省水效果相同，省水2/3。三线船闸中，单向省水船闸与常规船闸、双向省水船闸的比较(表中数值为排放至下游的平均排水量，下游至上游的水头高度设为1h)：单向省水船闸常规船闸(单向通行)双向省水船闸三线双级船闸1/6h1/2h无三线三级船闸1/9h1/3h1/6h三线四级船闸1/12h1/4h无该船闸技术三线五级船闸1/15h1/5h无三线六级船闸1/18h1/6h无附图说明：图1至图9是工作原理顺序图。()里的数字或字母代表图中的数字或字母，数字或字母代表()前面的名称。A线船闸闸室一(A1)，闸室二(A2)，闸室三(A3)。B线船闸闸室四(B1)，闸室五(B2)，闸室六(B3)，C线船闸闸室七(C1)，闸室八(C2)，闸室九(C3)，去下游的船只(X)，去上游的船只(S)，上游水位(1)，下游水位(2)，阀门三(3)，阀门四(4)，阀门五(5)，阀门六(6)，阀门七(7)，阀门八(8)，阀门九(9)，阀门十(10)，阀门十一(11)，阀门十二(12)，阀门十三(13)，阀门十四(14)，阀门十五(15)，阀门十六(16)，阀门十七(17)，阀门十八(18)，阀门十九(19)，阀门二十(20)，阀门二十一(21)，阀门二十二(22)，阀门二十三(23)，闸门(Z)，箭头方向为水排放时的流动方向(→)。具体实施方式：对已建成的常规船闸修建改造的工程量是：每一级异线同级闸室进行连通，每一级连通的水管(距离较近可以用廊道)靠近三个闸室的每一端各自有一个阀门，即每一级连通有3阀门，其它工程不变；修建改造后按三线多级单向通行省水技术运行。葛洲坝船闸1、2号船闸的闸室宽度不变，闸首不用修改，3号船闸改成相同闸室尺寸，把闸室长度修建改造为1120米，长度1120米才能达到与三峡现有船闸和三峡第二船闸相同的通航量，如此大的船闸规模会大幅减少发电用水替换为船闸用水，因此完全有必要把葛洲坝1、2、3号船闸实施三线单级单向、或者三线双级单向省水船闸。除葛洲坝船闸，三线多级单向省水技术还可以广泛地实施于其它现有的三线单向通行船闸和新建的三线单向通行船闸。以三线三级作为实施本发明技术的例子，图1至图9是三线三级单向通行省水船闸工作原理顺序图，每一个工作循环是九步，分别由9幅附图表示，以下根据附图说明具体实施方式：步聚一，如图1所示,闸室一A1闸室三A3内是下行船只X，闸室四B1闸室六B3闸室八C2内是上行船只X，闸室七C1闸室九C3下方闸门Z打开，闸室一A1闸室三A3闸室八C2是高水位，闸室二A2闸室七C1闸室九C3是低水位，闸室四B1闸室六B3是1/3水位，闸室五B2是2/3水位；图1至图9是循环工作的，因此图1的上一步是图9，与图9相比较，B线船闸内的船只位置没有变化，是属于同线闸室船只相隔9步中的等待一步；上游水位1，下游水位2，阀门三3阀门四4阀门五5阀门六6阀门七7阀门八8阀门九9阀门十10阀门十一11阀门十二12阀门十三13阀门十四14阀门二十一21阀门二十二22阀门二十三23关闭，阀门十五15阀门十六16阀门十七17阀门十八18阀门十九19阀门二十20打开，箭头方向为水排放时的流动方向，闸室一A1的水经过阀门十五15阀门十八18排放至闸室四B1，闸室五B2的水经过阀门十九19阀门十六16排放至闸室二A2，闸室三A3的水经过阀门十七17阀门二十20排放至闸室六B3；步聚二，如图2所示,闸室的水排放之后闸室一A1闸室三A3闸室四B1闸室六B3是2/3水位，闸室二A2闸室五B2是1/3水位，C线闸室水位不变，去上游的船只S进入闸室九C3，闸室八C2内的船只进入闸室七C1，阀门三3阀门四4阀门五5阀门六6阀门八8阀门十10阀门十一11阀门十二12阀门十三13阀门十四14阀门十九19阀门二十20关闭，阀门七7阀门九9阀门十五15阀门十六16阀门十七17阀门二十一21阀门二十二22阀门二十三23打开，闸室一A1的水经过阀门十五15阀门二十一21排放至闸室七C1，闸室八C2的水经过阀门二十二22阀门十六16排放至闸室二A2，闸室三A3的水经过阀门十七17阀门二十三23排放至闸室九C3；上游水经过阀门七7流入闸室四B1，闸室五B2的水经过阀门九9排放至闸室六B3；步聚三，如图3所示,闸室的水排放之后闸室一A1闸室三A3闸室七C1闸室九C3是1/3水位，闸室二A2闸室八C2是2/3水位，闸室四B1闸室六B3是高水位，闸室五B2是低水位，闸室四B1闸室六B3上方闸门Z打开，阀门三3阀门五5阀门七7阀门八8阀门九9阀门十10阀门十一11阀门十二12阀门十三13阀门十四14阀门十五15阀门十六16阀门十七17阀门十八18阀门十九19阀门二十20关闭，阀门四4阀门六6阀门二十一21阀门二十二22阀门二十三23打开，闸室一A1的水经过阀门四4排放至闸室二A2，闸室三A3的水经过阀门六6排放至下游；步聚四，如图4所示,闸室一A1闸室三A3是低水位，闸室二A2是高水位，其它闸室水位没有变化，闸室一A1闸室三A3下方闸门Z打开，闸室四B1内的船只进入上游，闸室六B3内的船只进入闸室五B2；C线船闸内的船只位置没有变化，是属于同线闸室船只相隔9步中的等待一步；阀门三3阀门四4阀门五5阀门六6阀门七7阀门八8阀门九9阀门十10阀门十一11阀门十二12阀门十三13阀门十四14阀门十五15阀门十六16阀门十七17关闭，阀门十八18阀门十九19阀门二十20阀门二十一21阀门二十二22阀门二十三23打开，闸室四B1的水经过阀门十八18阀门二十一21排放至闸室七C1，闸室八C2的水经过阀门二十二22阀门十九19排放至闸室五B2，闸室六B3的水经过阀门二十20阀门二十三23排放至闸室九C3；步聚五，如图5所示,闸室的水排放之后闸室四B1闸室六B3闸室七C1闸室九C3是2/3水位，闸室五B2闸室八C2是1/3水位，A线闸室水位不变，闸室一A1内的船只进入闸室二A2，闸室三A3内的船只进入下游，阀门三3阀门四4阀门五5阀门六6阀门七7阀门八8阀门九9阀门十10阀门十二12阀门十四14阀门二十一21阀门二十二22阀门二十三23关闭，阀门十一11阀门十三13阀门十五15阀门十六16阀门十七17阀门十八18阀门十九19阀门二十20打开，上游水经过阀门十一11流入闸室七C1，闸室八C2的水经过阀门十三13排放至闸室九C3，闸室四B1的水经过阀门十八18阀门十五15排放至闸室一A1，闸室二A2的水经过阀门十六16阀门十九19排放至闸室五B2，闸室六B3的水经过阀门二十20阀门十七17排放至闸室三A3；步聚六，如图6所示,闸室的水排放之后闸室一A1闸室三A3四B1闸室六B3是1/3水位，闸室二A2闸室五B2是2/3水位，闸室七C1闸室九C3是高水位，闸室八C2是低水位，闸室七C1闸室九C3上方闸门Z打开，阀门三3阀门四4阀门五5阀门六6阀门七7阀门九9阀门十一11阀门十二12阀门十三13阀门十四14阀门十八18阀门十九19阀门二十20阀门二十一21阀门二十二22阀门二十三23关闭，阀门八8阀门十10阀门十五15阀门十六16阀门十七17打开，闸室四B1的水经过阀门八8排放至闸室五B2，闸室六B3的水经过阀门十10排放至下游；步聚七，如图7所示,闸室四B1闸室六B3是低水位，闸室五B2是高水位，其它闸室水位没有变化，闸室四B1闸室六B3下方闸门Z打开，闸室七C1内的船只进入上游，闸室九C3内的船只进入闸室八C2；A线船闸内的船只位置没有变化，是属于同线闸室船只相隔9步中的等待一步；阀门三3阀门四4阀门五5阀门六6阀门七7阀门八8阀门九9阀门十10阀门十一11阀门十二12阀门十三13阀门十四14阀门十八18阀门十九19阀门二十20关闭，阀门十五15阀门十六16阀门十七17阀门二十一21阀门二十二22阀门二十三23打开，闸室七C1的水经过阀门二十一21阀门十五15排放至闸室一A1，闸室二A2的水经过阀门十六16阀门二十二22排放至闸室八C2，闸室九C3的水经过阀门二十三23阀门十七17排放至闸室三A3；步聚八，如图8所示,闸室的水排放之后闸室一A1闸室三A3闸室七C1闸室九C3是2/3水位，闸室二A2闸室八C2是1/3水位，B线闸室水位不变，闸室五B2内的船只进入闸室四B1，去上游的船只S进入闸室六B3，阀门四4阀门六6阀门七7阀门八8阀门九9阀门十10阀门十一11阀门十二12阀门十三13阀门十四14阀门十五15阀门十六16阀门十七17关闭，阀门三3阀门五5阀门十八18阀门十九19阀门二十20阀门二十一21阀门二十二22阀门二十三23打开，上游水经过阀门三3流入闸室一A1，闸室二A2的水经过阀门五5排放至闸室三A3，闸室七C1的水经过阀门二十一21阀门十八18排放至闸室四B1，闸室五B2的水经过阀门十九19阀门二十二22排放至闸室八C2，闸室九C3的水经过阀门二十三23阀门二十20排放至闸室六B3；步聚九，如图9所示,闸室的水排放之后闸室一A1闸室三A3是高水位，2闸室二A2是低水位，闸室四B1闸室六B3闸室七C1闸室九C3是1/3水位，闸室五B2闸室八C2是2/3水位，闸室一A1闸室三A3上方闸门Z打开，阀门三3阀门四4阀门五5阀门六6阀门七7阀门八8阀门九9阀门十10阀门十一11阀门十三13阀门十五15阀门十六16阀门十七17阀门二十一21阀门二十二22阀门二十三23关闭，阀门十二12阀门十四14阀门十八18阀门十九19阀门二十20打开，闸室七C1的水经过阀门十二12排放至闸室八C2，闸室九C3的水经过阀门十四14排放至下游；图9之后去下游的船只X进入闸室一A1，闸室二A2内的船只进入闸室三A3，3闸室七C1闸室九C3水位是低水位，闸室八C2是高水位，这时与图1是相同的，从图1开始，这样循环工作。运行一段时期之后，需要把C线船闸转换为单向下行，转换方法是，停止船只进入C线船闸，当C线船闸内没有船只时，在闸室C1是高水位时下行船只进入该闸室即可，其它运行方式不变。当前第1页1 2 3