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[经验总结] 三峡大坝水位落差达40层楼高,船舶要如何翻越?

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发表于 2019-9-26 15:36 | 显示全部楼层 |阅读模式
三峡大坝水位落差达40层楼高,船舶要如何翻越?水经注地图下载器 2019-09-23 10:59:22
1. 概述
三峡大坝,位于中国湖北省宜昌市三斗坪镇境内,距下游葛洲坝水利枢纽工程38公里,是当今世界最大的水利发电工程——三峡水电站的主体工程、三峡大坝旅游区的核心景观、三峡水库的东端。

三峡大坝地理位置


三峡一般指长江三峡,西起重庆奉节县白帝城,东至湖北宜昌南津关,全长193公里,分为瞿塘峡、巫峡和西陵峡。三峡两岸悬崖峭壁陡立,风光秀美。当年在大诗人李白的诗中是这样的场景"两岸猿声啼不住,轻舟已过万重山"。如今有了跨世纪的伟大工程三峡大坝,使得大坝上下游水位落差达到一百多米,要想再体验"千里江陵一日还",还是有些难度了。

三峡大坝卫星图


长江作为黄金水道,向来比较繁忙,过往船舶众多,有不同吨位的货轮、客轮等。如今过往船只要翻越三峡大坝,还真不是件容易的事,因为需要先排队。为了三峡大坝的安全,船只过坝前,要先向相关部门申报,经过安检,确认没问题,才有过坝的资格。
2. 为什么要有船闸?
受地形、急流以及天然或人工障碍物的影响,河流的水位在某处常有较大的落差,为了改善船舶的通航条件,人们常常会修建船闸来应对集中的水位落差河段。

三峡水利枢纽工程示意图


比如三峡大坝坝前正常蓄水位为海拔175米高程,而坝下通航最低水位62米高程,上下落差达113米,船舶要翻越40层楼房的高度,就得靠船闸。船闸由固定位置的闸室、闸首、输水系统、引航道等组成。通过闸首上闸门的开与合,可控制闸室内部的水位是与上游水位齐平还是与下游水位齐平,进而让在闸室内等候的船舶可自由向上行或向下行。

船舶从下游经过船闸到达上游示意图


3. 三峡船闸-世界最大的五级船闸
三峡大坝的船闸是双线五级船闸,是世界上最大的五级船闸。也就是说,船舶通过它要经过5个梯级的闸室。两线船道保证了可以同时让上游的船舶到下来,下游的船舶到上去。

三峡大坝五级船闸


三峡船闸全长6.4公里,其中船闸主体部分1.6公里,引航道4.8公里。五级船闸编号从上游开始,上游是第一级船闸,下游是第五级闸室,每个闸室长280米、宽34米,闸室坎上最小水深5米。永久船闸共有24扇人字闸门。三分之二的人字门高36.75米,宽20.2米,厚3米,重达850吨,面积接近两个篮球场,其外形与重量均为世界之最,号称"天下第一门"。

闸门


4. 船舶如何翻越40层楼高?
三峡船闸学名是双线五级连续船闸,修建于三峡大坝左侧的坛子岭山体中,是开凿于坚硬花岗岩中的人工渠道,于2003年6月投入运行,设计通航规模到2030年,单线年通过量为5000万吨,上下游双线1亿吨!

五级大坝113米落差


如上文讲过,三峡大坝上下游最大落差达到113米,分成了五级以后,上下级之间最大水头还有45.2米。但即使是这样,这一数字也仍超过了当时世界上最大一级船闸34.5米的水头。综合考量了落差大小、坝址的地质、地形条件、船闸的工程量、造价等因素,设计师最终选择了五级闸室的设计方案。各级船室可根据实际情况而选择是否使用,当汛期下游水位达到67米以上时,第五级、第四级船闸作正常过船通道,利用剩余三级船闸调节水位的落差。

三峡船闸剖面图


爬五个梯度,要花上3个小时,那船舶是怎么"一步步"穿越40层楼高呢?假如船要从下游到上游,那它得先过第五级闸室,然后关闭下游人字门,通过开合地下阀门,让第四级闸室往第五级闸室内充水,利用连通器原理,使得两极闸室内水位一致。然后打开第五级闸室上游人字门,船舶平稳驶入第四闸室。就这样,船舶像爬楼梯一样一级一级的向上,最终驶向大坝上游航道,船舶下行的过程相反。不过,这一级级的攀爬与下移,也要花上三个小时。正常情况下,两线船闸向商场电梯一样,一线上行一线下行,若一线因检修等原因停用,另一线则采用成批过闸、定时换向的方式保障上下行船舶的正常通行。五级船闸运行时最多可有三批船队在同一线过闸。以五级船闸上行为例:当先行船队由第二闸室进入第一闸室时,第二批船队B由第四闸室进入第三闸室,第三批船队可从下游进入第五闸室。
此外,长江三峡通航管理局采用GPS远程申报、船舶同步进闸移泊等技术手段,强化船舶过闸管理,合理安排船闸检修工作,努力发挥、挖掘三峡船闸航运能力。
5. 结语
三峡大坝作为一项集防洪、发电与通航于一体的伟大工程,它是人类历史上的一大亮点,不得不由衷地叹服这一人类力量与智慧的伟大壮举!



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