历史

公元前219年，灵渠上设置陡门，构成了“单门船闸”（又称“半船闸”flash lock）。公元423年，在扬子津（今扬州市扬子桥）附近河段上建造了两座斗门，顺序启闭两座斗门，船舶就能克服集中水位落差而上下行。北宋乔维岳于公元984年在西河（今淮安与淮阴间）上修建了西河闸，设有上下两个闸门，闸室长76米，闸门上有输水装置。

在欧洲，1375年在荷兰出现了半船闸。1481年在意大利出现了船闸。

应用分类

海船闸

河船闸

如果河流有一段用作航行的河道要通过急流、堰、水坝等障碍物，因为水位在障碍物前后有大的落差，该河道须安装船闸。

在河流的大型航道改进工程中，堰、船闸会一同用上。堰会增加浅滩河道的水深，船闸则会建在堰体的缺口或人口开挖航道的下游处（以绕过堰体或者浅滩河道）。经过这样的改进工程后，该河道就成为正式的“航道”了（例如 考尔德和海伯航道（英语：Calder and Hebble Navigation））。航道最底部的船闸分隔开有潮汐和没有潮汐的航道。有时一条河为了完全不受潮汐影响，直接在河口建“海闸”（防潮闸）。

愈先进的航道，愈需要更多船闸。

为绕过迂回曲折河道的较长的人工开挖航道，在其上游入口处通常会加装防洪闸。

人工开挖河道越长，河道开始端至结尾间的水位落差越大。所以需要更多附加的船闸。这种河道的作用就像运河一样了。

运河船闸

初期的运河横跨乡下地方的小屋，要环绕不少小山丘，甚至绕道而行。当工程师愈来愈雄心壮志地想克服这种困难，船闸更变得重要。因为船闸能使运河无需绕道，只需调校水面面即可使船只航行，既省时也省建筑费。后来，建筑技术提升，建筑师更乐于使用这类附加建筑物以方便航行，例如隧道、沟渠、堤坝等；甚至更技术复杂的小船升降机、运河斜面。不过，船闸的建造依然继续以作为此等解决方法的补充，在当今航道中仍有重要地位。

基本建造和操作

每一个船闸都必须三个元素：

一个连接运河上下端的防水空间。体积要至少足够装一只大船。防水空间的所在位置要固定，但其水平面可以变化。

一道在防水空间后端的水闸（通常是一对尖的“半个水闸”组成）。水闸开启时船只可进出。

一组用来清空或注满防水空间的船闸齿轮。这通常是简单的活门（传统上应是用人手以卷绕齿捧和小齿轮机械装置举起一个平坦嵌板），使水能排入或排出防水空间。大型船闸或会用上泵。

运作船闸的原理很易明了。举个例：如果一只小船向下游航行，而船闸已经注满水：

入口闸开启，小船驶入。

入口闸关闭。

开启一道活门以从防水空间排出水，使小船的位置下降。

出口闸开启，小船离开。

备注：

如果船闸是空的，小船要先等待船闸注满水，为时约 5 - 10 分钟。

如果小船要向上游驶，整个程序要调转来做。

整个过程大概为时 10 - 20 分钟，取决于船闸的体积、是否和小船能配合。

接近船闸的船只“甲”如还看到另一只船“乙”从对面驶过来，通常会很高兴。因为“乙”刚刚才驶离船闸，船闸仍停留在“甲”要驶入船闸的水平面，所以“甲”无需等待船闸重新定位。这大约节省 5 - 10 分钟。（这不适用于楼梯式船闸。楼梯式船闸的操作比较快，如果同时有两只船或以上一起使用。）

运河船闸的操作程序： 1-3.　小船驶入空的船闸； 4.　　底部船闸关闭，底部 paddle 关闭，顶部 paddle 开启，船闸开始注水； 5.　　船闸在注水中，正在提升小船到较高的水平面。

详细资料和术语

简单来说，这部分会描述船闸的基本类型。简化的船闸模型是在闸室的两端各有一对闸门（即闸首），简单载物架和。

Rise

闸室内水位升降高度。通常为2-3米。

水平河段（pound/level）

船闸之间的水平的河段。长度可以是0到几十公里。对于运河来说，其水位落差集中在了船闸，因此除了船闸的运河河段几乎都是水平的。水平河段一般用于调蓄水，以保证运河船闸的用水。可分为

高处蓄水（summit pound）：在运河高程最高处的蓄水，可保证各级船闸的耗水；

低处蓄水（sump pound）：在运河高程最低处的蓄水，需要排泄到其它河流、水体中

旁侧蓄水（side pound）：在运河船闸旁侧的蓄水，用于保障船闸用水后相邻河段的水位不会有大的波动。典型的如英国布里斯托尔附近的Caen Hill船闸。 Caen Hill 运河河段的每个船闸都配有旁侧蓄水

闸室

如果闸室的水位与上游河段相同，则称闸室是满的；如果闸室的水位与下游河段相同，则称闸室是空的。

底槛（Cill）

在法国巴黎Canal Saint-Denis的 Cill 暴露于 Pont de Flandre 船闸上

底槛是船闸的上闸首处的闸门下方的地基部分。底槛与其上的闸门一起构成了闸室在上游一侧的水密壁。通常，与底槛上的闸门相比，底槛朝闸室突出一段。因此，在闸室排空时，闸室内的传播要小心不要有部分船艄位于底槛上方，以免闸室水位下降时船艄搁浅在底槛上。为此，在闸室靠近闸首的侧壁顶部都要鲜明的标出底槛向闸室突出的范围，提醒船舶不要占用此一范围停船。

底槛的朝向闸室一侧一般用橡木或其它材料包覆作为护壁，以免船舶进出时撞坏底槛。

闸门

在闸首，要安装闸门用来挡水、密封闸室的两端。近代，船闸的闸门通常是橡木、榆木制品，但现代多用钢制。船闸的闸门一般为“人字闸门”（metre gate），朝向上游方向开闭。当人字闸门关闭时，两扇门叶在闸室的中心线合龙，形成一个朝向上游方向凸出的“V”字形。其优点一是当闸门两侧水位不同（只可能是上游一侧水位高于下游一侧），那么在水压作用下人字闸门不能打开。仅当门两侧水位相同，才能开启人字闸门。另一个优点是两侧水位不同时，在水压作用下人字闸门会被越压越紧，有利于水密。

闸室的上闸首的闸门较矮，一般只需满足运河的通航水深。而下闸首的闸门较高，是闸室上下游的水位落差再加上运河的通航水深，相当于整个闸室的高度。上闸首的底槛要允许足够吨位的船只通航。

平衡梁

闸首展示平衡梁和升降机构，可见齿条已经被制动杆卡住定位

在奥地利de:Wiener Neustädter Kanal中已有200年历史的升降机构。

平衡梁（balance beam）是用于人力开启船闸闸门时的省力杠杆。同时也抵消了闸门的部分重量，使得闸门在水中可以更轻快的开启。

闸门水阀

闸门水阀（paddle，slacker, clough, wicket ），是安装在闸首，用于从上游方向向下游方向放水的阀门。打开上闸首水阀，可以向闸室充水；打开下闸首水阀，可以从闸室向下游排水。

升降机构

升降机构（winding gear或paddle gear）用于控制闸门水阀的开闭。闸门水阀的上端与一个齿条（rack）相连。在地面上该齿条与一个齿轮（pinion）相扣。使用轱辘（windlass）转动这个齿轮，可以把齿条上下移动，带动闸门水阀提起或落下。在地面上可以用一个制动杆（pawl ）卡住齿条，使得闸门水阀的状态不变。

绞盘

"Turning" a lock

变化

特殊情况

Lock flights

梯形船闸

双重船闸

Stop locks

Drop locks

防洪船闸

防洪水闸

双向船闸

河口船闸

潮汐船闸

特大型船闸

Hiram M. Chittenden 船闸

历史和发展

水坝和堰

Flash locks

Staunch

Pound lock

水的运用

设计

抽、吸

节约用水的水池

取代品

运河斜面

海上铁路

小船升降机

Somerset and Camden

Falkirk

Anderton 和 Strépy-Thieu

综合系统：三峡工程

三峡工程是中国一项多用途水利工程。

以“船闸可接受的船只体积”而命名的专有名词

船只体积受船闸限制。在部分运河因此而兴起一些标准船只体积的叫法，并以其运河命称命名。如：型（运河最大）、en:Seawaymax（圣劳伦斯航道最大）。

参考

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