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水电工程拦河筑坝可改善河道的航运条件,一方面使原本就能通航的河道具有更好的通航条件,另一方面使原本不具有通航条件但有通航需求的河道有通航的可能。要实现大坝上下游间的航运畅通,需通航建筑物来实现。新形势下的水电工程通航建筑物为上下航运畅通立下了汗马功劳。
通航建筑物是为船舶通过大坝的水工建筑物和机械设备的统称,通常由过船建筑物、导航建筑物、靠船建筑物和上、下游引航道等组成。过船建筑物是通航建筑物中的核心建筑物,主要有船闸和升船机两种基本型式,均是为了克服航道上的集中水位落差,使船舶由上(下)游驶向下(上)游而修建。按过动力方式过船建筑物又可以分为水力过坝和机械过坝,水力过坝常借助闸室内水位升降使船舶过坝,机械过坝则是借助机械运送过坝,前者要消耗一定的水量,后者消耗一定电能。
船闸是应用最广的一种通航建筑物,借助闸室内水位升降,达到过船目的,通常由闸室、输水系统、上下闸首及闸门等组成。按纵向排列闸室数目分为单级船闸和多级船闸。单级船闸只有一个闸室,将全部水头作为一级,船舶经一次升降即可通过。多级船闸则将全部水头分为多级,有多个闸室逐级升降过船。船闸适用于通航船舶吨位较大、单级水位落差40米—70米或更低时的通航河道。
世界上最早的船闸为我国宋朝乔维岳于公元984—987年在今江苏省淮安至淮阴间的运河上利用双斗门修建的船闸。欧洲从1481年开始在意大利建造船闸。世界上水位差最大的单级船闸是前苏联建成的乌斯特-卡明哥尔斯克船闸,水位差42 米。1949年后,我国在水利水电枢纽及河道、运河上修建了900多座船闸,规模较大的有长江葛洲坝水利枢纽修建的三线船闸和长江三峡船闸。
升船机是将装载于承船厢内的船舶,沿倾斜或垂直方向升降而运送过坝的机械设备,按承船厢的运行路线可分为垂直升船机和斜面升船机两大类。垂直升船机一般由上下闸首及挡水设备、塔柱、承船厢、提升机构、平衡系统等部分组成,提升机构又主要为钢丝绳卷扬提升式和齿轮齿条爬升式。升船机适用于通航船舶吨位较小、单级水位落差40米—70米或更高时的通航河道。与船闸相比,它具有不耗水或耗水少、水位适应性好、船舶过坝历时短、通过速度快的优点。
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