双级五线双向通行互补省水船闸的制作方法

本发明涉及水工建筑物，特别涉及一种船舶通过水坝的船闸。

背景技术：
：

省水船闸可分为两大类，第一类是带有省水容器(如省水池、储水池、中间渠道)的船闸，第二类是利用闸室的本身做为省水容器的船闸。由于省水容器的高度有严格地设计要求，一座船闸需要多个高度不同的省水池，省水池成本在几百万元、几千万元，甚至高达几亿元。在工程成本这一方面来说，第二类省水船闸不存在省水容器，具有低成本的优势，免除了省水池成本。

第二类省水船闸是一线船闸与另一线(或者为多线)船闸之间，以水量互相补充的运行方式，达到省水为目的的船闸。第二类省水船闸在所有的文件中没有一个统一的标准的名称，因此申请人把第二类船闸命名为互补省水船闸，把第二类船闸的技术领域称之为互补省水船闸技术领域。

目前世界上使用的省水船闸是带有省水容器的船闸，其省水率极低，举一个例子，以典型的省水率1/2单级带省水池船闸进行说明，有省水池A池、B池，船闸泄水运行时先向省水池泄水，其顺序是先泄向高处的省水池(B池)，再依次泄向低处的省水池(A池)。水泄向B池导致B池水位上升，B池水位上升没有用于需要上升的船舶，白白地浪费了水位的上升，没有起到省水的效果，需要花费创造性劳动解决省水的效果。同样，水泄向A池导致A池水位上升，A池水位上升没有用于需要上升的船舶，白白地浪费了水位的上升，没有起到省水的效果，需要花费创造性劳动解决省水的效果。灌水顺序与泄水时相反，首先将低处的省水池(A池)的水灌入闸室，然后依次将高处的省水池(B池)向闸室灌水。A池的水灌入闸室导致A池水位下降，A池水位下降没有用于需要下降的船舶，白白地浪费了水位的下降，没有起到省水的效果，需要花费创造性劳动解决省水的效果。同样，B池的水灌入闸室导致B池水位下降，B池水位下降没有用于需要下降的船舶，白白地浪费了水位的下降，没有起到省水的效果，需要花费创造性劳动解决省水的效果。本发明技术方案把省水池改成船闸闸室，充分利用了水位的上升和下降用于船舶的上升和下降，大幅提高了省水效率的技术效果，免除了省水池成本的优越技术效果。

目前国内有四线船闸，国外有六线船闸，经济发展通航量增加时，不是把现有船闸闸室面积扩大，而是在现有船闸的基础上增加一线或多线船闸，如果经济发展通航量增加一倍，就会出现五线船闸、六线船闸、七线船闸、八线船闸。

技术实现要素：
：

双级五线双向通行省水船闸是指：船闸为5线，每线为2级，5线之间是连通的，5线船闸闸室的水是互相排放的，在同一线船闸中，上一次船舶通行与下一次船舶通行的方向是相反的，即双向通行。

本发明的有益效果是，在没有省水池的条件下把双级五线双向通行船闸的耗水量降低到1/10H每次(H：总水头高度)，大幅度省水，同时适用于单级船闸的2倍高水头；闸室在每一次排水或进水的水位下降或上升都是下游水位至上游水位的只有五分之一高度，因此减少进排水的时间，从而减少船舶过闸时间。

本发明的技术方案是：

船闸为5线，每线为2级，5线船闸之间有2路廊道连通；其中1路廊道有10个分支，每1个分支经过1个阀门后分别与A1、B1、C1、D1、E1、A2、B2、C2、D2、E2闸室连通；另1路廊道有5个分支，每1个分支经过1个阀门后分别与A2、B2、C2、D2、E2闸室连通；

进水阀门的位置关系及作用与常规双级船闸相同，每一线上游闸室有1个进水阀门；

排水阀门的位置关系及作用与常规双级船闸相同，每一线下游闸室有1个排水阀门；

闸门的位置关系及作用与常规双级船闸相同，每一个闸室有上游闸门、下游闸门；

闸室在每一次排水或进水的水位下降或上升都是下游水位至上游水位的五分之一高度；

下游闸室在每一次排水或进水的水位下降或上升是槛上水深至闸室高水位的二分之一高度；

上游闸室在每一次排水或进水的水位下降或上升是槛上水深至闸室高水位的三分之一高度。

附图说明：

图1至图15是双级五线双向通行省水船闸工作原理顺序图。

()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(A)，B线船闸(B)，C线船闸(C)，D线船闸(D)，E线船闸(E)；A线下游闸室A1(A1)，B线下游闸室B1(B1)，C线下游闸室C1(C1)，D线下游闸室D1(D1)，E线下游闸室E1(E1)，A线上游闸室A2(A2)，B线上游闸室B2(B2)，C线上游闸室C2(C2)，D线上游闸室D2(D2)，E线上游闸室E2(E2)，闸门(Z)，水流经过阀门时的流动方向(→)，去上游的船舶一(S)，去下游的船舶二(X)；

下游至上游的水头高度平均分成5个水位高度，其中下游闸室有2个水位高度，下游水位(0)，1/2水位(01)，高水位(02)；

上游闸室有3个水位高度，槛上水深(0)，1/3水位(01)，2/3水位(02)，上游水位(03)，其中上游闸室的槛上水深(0)与下游闸室的高水位(02)是同一水位高度；

水位标记在A线、B线、C线、D线、E线闸室的高度位置是相同的，因此在每一幅图中只有在A线闸室标出；

A2闸室上游水进水阀门一(1)，B2闸室上游水进水阀门二(2)，C2闸室上游水进水阀门三(3)，D2闸室上游水进水阀门四(4)，E2闸室上游水进水阀门五(5)，A1闸室水排放至下游阀门六(6)，B1闸室水排放至下游阀门七(7)，C1闸室水排放至下游阀门八(8)，D1闸室水排放至下游阀门九(9)，E1闸室水排放至下游阀门十(10)；

一线船闸与另一线船闸之间互相排水的廊道阀门有阀门十一(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)，阀门二十四(24)，阀门二十五(25)；

图中的每一线闸室左边视为下游方向，闸室右边视为上游方向，闸室左边的闸门为该闸室的下游闸门(Z)，闸室右边的闸门为该闸室的上游闸门(Z)。

具体实施方式：

结合附图对双级五线双向通行省水船闸的廊道阀门位置关系进行说明：

如图1所示，有A、B、C、D、E五线船闸，五线船闸并排布置，A线下游闸室A1，A线上游闸室A2，B线下游闸室B1，B线上游闸室B2，C线下游闸室C1，C线上游闸室C2，D线下游闸室D1，D线上游闸室D2，E线下游闸室E1，E线上游闸室E2；

A2闸室上游水进水阀门一(1)，B2闸室上游水进水阀门二(2)，C2闸室上游水进水阀门三(3)，D2闸室上游水进水阀门四(4)，E2闸室上游水进水阀门五(5)；A1闸室水排放至下游阀门六(6)，B1闸室水排放至下游阀门七(7)，C1闸室水排放至下游阀门八(8)，D1闸室水排放至下游阀门九(9)，E1闸室水排放至下游阀门十(10)；

A2闸室经过阀门十七(17)、B2闸室经过阀门十九(19)、C2闸室经过阀门二十一(21)、D2闸室经过阀门二十三(23)、E2闸室经过阀门二十四(24)、A1闸室经过阀门十一(11)、B1闸室经过阀门十二(12)、C1闸室经过阀门十三(13)、D1闸室经过阀门十四(14)、E1闸室经过阀门十五(15)之后由廊道(26)连通；

A2闸室经过阀门十六(16)、B2闸室经过阀门十八(18)、C2闸室经过阀门二十(20)、D2闸室经过阀门二十二(22)、E2闸室经过阀门二十五(25)之后由廊道(27)连通。

结合附图对双级五线双向通行省水船闸的工作原理进行说明：

每一个工作循环是15个步聚，15个步聚是：

步聚1)，如图1所示，A2闸室为上游水位(03)，去下游的船舶二(X)进入A2闸室，B2闸室和船舶一(S)为1/3水位(01)，C2闸室和船舶二(X)为1/3水位(01)，D2闸室为槛上水深水位(0)，E2闸室为槛上水深水位(0)，A1闸室为高水位(02)，B1闸室为高水位(02)，C1闸室为高水位(02)，D1闸室和船舶(S)为1/2水位(01),E1闸室和船舶二(X)为1/2水位(01)；阀门十(10)阀门十四(14)阀门十六(16)阀门十八(18)阀门二十一(21)打开状态，其它阀门关闭状态；E1闸室的水经过阀门十(10)排放至下游，A2闸室的水经过阀门十六(16)阀门十八(18)排放至B2闸室，C2闸室的水经过阀门二十一(21)阀门十四(14)D1闸室；

步聚2)，如图2所示，A2闸室和船舶二(X)为2/3水位(02)，B2闸室和船舶一(S)为2/3水位(02)，C2闸室和船舶二(X)为槛上水深水位(0)，D2闸室为槛上水深水位(0)，E2闸室为槛上水深水位(0)，A1闸室为高水位(02)，B1闸室为高水位(02)，C1闸室为高水位(02)，D1闸室和船舶一(S)为高水位(02),E1闸室和船舶二(X)为下游水位(0)；阀门二(2)打开状态，其它阀门关闭状态；上游水经过阀门二(2)排放至B2闸室；C2闸室下游闸门(Z)打开，C2闸室内船舶准备离开C2闸室进入C1闸室，D1闸室上游闸门(Z)打开，D1闸室内船舶准备离开D1闸室进入D2闸室，E1闸室下游闸门(Z)打开，E1闸室内船舶准备离开E1闸室进入下游；

步聚3)，如图3所示，A2闸室和船舶二(X)为2/3水位(02)，B2闸室和船舶一(S)为上游水位(03)，C2闸室为槛上水深水位(0)，D2闸室和船舶一(S)为槛上水深水位(0)，E2闸室为槛上水深水位(0)，A1闸室为高水位(02)，B1闸室为高水位(02)，C1闸室和船舶二(X)为高水位(02)，D1闸室为高水位(02),E1闸室和船舶一(S)为下游水位(0)；阀门十三(13)阀门十五(15)阀门十六(16)阀门二十二(22)打开状态，其它阀门关闭状态；C1闸室的水经过阀门十三(13)阀门十五(15)排放至E1闸室，A2闸室的水经过阀门十六(16)阀门二十二(22)排放至D2闸室；B2闸室上游闸门(Z)打开，B2闸室内船舶准备离开B2闸室进入上游；

步聚4)，如图4所示，A2闸室和船舶二(X)为1/3水位(01)，B2闸室为上游水位(03)，去下游的船舶二(X)进入B2闸室并关闭闸门，C2闸室为槛上水深水位(0)，D2闸室和船舶一(S)为1/3水位(01)，E2闸室为槛上水深水位(0)，A1闸室为高水位(02)，B1闸室为高水位(02)，C1闸室和船舶二(X)为1/2水位(01)，D1闸室为高水位(02),E1闸室和船舶一(S)为1/2水位(01)；阀门八(8)阀门十五(15)阀门十七(17)阀门十八(18)阀门二十二(22)打开状态，其它阀门关闭状态；C1闸室的水经过阀门八(8)排放至下游，A2闸室的水经过阀门十七(17)阀门十五(15)排放至E1闸室，B2闸室的水经过阀门十八(18)阀门二十二(22)排放至D2闸室；

步聚5)，如图5所示，A2闸室和船舶二(X)为槛上水深水位(0)，B2闸室和船舶二(X)为2/3水位(02)，C2闸室为槛上水深水位(0)，D2闸室和船舶一(S)为2/3水位(02)，E2闸室为槛上水深水位(0)，A1闸室为高水位(02)，B1闸室为高水位(02)，C1闸室和船舶二(X)为下游水位(0)，D1闸室为高水位(02),E1闸室和船舶一(S)为高水位(02)；阀门四(4)打开状态，其它阀门关闭状态；上游水经过阀门四(4)排放至D2闸室；A2闸室下游闸门(Z)打开，A2闸室内船舶准备离开A2闸室进入A1闸室，C1闸室下游闸门(Z)打开，C1闸室内船舶准备离开C1闸室进入下游，E1闸室上游闸门(Z)打开，E1闸室内船舶准备离开E1闸室进入E2闸室；

步聚6)，如图6所示，A2闸室为槛上水深水位(0)，B2闸室和船舶二(X)为2/3水位(02)，C2闸室为槛上水深水位(0)，D2闸室和船舶一(S)为上游水位(03)，E2闸室和船舶一(S)为槛上水深水位(0)，A1闸室和船舶二(X)为高水位(02)，B1闸室为高水位(02)，C1闸室为下游水位(0)，去上游的船舶一(S)进入C1闸室并关闭闸门，D1闸室为高水位(02),E1闸室为高水位(02)；阀门十一(11)阀门十三(13)阀门十八(18)阀门二十五(25)打开状态，其它阀门关闭状态；A1闸室的水经过阀门十一(11)阀门十三(13)排放至C1闸室，B2闸室的水经过阀门十八(18)阀门二十五(25)排放至E2闸室；D2闸室上游闸门(Z)打开，D2闸室内船舶准备离开D2闸室进入上游；

步聚7)，如图7所示，A2闸室为槛上水深水位(0)，B2闸室和船舶二(X)为1/3水位(01)，C2闸室为槛上水深水位(0)，D2闸室为上游水位(03)，去下游的船舶二(X)进入D2闸室并关闭闸门，E2闸室和船舶一(S)为1/3水位(01)，A1闸室和船舶二(X)为1/2水位(01)，B1闸室为高水位(02)，C1闸室和船舶一(S)为1/2水位(01)，D1闸室为高水位(02),E1闸室为高水位(02)；阀门十一(11)阀门十三(13)阀门十九(19)阀门二十二(22)阀门二十五(25)打开状态，其它阀门关闭状态；A1闸室的水经过阀门十一(11)排放至下游，B2闸室的水经过阀门十九(19)阀门十三(13)排放至C1闸室，D2闸室的水经过阀门二十二(22)阀门二十五(25)排放至E2闸室；

步聚8)，如图8所示，A2闸室为槛上水深水位(0)，B2闸室和船舶二(X)为槛上水深水位(0)，C2闸室为槛上水深水位(0)，D2闸室和船舶二(X)为2/3水位(02)，E2闸室和船舶一(S)为2/3水位(02)，A1闸室和船舶二(X)为下游水位(0)，B1闸室为高水位(02)，C1闸室和船舶一(S)为高水位(02)，D1闸室为高水位(02),E1闸室为高水位(02)；阀门五(5)打开状态，其它阀门关闭状态；上游水经过阀门五(5)排放至E2闸室；A1闸室下游闸门(Z)打开，A1闸室内船舶准备离开A1闸室进入下游，B2闸室下游闸门(Z)打开，B2闸室内船舶准备离开B2闸室进入B1闸室，C1闸室上游闸门(Z)打开，C1闸室内船舶准备离开C1闸室进入C2闸室；

步聚9)，如图9所示，A2闸室为槛上水深水位(0)，B2闸室为槛上水深水位(0)，C2闸室和船舶一(S)为槛上水深水位(0)，D2闸室和船舶二(X)为2/3水位(02)，E2闸室和船舶一(S)为上游水位(03)，A1闸室为下游水位(0)，去上游的船舶(S)进入A1闸室并关闭闸门，B1闸室和船舶二(X)为高水位(02)，C1闸室为高水位(02)，D1闸室为高水位(02),E1闸室为高水位(02)；阀门十一(11)阀门十二(12)阀门二十(20)阀门二十二(22)打开状态，其它阀门关闭状态；B1闸室的水经过阀门十二(12)阀门十一(11)排放至A1闸室，D2闸室的水经过阀门二十二(22)阀门二十(20)排放至C2闸室；E2闸室上游闸门(Z)打开，E2闸室内船舶准备离开E2闸室进入上游；

步聚10)，如图10所示，A2闸室为槛上水深水位(0)，B2闸室为槛上水深水位(0)，C2闸室和船舶一(S)为1/3水位(01)，D2闸室和船舶二(X)为1/3水位(01)，E2闸室为上游水位(03)，去下游的船舶二(X)进入E2闸室并关闭闸门，A1闸室和船舶一(S)为1/2水位(01)，B1闸室和船舶二(X)为1/2水位(01)，C1闸室为高水位(02)，D1闸室为高水位(02),E1闸室为高水位(02)；阀门七(7)阀门十一(11)阀门二十(20)阀门二十三(23)阀门二十五(25)打开状态，其它阀门关闭状态；B1闸室的水经过阀门七(7)排放至下游，D2闸室的水经过阀门二十三(23)阀门十一(11)排放至A1闸室，E2闸室的水经过阀门二十五(25)阀门二十(20)排放至C2闸室；

步聚11)，如图11所示，A2闸室为槛上水深水位(0)，B2闸室为槛上水深水位(0)，C2闸室和船舶一(S)为2/3水位(02)，D2闸室和船舶二(X)为槛上水深水位(0)，E2闸室和船舶二(X)为2/3水位(02)，A1闸室和船舶一(S)为高水位(02)，B1闸室和船舶二(X)为下游水位(0)，C1闸室为高水位(02)，D1闸室为高水位(02),E1闸室为高水位(02)；阀门三(3)打开状态，其它阀门关闭状态；上游水经过阀门三(3)排放至C2闸室，A1闸室上游闸门(Z)打开，A1闸室内船舶准备离开A1闸室进入A2闸室，B1闸室下游闸门(Z)打开，B1闸室内船舶准备离开B1闸室进入下游，D2闸室下游闸门(Z)打开，D2闸室内船舶准备离开D2闸室进入D1闸室；

步聚12)，如图12所示，A2闸室和船舶一(S)为槛上水深水位(0)，B2闸室为槛上水深水位(0)，C2闸室和船舶一(S)为上游水位(03)，D2闸室为槛上水深水位(0)，E2闸室和船舶二(X)为2/3水位(02)，A1闸室为高水位(02)，B1闸室为下游水位(0)，去上游的船舶一(S)进入B1闸室并关闭闸门，C1闸室为高水位(02)，D1闸室和船舶二(X)为高水位(02),E1闸室为高水位(02)；阀门十二(12)阀门十四(14)阀门十六(16)阀门二十五(25)打开状态，其它阀门关闭状态；D1闸室的水经过阀门十四(14)阀门十二(12)排放至B1闸室，E2闸室的水经过阀门二十五(25)阀门十六(16)排放至A2闸室；C2闸室上游闸门(Z)打开，C2闸室内船舶准备离开C2闸室进入上游；

步聚13)，如图13所示，A2闸室和船舶一(S)为1/3水位(01)，B2闸室为槛上水深水位(0)，C2闸室为上游水位(03)，去下游的船舶二(X)进入C2闸室并关闭闸门，D2闸室为槛上水深水位(0)，E2闸室和船舶二(X)为1/3水位(01)，A1闸室为高水位(02)，B1闸室和船舶一(S)为1/2水位(01)，C1闸室为高水位(02)，D1闸室和船舶二(X)为1/2水位(01),E1闸室为高水位(02)；阀门九(9)阀门十二(12)阀门十六(16)阀门二十(20)阀门二十四(24)打开状态，其它阀门关闭状态；D1闸室的水经过阀门九(9)排放至下游，C2闸室的水经过阀门二十(20)阀门十六(16)排放至A2闸室，E2闸室的水经过阀门二十四(24)阀门十二(12)排放至B1闸室；

步聚14)，如图14所示，A2闸室和船舶一(S)为2/3水位(02)，B2闸室为槛上水深水位(0)，C2闸室和船舶二(X)为2/3水位(02)，D2闸室为槛上水深水位(0)，E2闸室和船舶二(X)为槛上水深水位(0)，A1闸室为高水位(02)，B1闸室和船舶一(S)为高水位(02)，C1闸室为高水位(02)，D1闸室和船舶二(X)为下游水位(0),E1闸室为高水位(02)；阀门一(1)打开状态，其它阀门关闭状态；上游水经过阀门一(1)排放至A2闸室；B1闸室上游闸门(Z)打开，B1闸室内船舶准备离开B1闸室进入B2闸室，D1闸室下游闸门(Z)打开，D1闸室内船舶准备离开D1闸室进入下游，E2闸室下游闸门(Z)打开，E2闸室内船舶准备离开E2闸室进入E1闸室；

步聚15)，如图15所示，A2闸室和船舶一(S)为上游水位(03)，B2闸室和船舶一(S)为槛上水深水位(0)，C2闸室和船舶二(X)为2/3水位(02)，D2闸室为槛上水深水位(0)，E2闸室为槛上水深水位(0)，A1闸室为高水位(02)，B1闸室为高水位(02)，C1闸室为高水位(02)，D1闸室为下游水位(0),去上游船舶一(S)进入D1闸室并关闭闸门，E1闸室和船舶二(X)为高水位(02)；阀门十四(14)阀门十五(15)阀门十八(18)阀门二十(20)打开状态，其它阀门关闭状态；E1闸室的水经过阀门十五(15)阀门十四(14)排放至D1闸室，C2闸室的水经过阀门二十(20)阀门十八(18)排放至B2闸室。

步聚15)之后闸室水位及船舶的位置关系与步聚1)相同，这时从步聚1)开始，这样循环工作。