通航建筑物的分级及布置方式

在大、中型水利枢纽上修建通航建筑物时，由于水利枢纽的设计水头往往较高，上、下游水位变幅往往较大和山区地形变化复杂，因此，无论采用那种通航建筑物型式，都存在是否需要分级和多级通航建筑物在级间是集中还是分开布置的问题。

2.3.3.1 分级的主要原因

（1）船闸。

1）降低解决船闸水力学问题的难度。对船闸进行分级的主要原因，是减小船闸输水系统阀门工作水头，从而降低解决船闸输水问题的难度。按照目前船闸水力学研究的水平，按常规方式布置的单级船闸能适应的最大水头，通常在35m左右。当设计水头太高达到40m以上时，一般需将船闸分成2 级或多级；但也有不对高水头船闸进行分级，采用在船闸两侧修建多层节水池，通过分层进行充、泄水，以达到既解决高水头船闸输水问题，又节省过闸用水量的目的。采用这种方式建设船闸在国外已有工程实例，在国内也有这方面的研究。但这种型式船闸的输水系统比较复杂，下闸首闸门的技术难度较大，对大型船闸采用这种型式，在技术上还不够成熟。另外，这种型式船闸的充、泄水时间较长，船闸的通过能力相对较小，故目前还没有在大型船闸中采用的先例。

2）减少过闸耗水量。船舶（队）过闸的耗水量，与闸室一次充水（或泄水）的水体高度成正比，在枢纽水量比较宝贵的情况下，通过分级降低闸室一次充水（或泄水）的水体高度，可十分显著地节省船闸的耗水量，同时由于充（泄）水体减小，可适当缩短船舶过闸间隔时间，有一定程度上提高通过能力的好处。

3）更好地适应坝址地形的变化，节省工程量。通过对船闸进行分级，使船闸的纵剖面更好地适应地形的变化，降低基础开挖的深度、优化闸墙结构和降低闸墙的高度，达到节省船闸工程量的目的。

（2）升船机。升船机由于可适应较高的水头，一般很少需要进行分级。但在上游的水位变幅很大、坝址的地形对升船机进行分级可明显地节省工程量时，也可考虑对升船机进行分级。(www.xing528.com)

2.3.3.2 分级后的布置

（1）船闸。分级后船闸的布置有连续和分开两种方式，两种布置方式在技术上各有优缺点。与分开布置相比较，连续布置的优点是建筑物布置集中，船闸线路较短，工程量和耗水量较省，运行管理方便；主要缺点是船闸结构的技术难度较大，在建设单级船闸的情况下，船闸的运行调度不够灵活。与连续布置相比较，分开布置的优点是每级船闸仍相当于单级船闸，结构相对较为简单，船闸的运行调度较灵活；主要缺点是船闸之间设置的用以错船的中间渠道大大增加了船闸线路长度，在枢纽中布置的难度和工程量相对较大，中间渠道的通航条件较为复杂，建筑物布置分散，运行管理相对不便。

在比较选择多级船闸的布置方案时，船闸的线数是一个比较重要的因素。当船闸为单线时，为提高船舶（队）过坝的效率、满足过坝运量的要求，通常应采用分开布置的方案；当船闸为双线时，由于船闸可采用一线上行一线下行的运行方式，船舶（队）的过闸效率，略高于分开布置方案，考虑到这种布置船闸的线路较短，在枢纽中较便于布置，且无中间连接渠道通航条件的问题，船闸工程量较小，以及便于管理等因素，通常宜采用连续布置的方案。

（2）升船机。由于升船机的技术特点与船闸不尽相同，升船机通常不会考虑采用连续布置的方式，而是采用2级升船机或3 级升船机分开布置的方式。升船机主要从解决较大的水位变幅、提高船舶过坝效率、更好适应地形或水位条件和节省工程量等方面考虑，进行分级与不分级和分级后的2级乃至3 级升船机是否采用同一种升船机型式的比较选择。

（3）船闸与升船机组合。考虑到升船机在解决山区河流上较高水头水利枢纽通航问题方面所具有的某些有利条件，在有些枢纽上，需要根据枢纽上游的水位变幅和地形条件，对通航建筑物分级后是否采用同一种通航建筑物的型式进行选择。目前在建的水利枢纽中已有在坝线上布置一级船闸解决水库水位变幅问题、在下游布置一级垂直升船机解决其余水头问题的工程实例。