CN111676939A - 船闸集中输水*** - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种船闸集中输水***，包括：闸室；上闸首，上闸首包括上闸门、第一廊道和第一阀门，第一阀门能够封堵或者打开第一廊道；下闸首，下闸首包括下闸门、第二廊道和第二阀门，第二阀门能够封堵或者打开第二廊道；省水池，位于闸室的侧部，其中，省水池的第一端与第一廊道之间连通有第一连接廊道，第一连接廊道上设置有第三阀门，第三阀门能够封堵或者打开第一连接廊道，省水池的第二端与第二廊道之间连通有第二连接廊道，第二连接廊道上设置有第四阀门，第四阀门能够封堵或者打开第二连接廊道。本申请的技术方案有效地解决了相关技术中的多个出水区段分布在整个闸室上会增加建造难度的问题。

Description

船闸集中输水***

技术领域

本发明涉及通航建筑领域，具体而言，涉及一种船闸集中输水***。

背景技术

通航建筑物是重要建筑物形式，在内河水运中实现沟通渠化河流、连接不同水系，在水运交通中占有十分重要的地位。通航建筑物主要分为船闸及升船机两大类，其中船闸是通航建筑物中历史最悠久和数量最多的形式。船闸运行时需要消耗大量的水体，在水资源紧缺地区可能会造成一定程度上的水资源浪费，进而影响电站发电效益。

目前，国内外节省船闸运行耗水量的方式主要有三种：

1)对于水头较高的船闸，采用连续多级船闸布置方式，在降低水力指标、减小技术难度的同时，因每级船闸的运行水头降低也可减少船闸一次运行的耗水量，节省航运用水。

2)对于双线并列布置、同时建设的船闸，在进行输水***设计时，可兼顾双线船闸相互充水和泄水运行的省水运行方式，并通过船闸及船舶调度运行方式的协调以实现互充互泄，进而达到节省船闸运行耗水量的目的。

3)在船闸侧面设置省水池，通过省水池储存一部分水体，船闸充泄水过程中通过闸室与省水池之间的水体输运实现部分水体的重复利用，从而减少船闸运行一次耗水量，节省水资源。前两种船闸省水方式的受限制因素较多，只能在特定条件下使用。第三种省水方式可通过调整省水池数量和面积来达到不同的省水率，应用相对灵活。

在第三种省水方式中，闸室与省水池之间的水体交换是通过设有阀门的输水廊道实现的，该廊道通向闸底之下的分流***，分流***包括位于闸底下的多个出水区段，分流***通过分流***将省水池的水体分配至闸底相应的出水区段。为保障闸室及省水池内水流均匀，将多个出水区段分布在整个闸室上，确保在充入的水体时能够在多处尽可能同时、均匀地抵达闸室，形成一个水力平衡***。但是，将第三种省水方式应用到水头较低的船闸时，多个出水区段分布在整个闸室上会增加建造难度，提高建造成本。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种船闸集中输水***，以解决相关技术中的多个出水区段分布在整个闸室上会增加建造难度的问题。

为了实现上述目的，本发明提供了一种船闸集中输水***，包括：闸室；上闸首，位于闸室的上游，上闸首能够与闸室相连通，上闸首包括上闸门、第一廊道和第一阀门，第一廊道位于上闸门的下方并环绕在上闸门的外侧，第一阀门设置在第一廊道上，第一阀门能够封堵或者打开第一廊道；下闸首，位于闸室的下游，下闸首能够与闸室相连通，下闸首包括下闸门、第二廊道和第二阀门，第二廊道位于下闸门的下方并环绕在下闸门的外侧，第二阀门设置在第二廊道上，第二阀门能够封堵或者打开第二廊道；省水池，位于闸室的侧部，其中，省水池的第一端与第一廊道之间连通有第一连接廊道，第一连接廊道上设置有第三阀门，第三阀门能够封堵或者打开第一连接廊道，省水池的第二端与第二廊道之间连通有第二连接廊道，第二连接廊道上设置有第四阀门，第四阀门能够封堵或者打开第二连接廊道。

进一步地，省水池与闸室之间具有间隔。

进一步地，第一廊道包括第一进口和第一出口，船闸集中输水***还包括设置在第一出口处的格栅消能室，格栅消能室内设置有多个第一消力槛和位于第一消力槛上方的第一格栅，第二廊道包括第二进口和第二出口，船闸集中输水***还包括设置在第二进口处的多个第二消力槛；第一连接廊道与第一廊道之间的连通处形成第一连通孔，第一连通孔贯通上闸首的第一闸墙，第二连接廊道与第二廊道之间的连通处形成第二连通孔，第二连通孔贯通下闸首的第二闸墙。

进一步地，省水池包括与第一连接廊道连通的第一孔，船闸集中输水***还包括设置在第一孔处的第二格栅。

进一步地，省水池还包括与第二连接廊道连通的第二孔，船闸集中输水***还包括设置在第二孔处的第三格栅。

进一步地，第一廊道还包括第一顶面和第一底面，第一连接廊道包括第二顶面和第二底面，第一顶面平齐于第二顶面，第一底面平齐于第二底面。

进一步地，第一廊道还包括位于第一顶面和第一底面之间的两个第一侧面，第一连接廊道还包括位于第二顶面和第二底面之间的两个第二侧面，其中一个第一侧面与比上闸门更靠近闸室的第二侧面共面设置。

进一步地，第二廊道还包括第三顶面和第三底面，第二连接廊道包括第四顶面和第四底面，第三顶面平齐于第四顶面，第三底面平齐于第四底面。

进一步地，第二廊道还包括位于第三顶面和第三底面之间的两个第三侧面，第二连接廊道还包括位于第四顶面和第四底面之间的两个第四侧面，其中一个第三侧面与比下闸门更靠近闸室的第四侧面共面设置。

进一步地，第一廊道的多个第一拐角处均形成有第一弧形面；第二廊道的多个第二拐角处均形成有第二弧形面；第一连接廊道的多个第三拐角处均形成有第三弧形面；第二连接廊道的多个第四拐角处均形成有第四弧形面；省水池包括多个，多个省水池沿竖直方向间隔布置，或者，多个省水池分别位于闸室的两侧。

应用本发明的技术方案，船闸集中输水***包括：闸室、上闸首、下闸首和省水池。上闸首位于闸室的上游，上闸首能够与闸室相连通，上闸首包括上闸门、第一廊道和第一阀门。第一廊道位于上闸门的下方并环绕在上闸门的外侧。第一阀门设置在第一廊道上。第一阀门能够封堵或者打开第一廊道。下闸首位于闸室的下游。下闸首能够与闸室相连通，下闸首包括下闸门、第二廊道和第二阀门。第二廊道位于下闸门的下方并环绕在下闸门的外侧。第二阀门设置在第二廊道上。第二阀门能够封堵或者打开第二廊道。省水池位于闸室的侧部。在本申请中，省水池的第一端与第一廊道之间连通有第一连接廊道，第一连接廊道上设置有第三阀门，第三阀门能够封堵或者打开第一连接廊道。省水池的第二端与第二廊道之间连通有第二连接廊道。第二连接廊道上设置有第四阀门，第四阀门能够封堵或者打开第二连接廊道。这样，当闸室泄水时，下闸门关闭，闸室不是直接向下闸首的下游泄水，而是通过第一廊道和第一连接廊道向省水池泄水，同时，通过第二廊道和第二连接廊道也向省水池泄水。闸室泄水的顺序由高到低，流入省水池的水位由低到高逐渐的升高，实现泄水，剩余部分的水体无法泄入省水池，第二阀门打开，水体通过第二廊道向下闸首的下游泄入。当闸室充水时，省水池通过第一连接廊道和第一廊道向闸室充水，同时，通过第二连接廊道和第二廊道也向闸室充水。闸室充水的顺序与闸室泄水顺序相反，首先由低到高从省水池的低处向闸室内充水，然后由闸室低处到高处逐渐充水。同样地，不足部分的水体无法充入闸室，第一阀门打开，水体通过第一廊道充入至闸室内，不足部分的水体由上闸首的上游补充。这样，通过设置第一连接廊道和第二连接廊道，使得闸室和省水池之间的往来的水体能够均匀地流动，无需将相关技术中的多个出水区段分布在整个闸室上，能够降低建造难度，减少建造成本。因此，本申请的技术方案有效地解决了相关技术中的多个出水区段分布在整个闸室上会增加建造难度的问题。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1示出了根据本发明的船闸集中输水***的实施例的俯视示意图；

图2示出了图1的船闸集中输水***的A-A向剖视示意图；

图3示出了图1的船闸集中输水***的B-B向剖视示意图；

图4示出了图1的船闸集中输水***的C-C向剖视示意图；

图5示出了图1的船闸集中输水***的D-D向剖视示意图；

图6示出了图1的船闸集中输水***的第二格栅的俯视示意图；

图7示出了图1的船闸集中输水***的闸室充水时船闸省水运行闸室水位变化过程线；

图8示出了图1的船闸集中输水***的闸室充水时船闸省水运行输水流量变化过程线；

图9示出了图1的船闸集中输水***的闸室泄水时船闸省水运行闸室水位变化过程线；以及

图10示出了图1的船闸集中输水***的闸室泄水时船闸省水运行输水流量变化过程线。

其中，上述附图包括以下附图标记：

1、土料；10、闸室；20、上闸首；21、上闸门；22、第一廊道；221、第一进口；222、第一出口；223、第一顶面；224、第一底面；225、第一侧面；226、第一拐角；23、第一阀门；24、第一闸墙；30、下闸首；31、下闸门；32、第二廊道；321、第二进口；322、第二出口；323、第三顶面；324、第三底面；325、第三侧面；326、第二拐角；33、第二阀门；34、第二闸墙；40、省水池；41、第一孔；42、第二孔；51、第一连接廊道；511、第二顶面；512、第二底面；513、第二侧面；514、第三拐角；52、第三阀门；53、第二连接廊道；531、第四顶面；532、第四底面；533、第四侧面；534、第四拐角；54、第四阀门；55、第一连通孔；56、第二连通孔；60、格栅消能室；61、第一消力槛；62、第一格栅；63、第二消力槛；64、第二格栅；641、栅条；65、第三格栅；66、第一出水支孔；67、第二出水支孔。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

如图1至图5所示，本实施例的船闸集中输水***包括：闸室10、上闸首20、下闸首30和省水池40。上闸首20位于闸室10的上游，上闸首20能够与闸室10相连通。上闸首20包括上闸门21、第一廊道22和第一阀门23。第一廊道22位于上闸门21的下方并环绕在上闸门21的外侧。第一阀门23设置在第一廊道22上，第一阀门23能够封堵或者打开第一廊道22。下闸首30位于闸室10的下游，下闸首30能够与闸室10相连通。下闸首30包括下闸门31、第二廊道32和第二阀门33。第二廊道32位于下闸门31的下方并环绕在下闸门31的外侧。第二阀门33设置在第二廊道32上，第二阀门33能够封堵或者打开第二廊道32。省水池40位于闸室10的侧部。在本实施例中，省水池40的第一端与第一廊道22之间连通有第一连接廊道51，第一连接廊道51上设置有第三阀门52。第三阀门52能够封堵或者打开第一连接廊道51。省水池40的第二端与第二廊道32之间连通有第二连接廊道53，第二连接廊道53上设置有第四阀门54，第四阀门54能够封堵或者打开第二连接廊道53。

应用本实施例的技术方案，在本实施例中，省水池40的第一端与第一廊道22之间连通有第一连接廊道51，第一连接廊道51上设置有第三阀门52，第三阀门52能够封堵或者打开第一连接廊道51。省水池40的第二端与第二廊道32之间连通有第二连接廊道53。第二连接廊道53上设置有第四阀门54，第四阀门54能够封堵或者打开第二连接廊道53。这样，当闸室10泄水时，下闸门31关闭，闸室10不是直接向下闸首30的下游泄水，而是通过第一廊道22和第一连接廊道51向省水池40泄水，同时，通过第二廊道32和第二连接廊道53也向省水池40泄水。闸室10泄水的顺序由高到低，流入省水池40的水位由低到高逐渐的升高，实现泄水，剩余部分的水体无法泄入省水池40，第二阀门33打开，水体通过第二廊道32向下闸首30的下游泄入。当闸室10充水时，省水池40通过第一连接廊道51和第一廊道22向闸室10充水，同时，通过第二连接廊道53和第二廊道32也向闸室10充水。闸室10充水的顺序与闸室10泄水顺序相反，首先由低到高从省水池40的低处向闸室10内充水，然后由闸室10低处到高处逐渐充水。同样地，不足部分的水体无法充入闸室10，第一阀门23打开，水体通过第一廊道22充入至闸室10内，不足部分的水体由上闸首20的上游补充。这样，通过设置第一连接廊道51和第二连接廊道53，使得闸室10和省水池40之间的往来的水体能够均匀地流动，无需将相关技术中的多个出水区段分布在整个闸室上，能够降低建造难度，减少建造成本。因此，本实施例的技术方案有效地解决了相关技术中的多个出水区段分布在整个闸室上会增加建造难度的问题。

在本实施例中，省水池40可以通过填土料1的方式将省水池40设置在地面上。第一阀门23为两个，两个第一阀门23分别位于上闸门21的两侧，第二阀门33为两个，两个第二阀门33分别位于下闸门31的两侧。

如图1、图3和图4所示，在本实施例中，省水池40与闸室10之间具有间隔。这样，省水池40可以设置在不同的位置处，如设置在河道中或者设置在地面上，设置位置相对灵活。

如图1、图3和图4所示，第一廊道22包括第一进口221和第一出口222。第一进口221和第一出口222设置能够使得第一廊道22能够流通水体。船闸集中输水***还包括设置在第一出口222处的格栅消能室60。格栅消能室60内设置有三个第一消力槛61和位于第一消力槛61上方的第一格栅62。三个第一消力槛61一方面能够阻碍水体，减低水体产生的冲击，减缓水体流速。另一方面能够分散从第一出口222流经的水体，使得水体能够均匀地流出。第一格栅62一方面能够对水体中的污染物进行过滤，保证通过第一格栅62经第一出口222流通的水体清洁。另一方面能够进一步阻碍水体，有效地减低水体产生的冲击，减缓水体流速。格栅消能室60包括第一出水支孔66和第二出水支孔67。这样，形成多个通道，便于水体能够从不同的通道中流过。

在本实施例中，第二廊道32包括第二进口321和第二出口322。第二进口321和第二出口322设置能够使得第二廊道32能够流通水体。当然，在其他图中未示出的实施例中，第一消力槛的数量不限于三个、还可以是两个、四个及以上。

如图1、图3和图4所示，在本实施例中，船闸集中输水***还包括设置在第二进口321处的三个第二消力槛63。三个第二消力槛63一方面能够阻碍水体，减低水体产生的冲击，减缓水体流速。另一方面能够分散从第二进口321流经的水体，使得水体能够均匀地流入。第一连接廊道51与第一廊道22之间的连通处形成第一连通孔55，第一连通孔55贯通上闸首20的第一闸墙24。这样，第一连通孔55贯通第一闸墙24后，便可以将第一连接廊道51和第一廊道22直接连通，避免需要在地下开挖相关技术中的出水区段，有效地降低了建造成本。第二连接廊道53与第二廊道32之间的连通处形成第二连通孔56，第二连通孔56贯通下闸首30的第二闸墙34。这样，第二连通孔56贯通第二闸墙34后，便可以将第二连接廊道53和第二廊道32直接连通，避免需要在地下开挖相关技术中的出水区段，有效地降低了建造成本。当然，在其他图中未示出的实施例中，第二消力槛的数量不限于三个、还可以是两个、四个及以上。

如图1和图3所示，在本实施例中，省水池40包括与第一连接廊道51连通的第一孔41，船闸集中输水***还包括设置在第一孔41处的第二格栅64。第二格栅64一方面能够对水体中的污染物进行过滤，保证通过第二格栅64经第一孔41流通的水体清洁。另一方面能够进一步阻碍水体，有效地减低水体产生的冲击，减缓水体流速。

具体地，如图6所示，在本实施例中，第二格栅64包括多个间隔设置的栅条641，栅条641的厚度t优选为0.8m，整个第二格栅64的格栅孔的面积为54.4m²，一共有二十个格栅孔，单个格栅孔的面积为2.72m²。

如图1和图4所示，在本实施例中，省水池40还包括与第二连接廊道53连通的第二孔42，船闸集中输水***还包括设置在第二孔42处的第三格栅65。第三格栅65一方面能够对水体中的污染物进行过滤，保证通过第三格栅65经第二孔42流通的水体清洁。另一方面能够进一步阻碍水体，有效地减低水体产生的冲击，减缓水体流速。

如图2和图3所示，在本实施例中，第一廊道22还包括第一顶面223和第一底面224，第一连接廊道51包括第二顶面511和第二底面512。第一顶面223平齐于第二顶面511，第一底面224平齐于第二底面512。上述的结构使得第一廊道22和第一连接廊道51均能够形成平底平顶结构形式，使得水体能够顺畅地、均匀地流动，便于对水头进行测量。

如图2和图3所示，在本实施例中，第一廊道22还包括位于第一顶面223和第一底面224之间的两个第一侧面225，第一连接廊道51还包括位于第二顶面511和第二底面512之间的两个第二侧面513，其中一个第一侧面225与比上闸门21更靠近闸室10的第二侧面513共面设置。这样，第一廊道22和第一连接廊道51内的水体能够顺畅地、均匀地流经第一连通孔55，避免产生阻碍。在本实施例中，具体地，对应于第一出口222处的第一顶面223的高度至第一出口222处第一格栅62的底部的高度由5m降至4m，形成斜度为1:3的斜坡。这样，使得格栅消能室60中的第一格栅62的顶面与于第一顶面223平齐设置。

如图4和图5所示，在本实施例中，第二廊道32还包括第三顶面323和第三底面324，第二连接廊道53包括第四顶面531和第四底面532，第三顶面323平齐于第四顶面531，第三底面324平齐于第四底面532。上述的结构使得第二廊道32和第二连接廊道53均能够形成平底平顶结构形式，使得水体能够顺畅地、均匀地流动，便于对水头进行测量。

如图4和图5所示，在本实施例中，第二廊道32还包括位于第三顶面323和第三底面324之间的两个第三侧面325，第二连接廊道53还包括位于第四顶面531和第四底面532之间的两个第四侧面533，其中一个第三侧面325与比下闸门31更靠近闸室10的第四侧面533共面设置。这样，第二廊道32和第二连接廊道53内的水体能够顺畅地、均匀地流经第二连通孔56，避免产生阻碍。

这样，上述的结构能够确保充入或者泄入闸室10的水体在第一廊道22、第一连接廊道51、第二廊道32和第二连接廊道53处尽可能同时、均匀地流动，形成一个水力平衡***。使得船闸集中输水***不仅能适应船闸省水运行，还可以适应于非省水运行。需要说明的是，本实施例的非省水运行是指当闸室10泄水或者充水时，第三阀门52和第四阀门54均不开启的情况。

如图1至图5所示，在本实施例中，第一廊道22的多个第一拐角226处均形成有第一弧形面。第一弧形面能够使得水体快速地流经第一拐角226处，提高顺畅度。第二廊道32的多个第二拐角326处均形成有第二弧形面。第二弧形面能够使得水体快速地流经第二拐角326处，提高顺畅度。第一连接廊道51的多个第三拐角514处均形成有第三弧形面。第三弧形面能够使得水体快速地流经第三拐角514处，提高顺畅度。第二连接廊道53的多个第四拐角534处均形成有第四弧形面。第四弧形面能够使得水体快速地流经第四拐角534处，提高顺畅度。

当然，在其他图中未示出的实施例中，省水池包括多个，多个省水池沿竖直方向间隔布置，或者，多个省水池分别位于闸室的两侧。

如图1至图5所示，本实施例的船闸集中输水***中的第一阀门23处的第一廊道22的断面面积、第二阀门33处的第二廊道32的断面面积、第三阀门52处的第一连接廊道51的断面面积和第四阀门54处的第二连接廊道53的断面面积的计算公式如下：

在上述公式中，ω为阀门处廊道断面面积(m²)，C为计算闸室水域面积(m²)，H为最大设计水头(m)，μ为阀门全开时的流量***，根据已有船闸研究成果获得，T为闸室灌水时间(s)，α为系数，与阀门有关的系数，k_v为系数，g为重力加速度(m/s²)。上述的计算公式根据中华人民共和国交通部由人民交通出版社于2001年发行的《船闸输水***设计规范》(JTJ306-2001，第18页)。

具体地，以上闸首20和下闸首30内的最大设计水头为5.4m为例，取C＝330×34＝11200m²，H＝5.4m，μ＝0.7，T＝10min＝600s，α＝0.56，k_v＝0.7，g＝9.81m/s²。阀门处的廊道的断面面积(m²)为：

结合本实施例的平底平顶形式的结构特点，第一阀门23处的第一廊道22的断面面积、第二阀门33处的第二廊道32的断面面积、第三阀门52处的第一连接廊道51的断面面积和第四阀门54处的第二连接廊道53的断面面积均为：ω＝2×(宽×高)＝2×4m×5m＝40.0m²。这样，上述的第一阀门23处的第一廊道22的断面面积、第二阀门33处的第二廊道32的断面面积、第三阀门52处的第一连接廊道51的断面面积和第四阀门54处的第二连接廊道53的断面面积一致使得船闸集中输水***运行后，方便后期的维护。

本实施例的船闸集中输水***中的一个省水池40由的布置方案如下：船闸省水运行时，将工作水头分为3级，在最大设计水头为5.4m的工况下，每一级的工作水头均为1.8m。省水池40的平面面积与闸室10的水域面积一致，均为11200m²，平面尺度长为330m，宽为34m。上述的最大设计水头为低水头，最大设计水头在30m以下，优选为5.4m。这样一方面能够保证省水池40内的储水量，另一方面减少占地面积，降低了建造成本。

根据《船闸输水***设计规范》的有关规定及要求，通过1:30物理模型对船闸集中输水***的船闸省水运行时的水力特性进行试验研究。

并根据船闸集中输水***的物理模型实际测得的数据得到各种水位组合下船闸省水运行的输水时间、最大流量以及闸室水位最大上升速度等等特征值见表1如下：

表1闸室输水水力特征值

在表1中：t_v1为第一阀门或者第二阀门开启时间，t_v2为第三阀门和第四阀门开启时间，t_v3为第三阀门和第四阀门全开后停留时间，t_v4为第三阀门和第四阀门关闭时间。T为闸室输水时间，Q_max为最大流量，U_max为闸室水面最大上升(下降)速度，U_a为闸室水面平均上升(下降)速度，V_max为阀门处廊道断面平均最大流速，V_imax为进口最大断面平均流速，d为惯性超高或者惯性超降。

需要说明的是，在图7和图8中，t_v1＝7min，t_v2＝2.5min，t_v3＝0.25min，t_v4＝2.0min，水位组合：9.6m～4.2m，H为闸室水位，Q为流量，n为阀门开度，t为时间。在图9和图10中，t_v1＝7min，t_v2＝2.5min，t_v3＝0.25min，t_v4＝2.0min，水位组合：9.6m～4.2m，H为闸室水位，Q为流量，n为阀门开度，t为时间。上述的阀门为对应的第一阀门或者第二阀门或者第三阀门或者第四阀门。

由表1、图7至图10可知，工况编号SF01～SF04即最大设计水头和上闸首的上游最低通航水位工况、船闸省水运行时，如第一阀门采用7min开启，第三阀门和第四阀门开启时间为2.5min～3.0min，其中，第三阀门和第四阀门开启时间为2.5min，全开后停0.25min，第三阀门和第四阀门关闭时间为2min，闸室充水时间在13.35min～12.60min之间，充水最大流量在196.76m³/s～123.96m³/s之间，闸室水面最大上升速度U_max在0.85m/s～0.61m/s之间，惯性超高d_max为0.13m左右。

工况编号SE01～SE04即最大设计水头和上闸首的上游最低通航水位工况、船闸省水运行时，如第二阀门采用7min开启，第三阀门和第四阀门开启时间为2.5min～3.0min，其中，第三阀门和第四阀门开启时间为2.5min，全开后停0.25min，第三阀门和第四阀门关闭时间为2min，闸室泄水时间在12.61min～11.78min之间，充水最大流量在162.43m³/s～141.13m³/s之间，闸室水面最大上升速度U_max在0.79m/s～0.65m/s之间，惯性超降d_max为0.14m左右。

综上所述，只要第一阀门和第二阀门开启时间控制为7min，第三阀门和第四阀门开启时间为2.5min，全开后停0.25min，第三阀门和第四阀门关闭时间为2min，船闸省水运行的输水时间能控制在13min以内，且所有的水力特征指标都满足规范和设计要求。本船闸集中输水***能够实现船闸的省水运行，且省水量可达33.3％左右。

在本发明的描述中，需要理解的是，方位词如“前、后、上、下、左、右”、“横向、竖向、垂直、水平”和“顶、底”等所指示的方位或位置关系通常是基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，在未作相反说明的情况下，这些方位词并不指示和暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明保护范围的限制；方位词“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内外。

为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而，示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。

此外，需要说明的是，使用“第一”、“第二”等词语来限定零部件，仅仅是为了便于对相应零部件进行区别，如没有另行声明，上述词语并没有特殊含义，因此不能理解为对本发明保护范围的限制。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种船闸集中输水***，其特征在于，包括：

闸室(10)；

上闸首(20)，位于所述闸室(10)的上游，所述上闸首(20)能够与所述闸室(10)相连通，所述上闸首(20)包括上闸门(21)、第一廊道(22)和第一阀门(23)，所述第一廊道(22)位于所述上闸门(21)的下方并环绕在所述上闸门(21)的外侧，所述第一阀门(23)设置在所述第一廊道(22)上，所述第一阀门(23)能够封堵或者打开所述第一廊道(22)；

下闸首(30)，位于所述闸室(10)的下游，所述下闸首(30)能够与所述闸室(10)相连通，所述下闸首(30)包括下闸门(31)、第二廊道(32)和第二阀门(33)，所述第二廊道(32)位于所述下闸门(31)的下方并环绕在所述下闸门(31)的外侧，所述第二阀门(33)设置在所述第二廊道(32)上，所述第二阀门(33)能够封堵或者打开所述第二廊道(32)；

省水池(40)，位于所述闸室(10)的侧部，其中，

所述省水池(40)的第一端与所述第一廊道(22)之间连通有第一连接廊道(51)，所述第一连接廊道(51)上设置有第三阀门(52)，所述第三阀门(52)能够封堵或者打开所述第一连接廊道(51)，所述省水池(40)的第二端与所述第二廊道(32)之间连通有第二连接廊道(53)，所述第二连接廊道(53)上设置有第四阀门(54)，所述第四阀门(54)能够封堵或者打开所述第二连接廊道(53)。

2.根据权利要求1所述的船闸集中输水***，其特征在于，所述省水池(40)与所述闸室(10)之间具有间隔。

3.根据权利要求1所述的船闸集中输水***，其特征在于，

所述第一廊道(22)包括第一进口(221)和第一出口(222)，所述船闸集中输水***还包括设置在所述第一出口(222)处的格栅消能室(60)，所述格栅消能室(60)内设置有多个第一消力槛(61)和位于所述第一消力槛(61)上方的第一格栅(62)，所述第二廊道(32)包括第二进口(321)和第二出口(322)，所述船闸集中输水***还包括设置在所述第二进口(321)处的多个第二消力槛(63)；

所述第一连接廊道(51)与所述第一廊道(22)之间的连通处形成第一连通孔(55)，所述第一连通孔(55)贯通所述上闸首(20)的第一闸墙(24)，所述第二连接廊道(53)与所述第二廊道(32)之间的连通处形成第二连通孔(56)，所述第二连通孔(56)贯通所述下闸首(30)的第二闸墙(34)。

4.根据权利要求1所述的船闸集中输水***，其特征在于，所述省水池(40)包括与所述第一连接廊道(51)连通的第一孔(41)，所述船闸集中输水***还包括设置在所述第一孔(41)处的第二格栅(64)。

5.根据权利要求1所述的船闸集中输水***，其特征在于，所述省水池(40)还包括与所述第二连接廊道(53)连通的第二孔(42)，所述船闸集中输水***还包括设置在所述第二孔(42)处的第三格栅(65)。

6.根据权利要求1所述的船闸集中输水***，其特征在于，所述第一廊道(22)还包括第一顶面(223)和第一底面(224)，所述第一连接廊道(51)包括第二顶面(511)和第二底面(512)，所述第一顶面(223)平齐于所述第二顶面(511)，所述第一底面(224)平齐于所述第二底面(512)。

7.根据权利要求6所述的船闸集中输水***，其特征在于，所述第一廊道(22)还包括位于所述第一顶面(223)和所述第一底面(224)之间的两个第一侧面(225)，所述第一连接廊道(51)还包括位于所述第二顶面(511)和所述第二底面(512)之间的两个第二侧面(513)，其中一个所述第一侧面(225)与比所述上闸门(21)更靠近所述闸室(10)的所述第二侧面(513)共面设置。

8.根据权利要求1所述的船闸集中输水***，其特征在于，所述第二廊道(32)还包括第三顶面(323)和第三底面(324)，所述第二连接廊道(53)包括第四顶面(531)和第四底面(532)，所述第三顶面(323)平齐于所述第四顶面(531)，所述第三底面(324)平齐于所述第四底面(532)。

9.根据权利要求8所述的船闸集中输水***，其特征在于，所述第二廊道(32)还包括位于所述第三顶面(323)和所述第三底面(324)之间的两个第三侧面(325)，所述第二连接廊道(53)还包括位于所述第四顶面(531)和所述第四底面(532)之间的两个第四侧面(533)，其中一个所述第三侧面(325)与比所述下闸门(31)更靠近所述闸室(10)的所述第四侧面(533)共面设置。

10.根据权利要求1所述的船闸集中输水***，其特征在于，

所述第一廊道(22)的多个第一拐角(226)处均形成有第一弧形面；所述第二廊道(32)的多个第二拐角(326)处均形成有第二弧形面；所述第一连接廊道(51)的多个第三拐角(514)处均形成有第三弧形面；所述第二连接廊道(53)的多个第四拐角(534)处均形成有第四弧形面；

所述省水池(40)包括多个，多个所述省水池(40)沿竖直方向间隔布置，或者，多个所述省水池(40)分别位于所述闸室(10)的两侧。

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