Первый судоходный шлюз, в котором осуществлялось попеременное выравнивание уровня воды, был изобретен Цяо Вэйюэ в 984 году и возведен на Великом Китайском канале. Шлюз представлял собой прямолинейный участок длиной 76 метров, который был ограничен с двух сторон воротами. Они были изготовлены из деревянных брусьев и перемещались вертикально. Берега шлюза были укреплены, а над ним размещался навес. В течение 11 века строители возводили шлюзы по всей длине Великого Китайского канала. Как же работает современный судоходный шлюз? Об этом в сегодняшнем выпуске!
Итак, шлюз — это гидротехническое сооружение на судоходных и водных путях, которое обеспечивает переход судов из одного водного бассейна в другой с различными уровнями воды в них. С двух сторон шлюз ограничен затворами или воротами, между которыми располагается герметичная камера с регулируемым уровнем воды. Камера любого шлюза имеет габариты, достаточные для размещения в ней одного или нескольких судов. При этом, в отличие от судоподъемников, камера шлюза не может менять свое положение или габариты. Однако уровень воды в ней может изменяться.
Ворота представляют собой металлические щиты, расположенные на обоих концах камеры. Они служат для пропускания и выпускания судов и герметизируют камеру во время переправки кораблей. В подходных каналах обеспечиваются безопасные условия движения и стоянки судов у причальных стенок.
Одним из самых важных в конструкции шлюзов является водопроводное устройство. Оно предназначено для наполнения и опустошения камеры. Как правило, в качестве такого устройства используется плоский щитовой затвор. В крупных шлюзах могут применяться и специальные насосы.
Принцип работы шлюза заключается в следующем: сначала открываются входные ворота, и судно заходит внутрь камеры и швартуется к тумбам. Затем входные ворота закрываются, и открывается перепускной клапан, вызывая падение или подъём уровня воды в камере с находящимся в ней кораблем. Это достигается за счет переливания или перекачивания воды из соседнего резервуара по направлению следования судна. Когда вода достигает необходимого уровня, равного тому, который имеется за выходными воротами камеры, затворы открываются, и судно выходит из шлюза.
Процесс пропускания судна через шлюз длится, как правило, от 10 до 20 минут в зависимости от размера камеры и перепада уровня воды. При шлюзовании чередуют направление пропускания судов: после того как судно, идущее вниз по течению, завершило шлюзование, в камеру с уже пониженным уровнем воды заходит судно, движущееся в обратном направлении. Таким образом не приходится выполнять лишнее заполнение либо слив воды из камеры.
При необходимости преодоления значительного напора или перепада воды строят многокамерные шлюзы. Они представляет собой несколько последовательно расположенных шлюзов. В этом случае судно поочередно перемещается по цепочке камер. В Китае на крупнейшем в мире гидроузле «Три ущелья» сооружен пятикамерный шлюз. А в Великобритании на канале Эйвон построен 16-камерный! Такие шлюзы принято называть «лестницами».
