世界上最大的人造連通器

　　三峽船閘是世界上最大的人造連通器，建造難度世界第一。為建船閘，建設者們削平了18座山頭，硬是在壩區(qū)左岸山崗中劈出一條道來，這在世界水利建設中是一道難題。下面，學習啦小編就帶大家一起了解一下世界上最大的人造連通器，歡迎閱讀?。?/font>

　　三峽雙線五級船閘，規(guī)模舉世無雙，是世界上最大的船閘。它全長6.4公里，其中船閘主體部分1.6公里，引航道4.8公里。船閘的水位落差之大，堪稱世界之最。三峽大壩壩前正常蓄水位為海拔175米高程，而壩下通航最低水位62米高程，這就是說，船閘上下落差達113米，船舶通過船閘要翻越40層樓房的高度。已入選中國世界紀錄協(xié)會世界最大的船閘世界紀錄。此前，世界水位落差最大的船閘也只有68米。

　　天下第一門

　　永久船閘共有24扇人字閘門。三分之二的人字門高38.5米，寬20米，厚3米，重達850噸，面積接近兩個籃球場，其外形與重量均為世界之最，號稱“天下第一門”。

　　基礎開挖最深

　　三峽船閘的開挖邊坡最大高度達170米,是世界船閘開挖邊坡高度之最。

　　世界船閘襯砌式結構高度之最

　　三峽船閘為與巖體共同工作的薄襯砌結構，結構最大高度達70米，是世界船閘襯砌式結構高度之最。 這樣一個龐然大物，完全是中國人自己制造的，而且制造水平相當高，不僅開關自如，還滴水不漏。

　　世界級技術難題

　　三峽五級船閘是世界上規(guī)模最大，水頭和技術難度最高，它要解決的問題都遠遠超過了一般的船閘。三峽船閘的建成，表明我國在這方面的技術已達到世界領先水平。 三峽船閘水頭很高，要采用多級船閘解決水力學問題和更好的適應三峽地形的條件。五級船閘的總設計水頭為 113米，分成了五級以后，上下級之間最大水頭還有45.2米，這個數字仍大大超過世界上最大一級船閘34.5米的水頭，所以為解決船閘的水力學問題需要在輸水系統(tǒng)布置方面以及廊道的高程和體形方面、閥門的形式等各個方面采取特殊的不同一般船閘的做法。 另外，船閘在巖石山體里面開挖興建三峽的船閘基礎條件很好，為了充分利用巖石的優(yōu)良條件，節(jié)省工程量，結構采用了薄襯砌的閘室、閘首和輸水隧洞。在兩線船閘中間保留了巖體隔墩，要求混凝土結構與巖石共同承受荷載，所以在設計和施工方面就要相應地采取一系列技術措施，以保證結構和山體安全正常地工作的條件。 由于船閘上下游水位落差達113米，修建船閘要在花崗巖山體中切出一道最大開挖深度為176米的高邊坡。如何保持高邊坡巖體內的穩(wěn)定和控制邊坡的變形，經過多年潛心攻關，長江委提出船閘高邊坡設計方案，較好地解決了高邊坡的穩(wěn)定和變形控制問題。 船閘的閘門最大高度達到38.5米，閘門結構既要滿足受力的剛度要求，又要能夠適應巖體少量變形時可靠止水。閘門的重量超過800噸，所以閘門的底樞的潤滑要采取目前世界上比較新的自潤滑技術。 除此之外，三峽船閘運行工況復雜，如何保證對船閘實施實施有效監(jiān)控，以及船閘的安全監(jiān)測、消防等問題均屬技術難題，設計人員均一一破解。

　　船閘級數之最

　　葛洲壩船閘是一級船閘，三峽船閘是五級船閘，為目前全球級數最多的船閘。 　　水頭：葛洲壩船閘的最大水頭為27米，而三峽船閘的總水頭為113米，單級最大工作水頭45.2米，無論總水頭還是單級水頭都比葛洲壩船閘大，為目前世界船閘中“水頭之最”。

　　人字門大小和重量之最

　　葛洲壩閘人字門最大高度為34.5米，重為600噸，而三峽船閘人字門最大高度38.5米，人字門最大單扇門重850噸，居當今“世界之最”。

　　船閘介紹

　　基礎開挖深度：

　　葛洲壩船閘的開挖深度很小,三峽船閘的開挖邊坡最大高度達170米。

　　船閘的結構形式：

　　葛洲壩船閘為重力式結構,三峽船閘為與巖體共同工作的薄襯砌結構，結構最大高度達70 米。 兩者的相同點也不少。比如，兩個船閘的設計建設者一樣，都是由長江委設計的，施工的也是我們中國人;都建在長江主干道上，兩者相距僅約40公里;都是承擔客貨船的通航，兩個船閘通過的最大船隊都是1.2萬噸級，兩個船閘每年單向通過能力都是5000萬噸，兩線船閘的閘室有效尺寸與葛洲壩工程的1號和2號船閘相同;在建的三峽一級垂直升船機承船廂有效尺寸與葛洲壩工程3號閘相同;兩個船閘運行的基本原理一樣。 川江水運步入黃金時代 6月16日，三峽船閘試通航后，川江航運迎來了前所未有的黃金時刻，航運效益將大大超過天然航道時期，原來灘險水急的川江航道就此步入百舸爭流的時代，呈現出一派繁榮的景象。 三峽工程完全建成后，長江的航運能力得到大大的提高。水庫回水至重慶豐都，從宜昌至重慶660公里長江航道中139處急流、險灘、淺灘淹沒水中，可以使目前只能行駛3000噸級船隊提高到萬噸級，從上海長江口直達重慶，而長江的單向年通航能力也可從原來約1000萬噸提高到5000萬噸，其運輸成本則比以前減少35%—37%。 三峽天塹變成坦途后，船舶的運行周期大大縮短，宜昌至重慶的深水航道，可就是水上“高速公路”了，航行時間比天然河道可節(jié)省6至8個小時。 同時，蓄水通航后，庫區(qū)港口水域寬闊，碼頭條件優(yōu)越，船舶航行條件極大改善，將使運輸船隊有條件擴大規(guī)模、加大載量，有利于船型、船隊向標準化、大型化方向發(fā)展，給長江水上運輸的結構性優(yōu)化調整提供了契機。三峽船閘試通航將成為長江航運發(fā)展史上的一個重要里程碑。

　　戰(zhàn)爭襲擊生化防備：

　　三峽工程的防護歷來為三峽工程方案研究所重視，六十年代初我國第一個原子彈試驗時，大壩模型就參加了核試驗，所以核戰(zhàn)爭對大壩的破壞是無疑的，前期也曾研究過地下方案，但投資過于巨大，無法實施，長江委曾做過潰壩試驗研究，對三峽大壩因戰(zhàn)爭潰壩的損失有正確估計，由于西陵峽下段對潰壩后流量的制約，戰(zhàn)爭原因的潰壩將不致影響江漢平原，損失是局部的，現在的防護由總參專家參加論證，認為現在戰(zhàn)爭是有預兆的，可以采取預泄的辦法，在戰(zhàn)爭發(fā)生前將三峽水位下泄到安全水位。 在反恐方面，有關部門正在研究。三峽這么大的工程，一旦被襲擊，雖然對大壩威脅不大，但也會造成一定的損失。 三峽庫區(qū)奉節(jié)縣在1942年抗日戰(zhàn)爭期間曾經發(fā)生過炭疽病，在搬遷過程中，中央派出專家在現場制定治理方案，有關物品都用火焚燒了。搬遷2個月以后又化驗周圍的環(huán)境，沒有查到任何炭疽病，因此是很安全的。

　　三峽船閘為什么要分五級 三峽船閘為五級船閘，這樣船只通過最快也要大約2小時35分鐘，為什么要這樣設計呢? 上下游水位落差在幾米、十幾米左右的一般修筑單級船閘就可以了。落差在20米以上的，以至于像三峽大壩 113米的落差，就要考慮多級船閘。 三峽船閘所選定的方案，是根據技術和施工難易、投資多少、運行與管理是否方便等諸多因素，作多種方案的比較后，確定將總設計水頭分為五級。

　　輪船怎樣過閘：

　　“大船爬樓梯，小船坐電梯”——可以這樣形象地描繪船舶過大壩的兩種方式。“樓梯”是即將試通航的雙線五級船閘，“電梯”則是尚未完建的升船機。 船舶如何穿越這座舉世無雙的“樓梯”?如，船從下游駛來，需過大壩上行，先將五閘室水位降到與下游水位一致，打開下閘門，船舶進入閘室;關閉下閘門，輸水系統(tǒng)充水抬高閘室水位，船舶隨閘室水位上升而上升，當水位與四閘室水位齊平時，打開五閘首人字閘門，船舶就好像爬過一級階梯，輕松駛入上一級閘室。如此上升，直至駛出一閘室，進入高峽平湖。如船舶是從上游往下游走，過程正好相反。 永久船閘的設計很科學，有兩條道，一邊上行，一邊下行，互不干擾，節(jié)省時間。過閘大約要兩個半小時。 樞紐施工17年斷航僅67天 在三峽工程長達17年的建設時間里，除了斷航了67天客貨運輸需要翻壩之外，其余的時間長江暢通無阻。這在世界上也是絕無僅有的，其他國家在內河上修建大規(guī)模水利樞紐時，一般都停止航運。修建葛洲壩工程時也斷航了 8個月。 那么，五級船閘通航前，三峽工程是如何做到既不影響工程施工，又保證長江通航的呢? 按照工程設計，根據三峽壩址地形和水文特性，制定了通航方案：一期工程建設期間，利用長江主河道通航;二期工程建設期間，利用導流明渠及臨時船閘共同配合通航;三期工程建設期間，利用永久船閘通航。 在三峽工程二期建設的六年里，臨時船閘與導流明渠配合，一左一右分布在長江兩岸，成為三峽二期施工期間航運安全暢通的重要通道，共同攜手完成了三峽二期工程建設期間的通航任務。 2002年11月6日，三峽導流明渠勝利實現截流。之后，臨時船閘成為“孤獨的天使”，獨立承擔其后五個多月的長江通航任務。 從2003年4月10日開始，臨時船閘封閉停航，并將改建為三峽工程的沖砂閘。 6月16日，長江三峽壩區(qū)封航67天的歷史終結。

　　連通器原理

　　幾個底部互相連通的容器，注入同一種液體，在液體不流動時連通器內各容器的液面總是保持在同一水平面上。連通器的原理可用液體壓強來解釋。若在U形玻璃管中裝有同一種液體，在連通器的底部正中設想有一個小液片AB。假如液體是靜止不流動的。左管中之液體對液片AB向右側的壓強，一定等于右管中之液體對液片AB向左側的壓強。因為連通器內裝的是同一種液體，左右兩個液柱的密度相同，根據液體壓強的公式P=ρgh可知，只有當兩邊液柱的高度相等時，兩邊液柱對液片AB的壓強才能相等。所以，在液體不流動的情況下，連通器各容器中的液面應保持相平。

　　連通器的特點是只有容器內裝有同一種液體時各個容器中的液面才是相平的。如果容器傾斜，則各容器中的液體即將開始流動，由液柱高的一端向液柱低的一端流動，直到各容器中的液面相平時，即停止流動而靜止。如用橡皮管將兩根玻璃管連通起來，容器內裝同一種液體，將其中一根管固定，使另一根管升高、降低或傾斜，可看到兩根管里的液面在靜止時總保持相平。其原理在生產實踐中有著廣泛的應用，例如，水渠的過路涵洞、牲畜的自動飲水器、水位計，以及日常生活中所用的茶壺、灑水壺等都是連通器。