船闸在水利枢纽中的布置，主要研究和解决以下问题： （1）船闸在水利枢纽的位置；
（2）船闸引航道布置及与上、下游航道的连接；
（3）船闸与水利枢纽建成后对环境，特别是对河势的影响； （4）通航水流条件和改善措施，泥沙淤积和防治；
（5）船闸与同枢纽中各相邻主要建筑物位置的相互关系； （6）船闸与河岸的关系等。
这些问题往往是相互制约的，应根据地形、地质、水文、航道等条件，主要建筑物的使用要求和施工条件等，统一协调，妥善处理，寻求最优的布置方案，达到投资少、运行安全、管理方便、检修容易、施工方便的目的。因此，船闸在水利枢纽中布置时应遵循下述原则和要求：
(1) 船闸在通航期内应有良好的通航条件，满足船舶安全迅速通畅过闸，并有利于运行管理和检修；
(2) 遵照综合利用、统筹兼顾的原则，正确处理船闸与溢流坝、泄水闸、电站等建筑物之间的关系和矛盾，优化布置，以发挥最大的综合效益；
(3) 根据国民经济发展规划，做到远近结合，既要满足设计水平年内航运的需要，又要考虑远景发展，充分留有余地；
(4) 在满足航运要求的前提下，应尽量选择经济合理、工程投资少、能就地取材、施工方便的方案；
(5) 对大、中型和水流泥沙条件复杂的工程应进行模型试验，优选布置方案。
一、船闸布置方式
由第三章第六节可知，枢纽的总体布置方式主要分为集中布置和分散布置。因此，按船闸与所在枢纽中拦河坝、溢流坝、电站等的相互关系，船闸布置方式一般可分为闸坝并列式和闸坝分离式两大类。 1. 闸坝并列式布置
船闸布置在河床或河滩上，与其他水工建筑物紧靠，即为闸坝并列方式(图4-3)。 当河床宽度足够布置拦河坝、泄水建筑物、电站及船闸时，往往将船闸与这些建筑物布置在一起。这种布置方式的优点是占地少，开挖工程量较少，同时可与其他水工建筑物在同一围堰内施工。但采用这种方式布置时，要注意船闸与其它泄水建筑物之间的关系，有时需要修筑较长的导堤将船闸引航道与河道分开，以减少泄水建筑物之间水流的相互影响，保证船舶的安全、顺利地进出船闸。
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图4-3 闸坝并列式布置示意图
在闸坝并列布置方式中，按船闸闸室与坝轴线相对位置，还可分为船闸伸向坝轴线上游和坝轴线下游两种。
当船闸突出于坝轴线的上游时，由于上游引航道进、出口离溢流坝较远，所需建造的上游导堤较短。但由于上游水深往往较深，导堤往往很高。此外，这种布置方式便于公路或铁路直线地从下闸首通过，可降低跨越船闸的桥梁高程，尤其当船闸水头较高时，无需建造很高的桥台，即可满足通航净空的要求。这种布置方式的主要缺点是：由于闸室位于坝的上游，闸室墙承受较大的水压力，闸室结构比较复杂。其次，为使从溢流坝下泄的水流流速在下游引航道进出口处减缓到允许的范围，下游需建造很长的导堤。
当船闸突出于坝的下游时，闸室墙承受的水压力较小，闸室结构可以较为简单。下游引航道进出口离溢流坝较远，所需下游导堤的长度可以缩短。这种布置方式的缺点是：当公路、铁路跨越船闸时，若跨越船闸的桥梁建在上闸首，公路、铁路虽能直线通过，但必加高桥台，才能满足通航净空的要求。将桥梁建在下闸首，通航净空的要求易于满足，但须绕道，这不仅会增大工程量，而且有时也难于满足公路的最小曲率半径的要求。此外在这种布置方式中，上游常常建造很长的导提。
在上述两种布置方式中，船闸突出于坝上游所需的工程量和投资较大，因此除特殊条件外，一般都采用船闸闸室布置在挡水建筑物下游的方式。经论证需将闸室布置在坝轴线上游时，应满足下列要求：
（1）通航建筑物不参与溢洪； （2）加长下游引航道的导航墙长度，使下引航道口门区的水流条件满足设计要求。 2. 闸坝分离式布置
若船闸布置在另外开挖的引河中，或利用河中的小岛与拦河坝、电站等水工建筑
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物分隔而自成体系，则为闸坝分离式布置(图4-4)。
闸坝分离式布置方式的优点是：船闸不占河床宽度，有利于泄水建筑物和电站布置；船闸施工条件大为简化，一般可干地施工，无需建筑围堰，施工质量也易得到保证；其它水工建筑物对船闸通航条件的影响较小。但是这种布置占地较多；需开挖引河，土石方挖方量往往很大。
图4-4 闸坝分离式布置
二、船闸在枢纽布置中应注意的问题
因为天然河流形态各异，船闸在水利枢纽中布置时所涉及的因素多，情况也比较复杂，不可能用一般的原则或若干个模式就能概括所有的情况，必须根据河流的地形、水文、地质、航道、施工等条件和枢纽中各主要建筑物的运用要求进行布置。
根据国内、外已建船闸运行经验及科研试验成果，船闸在水利枢纽中布置时应注意下述问题：
1．船闸及引航道应布置在一条直线上，上、下游引航道与主航道平顺连接，有可供过闸船舶（队）停靠、系泊的足够尺度，其长度、宽度、转弯半径和水深应符合规定。
例如1938年建成的邦纳维尔水利枢纽是美国哥伦比亚一斯内克河渠化工程最下一个梯级，为发电、航运枢纽，布置有电站2座，泄水闸 l座，船闸2座，鱼道3座。 老船闸存在以下问题：其一是船闸尺度不足，不能满足航运需要；其二是通航条件差，不能满足安全航行的需要；其三是布置上存在问题，引航道内没有供船舶停靠的区段。
新船闸布置研究了多种方案，并进行了整体水工模型试验。选择了将船闸尽量左移的方案(图4-5)，使船闸的引航道长度满足布置要求，并采取切突咀、修丁坝、筑潜坝等工程措施，改善通航水流条件。
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图4-5 邦纳维尔水利枢纽布置示意图
2．船闸宜布置在顺直稳定河段，上、下游引航道口门尽可能避开易淤积部位，尤其是凸岸淤积区和枢纽下泄水流携带冲积物的淤积区及回流、缓流淤积区。如因当地条件限制，找不到合适的河段时，则应通过论证，证明可采取工程措施达到通航要求，才可布置。对泥沙淤积影响较大的船闸，应考虑布置防淤清淤设施，以保证引航道尺度。我国有的船闸，由于对泥沙淤积问题没有足够重视，布置在凸岸淤积区，致使船闸建成后不久就遭淤废，只得重建，造成大量工程投资和运输上的损失。
例如鉴江江边村船闸建成后几年淤积边滩就超过1km，最宽处约200m，延伸到引航道外侧，使引航道形成倒钩形(图4-6)，最后淤废，只得另建新船闸，并修建与船闸共闸室的两孔冲沙闸(图4-7)。
图4-6 鉴江江边村老船闸淤积示意图 图4-7 鉴江江边村新船闸冲沙闸布置示意图
3．船闸宜临岸布置，不应布置在溢流坝、泄水闸、电站等两过水建筑物之间，避开枢纽泄水建筑物泄水时对船闸引航道进出口通航条件的干扰。当船闸与溢流坝、泄水闸、电站、水轮泵站等建筑物相邻时，其间必须有足够长度的隔流堤隔开，以保证船舶顺利地进出船闸引航道。
例如莱茵河依芬兹海姆枢纽位于德国卡尔斯鲁厄城附近，在德法交界处。枢纽由
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船闸、电站、拦河坝、泄洪闸组成。有航运、发电、防洪、灌溉等综合效益。船闸位于河道的右侧，与坝轴线正交，闸室伸向上游，向左依次为电站、拦河坝、泄洪闸(图4-8)。船闸为双线单级，设计水头11 m，有效尺度为：长270m，宽24m，门槛水深3.5m，上、下游引航道长各750m，宽125m。船闸设有中心水泵站，7-8小时可抽干闸室进行检修。
船闸紧靠电站，为保证船闸上、下游有良好的通航条件，在上、下游引航道靠电站侧用长导航堤隔开电站动水的影响。
图4-8 莱茵河依芬兹海姆枢纽船闸布置示意图
1-莱茵河 2-拦河坝 3-溢流坝 4-船闸 5-电站 6-上引航道 7-下引航道 8-隔流堤
4．船闸闸室宜布置在挡水建筑物的下游，同时船闸一般不应用作泄洪，在特殊情况下必须用于泄洪时，则需在设计、布置等方面给予充分的考虑和论证。
例如渠江舵石鼓枢纽位于渠江支流州河与巴河汇合口上游2km处的州河上。枢纽由溢流坝、船闸、电站、泄水闸、冲沙闸组成。坝轴线总长250m，与河道正交。船闸按通航2×500t船队设计，船闸有效长160m，宽12m，门槛水深2.5m， 设计水头8.17m。上、下游引航道宽40m，直线段长160m。船闸为单线单级，布置在右岸，与溢流坝相邻，坝的左端为泄水闸、冲沙闸和电站(图4-9)。为使船闸建于岩基上，将船闸闸室的大部分伸向上游。为降低船闸闸墙高度和工程量，采用了溢洪船闸。枢纽于1962年4月建成通航，电站和冲沙闸于1965年建成。运用情况表明，船闸、电站运转基本正常。但坝前和船闸上游引航道均有淤积，下游引航道口门受泄水闸下泄水流从左岸经坝下凸岸挑流的影响，形成较大回流区，影响过闸船舶（队）安全进出，所以在1970年将下游引航道外引墙加长92m。运用情况还表明，由于闸室伸向上游，在泄洪时，上游的外闸室墙成为侧溢流堰，洪水经闸室自下闸首口泄出，在闸室形成较大的纵坡降和流速，水力条件复杂，影响下闸门和下游引航道导墙的安全，还有部分洪水经闸室墙后平台流入小沟，造成局部冲刷。这表明，闸室伸向上游有较大的缺点。
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