图4-9 渠江舵石鼓枢纽船闸布置示意图
5．跨越（或穿越）船闸和船舶停泊区的建筑物以及电力线路等应不影响船闸的正常使用和安全，尽量避免水、陆交通的相互干扰。
例如巴西图库鲁伊船闸是托坎廷斯河三角洲上游280km处的图库鲁伊水电站的组成部分之—，其最主要的作用是保证托坎廷斯河和阿拉爪亚河的通航，这两条河直接与贝伦市附近的孔迪镇海港相通。
6
图库鲁伊水电站坝长9574m，包括一座装机容量为8×10 kW的水电站，为具有中间渠道的单线两级船闸。船闸尺度按载量22000t顶推船队和5000t江海自航货轮设计。 船闸有效尺度为：长210m，宽33m，门槛水深6.0m(2号船闸下门槛为6.5m)。船
7
闸年单向通过能力为7×10t。上、下导航墙均布置在一侧闸室墙的延线上，长140m。 船闸布置在托坎廷斯河左岸，即电站左侧(图4-10)。为克服71.5m的水头，采用设中间渠道的两级船闸：1号船闸(上游船闸)最高水头为36.5m， 2号船闸(下游船闸)最高水头为35.0m，两船闸由长5463m的中间渠道连接。l号船闸上游水位变幅为16m，水头变化为19.5～36.5m；2号船闸下游水位变幅21.6m，水头变化为13～35m。
中间渠道是由堤坝构成的水位变幅为1.0m(37.5～38.5m)的水库，可容闸室三次连续灌水。渠道最小宽度为140m，最小水深为6.0m，全程可允许两个船队双向错让。 横跨托坎廷斯河的坝上干道公路隧洞从 l号船闸上闸首底部基础通过。而通往图库鲁伊市的公路是从2号船闸的下闸首通过。图4-10为船闸的总体布置图，图4-11和图4-12分别为 l号和2号船闸布置图。
21
图4-10 巴西图库鲁伊船闸布置示意图
1-1号船闸 2-2号船闸 3-中间渠道 4-辅助溢流坝 5-下引航道 6-溢流坝 7-土坝 8-电站 9-开关站 10-尾水渠道
图4-11 1号船闸布置图
22
图4-12 2号船闸布置图
三、船闸通航水流条件
1．通航水流条件的概念
船闸通航水流条件系指在通航期内，为满足船舶正常操作条件下安全通畅过闸而对船闸引航道口门区和引航道内流速、流态及其分布范围提出的要求，主要包括： (1) 航闸引航道与河流、水库、湖泊中航道相连接的口门区的水流流速(纵向流速、横向流速、回流流速)的限值；
(2) 对船闸引航道口门区范围内波浪、泡漩等的限值；
(3) 对船闸引航道内水流流速(纵向流速、横向流速)的限值；
(4) 对引航道和中间渠道的不稳定流的波浪高度、比降及传播速度的限值。 2．引航道口门区
船闸引航道与河流、水库、湖泊中航道相连接的一段区域，是引航道静水与河流动水交界的水域。由于较大的流速梯度，该区域通常存在斜向水流，有的情况还会出现泡漩等恶劣流态。当船舶航经该水域时，就会受到斜流、回流等的影响。
为保证船舶安全进出引航道，需要明确限定达到的纵、横向流速标准和流态水域的范围，因而提出了引航道口门区的概念。根据现行船闸设计规范，引航道口门区是指引航道分水建筑物头部外一定范围内的水域，其宽度为引航道口门宽度，其长度根据船舶（队）型式确定，拖带船队采用1.0～1.5倍船队长，顶推船队采用2.0～2.5倍船队长，当两种船队并存时，取大值(图4-13)。
23
图4-13 船闸引航道口门区位置示意图
1-船闸 2-闸坝 3-电站 4-引航道 5-口门区 6-隔流堤
3．通航水流条件的标准 1）口门区的水流流速
口门区是过闸船舶进出引航道的咽喉。因此在通航期内，引航道口门区的流速、流态应满足船舶(队)正常航行的要求。并应尽量避免出现不良的流态，如泡漩、乱流等，如因条件限制不能避免时，则须采取措施，消减到无害程度。在《船闸总体设计规范》中，引航道口门区水面最大流速限值如表4-5。
船闸引航道口门区水面最大流速限值（m/s） 表4-5
设计时，还要综合考虑上、下游引航道的不同水流条件、船舶（队）型式、船舶的技术性能、驾驶员技术水平等因素来具体确定。
（1）引航道口门区的横向流速，因受枢纽泄水建筑物和导航、分水建筑物等边界条件的影响，常常分布不均，存在较大的流速梯度。船舶驶入有横向水流的口门区时，船舶在该横向力的作用下，将发生横向漂移，使船舶偏离航线。为克服横向水流对船舶（队）产生的偏转力，必须操舵使船舶（队）保持航向。舵的转船力矩与船舶（队）相对航速的平方成正比，表4-6是船舶航速与允许横向流速的关系。
不同航速船队允许的横向流速（m/s） 表4-6
24
表4-6说明，加快船舶（队）进入口门的航速，能克服的横向流速可以提高。但加快航速会增加船舶（队）冲程，使引航道增长，这在大多数情况下受客观条件限制，即使条件允许也不一定经济。一般的顶推船舶（队）通过引航道口门区的航速为2～3m／s，拖带船舶（队）为1.2～2.0m／s。
（2）在引航道口门区，对纵向流速的限值与船舶的技术性能、驾驶员技术水平等有关。此外，由于上、下游引航道口门区水流流向与航向的关系各异，其纵向流速的允许值可不同。船舶由上游下水航行进入引航道时，航速是船舶（队）对水航速和流速之和，对岸航速较快。如果流速太快，操纵比较困难，船舶不能顺利地进入引航道，有时甚至可能撞到堤头或泄水建筑物，故上引航道口门区的纵向流速在通航期内的任何流量条件下，平行于航线的最大水面纵向流速应在表4-5中的限值内。船舶由下游上水航行进入引航道时，其口门区纵向流速的限值可比上游大些。
2）引航道内的流速限值
船舶由引航道进闸的航速远小于在航道的航速，一般为1.0～1.2m／s，因此引航道内的横向流速限值应较口门区小，一般应不大于0.15m／s，引航道内的纵向流速一般应不大于0.5m／s。
4. 泄水波和风浪
船闸上游引航道口门区往往受风浪影响；下游引航道口门区往往受泄水波影响。如果隔流防浪建筑物长度不够，风浪和泄水波还会传入引航道内，波及闸门。风浪、泄水波会对船舶（队）绳缆增加突然荷载，加大打到船舶干舷上的水面高度，对人字闸门启闭机施加反向荷载，因此，需要对此规定限值。葛洲坝 l号船闸设计规定下游引航道口门区泄水波波高不大于0.6m。前苏联挡土墙、船闸、过鱼及护鱼建筑物设计规范规定，当船闸靠船码头处的横向及斜向(大于45°)浪高大于0.6m时，对与船闸直接衔接的引航道段，应加以防护。据观测资料，一般情况下；风浪高度大于0.6～0.8m就需停航。
5．船闸灌、泄水不稳定流
船闸灌、泄水在引航道和中间渠道产生的波浪，其形成、传播、衰减、流速变化、水面波动等水流特性与船闸水头、灌泄水流量和变化梯度、灌泄水时间、阀门开启方式、进水和泄水系统型式、引航道和中间渠道的尺度等因素密切相关。模型试验成果表明，这种不稳定流形成的波浪是长周期的水面升降的长波运动，周期长达数分钟至数十分钟，波长达数公里至十余公里，波长远大于船舶（队）长，波幅在中间部位最
25