Замок (водная навигация)

Не путать с Лохом .

«Ворота (водный транспорт)» перенаправляются сюда. Не путать с Водяными воротами .

Шлюз канала и коттедж смотрителя шлюза на рукаве Эйлсбери канала Гранд-Юнион в Марсворте в Хартфордшире, Англия

Замок на реке Неккар в Гейдельберге , Германия.

Шлюз плотины «Три ущелья» возле Ичана на реке Янцзы , Китай

Выход на рейс Хаттона в Англии

Ирокезский шлюз на морском пути Святого Лаврентия

Шлюз лодок — устройство, предназначенное для подъема и спуска , кораблей и других плавсредств между водоемами различного уровня на водных путях рек и каналов . Отличительной особенностью шлюза является неподвижная камера, в которой можно изменять уровень воды; тогда как в кессонном шлюзе , лодочном подъемнике или на наклонной плоскости канала поднимается и опускается сама камера (обычно тогда называемая кессоном ) .

Шлюзы используются для облегчения судоходства по реке или для того, чтобы канал мог пересекать неровную землю. Позже в каналах использовалось все больше и больше шлюзов, чтобы можно было пройти по более прямому маршруту.

Фунтовый замок

Фунтовый шлюз на канале Кейтеле- Пяйянне в Янекоски в Центральной Финляндии.

Фунтовый шлюз сегодня чаще всего используется на каналах и реках . Фунтовый шлюз имеет камеру с воротами на обоих концах, которые контролируют уровень воды в фунте. Напротив, более ранняя конструкция с одним затвором была известна как флэш-замок .

Фунтовые замки впервые были использованы в Китае во времена династии Сун (960–1279 гг. н. э.), впервые их применил политик Сун и военно-морской инженер Цяо Вэйюэ в 984 году. Они заменили более ранние двойные стапели , которые вызывали проблемы и упоминаются китайским эрудитом Шэнь Куо (1031–1095) в его книге «Очерки бассейна снов» (опубликовано в 1088 году). и полностью описано в китайском историческом тексте Сун Ши (составленном в 1345 г.):

Расстояние между двумя шлюзами было чуть более 50 шагов, и все пространство было покрыто большой крышей, похожей на сарай. Ворота были «висячими воротами»; когда они закрывались, вода накапливалась, как прилив, пока не достигался необходимый уровень, а затем, когда пришло время, ей позволили вылиться.

Уровень воды мог отличаться на 4 или 5 футов (1,2 или 1,5 м) у каждого шлюза, а в Большом канале уровень таким образом поднимался на 138 футов (42 м).

В средневековой Европе нечто вроде фунтового замка было построено в 1373 году во Врисвейке , Нидерланды. Этот фунт-шлюз обслуживал сразу множество кораблей в большом бассейне . Тем не менее, первый настоящий фунтовый шлюз был построен в 1396 году в Дамме недалеко от Брюгге , Бельгия. Итальянец каналов , Бертола да Новате (ок. 1410–1475) построил 18-фунтовые шлюзы на Навильо-ди-Берегуардо (часть системы миланских спонсируемую Франческо Сфорца ) между 1452 и 1458 годами.

В Древнем Египте речные шлюзы, вероятно, были частью канала фараонов : некоторые приписывают Птолемею II за то, что он первым решил проблему защиты Нила от соленой воды, когда его инженеры изобрели шлюз около 274/273 г. до н. э.

Основная конструкция и эксплуатация

План и вид сбоку обычного пустого шлюза канала. Шлюзовая камера отделена от остальной части канала верхней парой и нижней парой угловых ворот . Ворота в каждой паре закрываются друг против друга под углом 18 °, образуя арку, противодействуя давлению воды на стороне «вверх по течению» ворот, когда уровень воды на стороне «вниз по течению» ниже.

Принцип работы фунтозамка

Для лодки, идущей против течения:			Для лодки, идущей вниз по течению:
1–2.	Лодка входит в шлюз.		8–9.	Лодка входит в шлюз.
3.	Нижние ворота закрыты.		10.	Верхние ворота закрыты.
4–5.	Шлюз заполняется водой из верхнего течения.		11–12.	Опустошение шлюза осуществляется путем слива воды вниз по течению.
6.	Верхние ворота открыты.		13.	Нижние ворота открыты.
7.	Лодка выходит из шлюза.		14.	Лодка выходит из шлюза.

Все фунтовые замки имеют три элемента:

• Водонепроницаемая камера, соединяющая верхний и нижний каналы и достаточно большая, чтобы вместить одну или несколько лодок. Положение камеры фиксировано, но уровень воды в ней может меняться.
• Ворота ( часто пара «направленных» полуворот) на каждом конце камеры. Ворота открываются, чтобы лодка могла войти в камеру или выйти из нее; в закрытом состоянии ворота водонепроницаемы.
• Набор запорных устройств для опорожнения или заполнения камеры по мере необходимости. Обычно это простой клапан (традиционно плоская панель (лопатка), поднимаемая путем ручного завода реечного механизма), который позволяет воде стекать в камеру или из нее. В замках большего размера могут использоваться насосы.

Принцип работы замка прост. Например, если лодка, идущая вниз по течению, обнаруживает, что шлюз уже полон воды:

• Входные ворота открываются, и лодка входит.
• Входные ворота закрыты.
• Открывается клапан, при этом лодка опускается за счет слива воды из камеры.
• Выходные ворота открываются, и лодка уходит.

Если бы шлюз был пуст, лодке пришлось бы ждать от 5 до 10 минут, пока шлюз наполнится. Для лодки, идущей против течения, процесс обратный; лодка входит в пустой шлюз, а затем камера наполняется путем открытия клапана, позволяющего воде поступать в камеру с верхнего уровня. Вся операция обычно занимает от 10 до 20 минут, в зависимости от размера шлюза и того, была ли вода в шлюзе изначально на уровне лодки.

Лодочники, приближающиеся к шлюзу, обычно рады встретить другую лодку, приближающуюся к ним, потому что эта лодка только что вышла из шлюза на их уровне и, следовательно, установит шлюз в их пользу, что сэкономит от 5 до 10 минут. Однако это не относится к лестничным шлюзам, где лодки быстрее проходят в составе конвоя, а также используется меньше воды.

Эксплуатация шлюза канала
1–3. Лодка входит в «пустой» шлюз
4. Нижние затворы закрыты, нижние лопасти закрыты, верхние лопасти открыты, шлюз начинает заполняться.
5. Шлюз наполняется водой, поднимая лодку на более высокий уровень.

Детали и терминология

Рост

Подъём – это изменение уровня воды в шлюзе. Два самых глубоких шлюза в системе английских каналов - это глубокий шлюз Бат. на канале Кеннет и Эйвон и шлюзе Туэл-Лейн на канале Рочдейл , высота которых составляет почти 20 футов (6,1 м). Оба шлюза представляют собой объединение двух отдельных шлюзов, которые были объединены при восстановлении каналов с учетом изменений в пересечениях дорог. Для сравнения, шлюзы Каррапатело и Валейра на реке Дору в Португалии, имеющие длину 279 футов (85 м) и ширину 39 футов (12 м), имеют максимальную высоту подъема 115 и 108 футов (35 и 33 м) соответственно. Два шлюза Арднакруша возле Лимерика на судоходстве Шеннон в Ирландии имеют высоту 100 футов (30 м). Верхняя камера возвышается на 60 футов (18 м) и соединена с нижней камерой туннелем, который при спуске не становится видимым до тех пор, пока камера не станет почти пустой.

Фунт

Фунт — это ровный участок воды между двумя шлюзами (также известный как плес ).

Клетка

Подоконник подоконником , также называемый , представляет собой узкий горизонтальный выступ , выступающий на короткое время в камеру из-под верхних ворот. Основная опасность при спуске по шлюзу заключается в том, что задняя часть лодки «зависает» на крючке, а положение переднего края крючка обычно отмечается на стороне замка белой линией. Край подоконника обычно изогнутый, меньше выступающий в центре, чем по краям. В некоторых замках есть кусок дуба толщиной около 9 дюймов (23 см), который защищает твердую часть порога замка. На Оксфордском канале его называют «бэбби»; на канале Гранд-Юнион его называют бампером. Некоторые органы управления каналом, в первую очередь в США и Канаде, называют выступ подоконником под углом (подоконник под углом в Канаде).

Фотогалерея

• 
  Стена в глубоком шлюзе Пон-де-Фландр на канале Сен-Дени , Париж.
• 
  Балансиры, типичные для многих шлюзов Верхней Темзы в Эйншам-Лок , Эйншем , Оксфордшир , Англия. На воротах видны лопастные заводные механизмы, используемые для управления шлюзовыми воротами .
• 
  Верхние ворота шлюза Иисуса , балочного замка на реке Кэм в Кембридже , Англия.
• 
  200-летнее весло на Винер-Нойштедтер-канале , Австрия.
• 
  Водосберегающее оборудование на Бирмингемском канале Navigations
• 
  Блокировка управления воротами на канале
• 
  Кавершамский шлюз на Темзе, камера которого почти заполнена. На вершине ворот видны гидравлические механизмы , которые поднимают и опускают шлюзы в поднятом положении. Справа находится один из двух постаментов, которые используются для управления шлюзами, а также для открытия и закрытия ворот.

Ворота

Ворота — это водонепроницаемые двери, которые отделяют камеру от верхнего и нижнего фунтов. Каждый конец камеры оборудован воротами или парой полуворот, традиционно сделанных из дуба или вяза , но теперь обычно сделанных из стали ). Наиболее распространенное устройство, обычно называемое митровыми воротами , было изобретено Леонардо да Винчи примерно в конце 15 века.

Весло

На старом канале Эри существовала опасность травмирования при управлении веслами: вода, достигая определенного положения, толкала весла с такой силой, что могла вырвать брашпиль (или ручку) из рук, или если кто-то был стоя в неправильном месте, можно было сбить человека с канала, что привело к травмам и утоплению.

Брашпиль («ключ замка»)

Коллекция замковых лебедок. Примечание: грабли предназначены для выноса мусора из замка.

На канале Чесапик и Огайо смотрители шлюзов были обязаны снимать лебедки со всех затворов шлюзов в ночное время, чтобы предотвратить несанкционированное использование.

Набухание или опухоль

Вздутие возникло в результате внезапного открытия лопастных клапанов в шлюзовых воротах или при опорожнении шлюза. Чтобы помочь лодкам, идущим вниз по течению, выйти из шлюза, слесарь иногда открывал лопасти, создавая волну, которая помогала «вымыть» лодку из шлюза. Лодочник может попросить дать обратную волну, то есть несколько раз открыть и закрыть лопасти, чтобы создать волны и помочь ему выбраться из берега, где он застрял. Если лодки садились на мель (из-за перегрузки), они иногда просили проходящие мимо экипажи сказать шлюзу, расположенному выше по течению, чтобы они дали им дополнительную сильную волну, которая заключалась в открытии всех лопастей на воротах шлюза, создавая волну, которая затрагивала весь фунт ниже.

На канале Эри некоторым загруженным лодкам требовалась волна, чтобы выйти из шлюза. Особенно деревянные лодки, имеющие тяжелый верх, кренились набок и застревали в шлюзе, и чтобы их вытащить, требовалась волна. Некоторые смотрители шлюзов давали бы денег любому, кто поможет им в дороге, а некоторые просили бы денег за них.

Руководству канала Эри не нравилось раздувание по двум причинам. Во-первых, он использовал слишком много воды, из-за чего уровень воды опускался на фунт выше, что иногда приводило к тому, что лодки садились на мель. Кроме того, из-за этого поднялся уровень воды на фунте ниже, в результате чего некоторые лодки ударились о мосты или застряли.

Пренебрежительные посты

Остановка лодки, чтобы она не ударилась о ворота, расположенные ниже по течению. Обратите внимание на веревку, обернутую вокруг стопорного столба.

На каналах, запряженных лошадьми и мулами, использовались стопорные столбы, чтобы замедлить или остановить лодку в шлюзе. 200-тонная лодка, движущаяся со скоростью несколько миль в час, могла разрушить ворота шлюза. Чтобы этого не произошло, при входе лодки в шлюз вокруг стопорной стойки наматывали веревку. Если натянуть веревку, лодка замедлится из-за трения веревки о столб. Веревка 2 + 1 ⁄ 2 дюйма (6,4 см) и длина около 60 футов (18 метров) обычно использовался на канале Эри, чтобы остановить лодку в шлюзе. Диаметр

Один инцидент, произошедший в июне 1873 года на канале Чесапик и Огайо, касался лодки « Генри К. Флэгг» и ее пьяного капитана. Эта лодка уже протекала; Экипаж, частично откачав воду, вошел в шлюз 74, двигаясь впереди другой лодки. Поскольку им не удалось остановить лодку, она врезалась в нижние ворота и выбила их. Выброс воды из шлюза заставил ворота, расположенные выше по течению, захлопнуться, сломав и их, а лодку обрушил каскад воды, затопив ее. Это приостановило навигацию по каналу на 48 часов до тех пор, пока не будут заменены шлюзовые ворота и снято судно со шлюза.

Вариации

Продолжительность: 25 секунд. 0:25

Серия фотографий канадских шлюзов в Су-Сент. Мари, чтобы проиллюстрировать падение с высоты около 22 футов (6,7 м) в шлюзе.

Композитные замки

В целях экономии, особенно там, где хороший камень был непомерно дорогим или его было трудно достать, шлюзы делались составными, т. е. их строили из щебня или камня низкого качества, обшивая внутренние стенки шлюза деревом, чтобы не истирать лодки. Это было сделано, например, на канале Чесапик и Огайо со шлюзами возле туннеля Пау-Пау . а также канал Ченанго

Работа с питанием

На крупных современных каналах, особенно на очень больших, таких как судоходные , ворота и лопасти слишком велики, чтобы ими можно было управлять вручную, и приводятся в действие гидравлическим или электрическим оборудованием. На Каледонском канале шлюзовые ворота приводились в действие кабестановами с приводом от человека : один из них был соединен цепями для открытия ворот, а другой — для их закрытия. К 1968 году они были заменены гидравлической силой, действующей через стальные цилиндры.

Рыбные лестницы

Строительство шлюзов (или плотин и дамб) на реках затрудняет проход рыбы. Некоторые рыбы, такие как миноги, форель и лосось, отправляются на нерест вверх по течению. такие меры, как рыбная лестница Чтобы противодействовать этому, часто принимаются . Судоходные шлюзы также могут использоваться в качестве рыбоходов, обеспечивая расширенный доступ к разнообразной биоте.

Особые случаи

Двойные, парные или сдвоенные замки

Двойные замки. В левом шлюзе находится лодка, правый шлюз (центр рисунка) пуст. Это на канале Эри в Локпорте.

Шлюзы могут быть построены рядом на одном водном пути. Это по-разному называют удвоением , спариванием или побратимством . Панамский канал имеет три комплекта двойных шлюзов. Удвоение дает преимущество в скорости, позволяет избежать задержек в часы пик и увеличивает вероятность того, что лодка найдет блокировку, установленную в ее пользу. Над этим проектом работала бельгийская компания SBE Engineering . Возможна и экономия воды: шлюзы могут быть разного размера, так что маленькой лодке не нужно опорожнять большой шлюз; или каждый шлюз может действовать как боковой пруд (водосберегающий бассейн) для другого. В этом последнем случае обычно используется слово «двойник»: здесь указывается на возможность экономии воды за счет синхронизации работы камер так, чтобы часть воды из опорожняемой камеры помогала заполнить другую. Это сооружение уже давно выведено из английских каналов, хотя иногда можно увидеть вышедшие из употребления гребные снасти, как, например, в Хиллмортоне на Оксфордском канале . В других местах они все еще используются; пара сдвоенных шлюзов была открыта в 2014 году на р. Канал Дортмунд-Эмс недалеко от Мюнстера , Германия.

Некогда знаменитая лестница в Локпорте, штат Нью-Йорк , также представляла собой двойной набор замков. Пять сдвоенных шлюзов позволяли лодкам, идущим на восток и запад, подниматься или спускаться по Ниагарскому откосу высотой 60 футов (18 м) , что является значительным инженерным достижением девятнадцатого века. Хотя сегодня в Локпорте есть два больших стальных замка, половина старой двойной лестницы действует как аварийный водосброс, и ее все еще можно увидеть, а оригинальные ворота шлюза были восстановлены в начале 2016 года.

Блокировка рейсов

Полет 16 шлюзов в Кан-Хилл на канале Кеннет и Эйвон

Грубо говоря, полет шлюзов — это просто серия шлюзов, расположенных достаточно близко, чтобы их можно было идентифицировать как единую группу. По многим причинам пролет шлюзов предпочтительнее, чем такое же количество шлюзов, расположенных более широко: экипажи высаживаются на берег и забираются один раз, а не несколько раз; переход предполагает концентрированный приток усилий, а не постоянно прерывающееся путешествие; Может быть размещен смотритель шлюза, который поможет экипажам быстро выполнить полет; а там, где воды не хватает, один насос может перекачивать воду в верхнюю часть всего пролета. Необходимость пролета может определяться исключительно рельефом местности, но можно намеренно группировать шлюзы в пролеты, используя выемки или насыпи, чтобы «отсрочить» изменение высоты. Примеры: замки Caen Hill, Devizes .

«Полет» не является синонимом «Лестница» (см. ниже). Набор шлюзов считается лестницей только в том случае, если последовательные шлюзовые камеры имеют общие ворота (т. е. не имеют отдельных верхних и нижних ворот с решёткой между ними). Большинство пролетов не являются лестницами, поскольку каждая камера представляет собой отдельный шлюз (со своими верхними и нижними воротами), между каждой парой шлюзов имеется судоходный пруд (пусть и короткий), и шлюзы управляются обычным способом.

Однако некоторые пролеты включают (или полностью состоят из) лестницы. На канале Гранд-Юнион (Лестер) пролет Уотфорда состоит из четырехкамерной лестницы и трех отдельных шлюзов; а пролет Фокстона целиком состоит из двух смежных 5-камерных лестниц.

Лестничные замки

Лестница с четырьмя замками, датируемая 1774 годом, в Бингли , Англия.

Там, где необходимо подняться по очень крутому склону, используется шлюзовая лестница. Существует два типа лестниц: «настоящая» и «кажущаяся».

«Настоящую» лестницу можно представить как «сжатый» марш, где исчезли промежуточные фунты, а верхние ворота одного шлюза являются также нижними воротами того, что над ним. Однако неправильно использовать термины «лестница» и «марш» как синонимы: из-за отсутствия промежуточных фунтов управление лестницей сильно отличается от управления маршем. Может быть более полезно представить лестницу как одиночный замок с промежуточными уровнями (верхние ворота — это обычные верхние ворота, а все промежуточные ворота такой же высоты, как и нижние ворота). Поскольку промежуточного фунта нет, камеру можно заполнить только опустошив верхнюю камеру или опорожнить нижнюю: таким образом, вся лестница должна быть заполнена водой (за исключением нижней камеры), прежде чем лодка начнет подниматься. или пусто (за исключением верхней камеры) до того, как лодка начнет спускаться.

В «кажущейся» лестнице камеры по-прежнему имеют общие ворота, но вода не проходит напрямую из одной камеры в другую, а идет через боковые пруды. Это означает, что перед стартом нет необходимости проверять, заполнен ли рейс или нет.

Примерами знаменитых «настоящих» лестниц в Англии являются Бингли и Гриндли-Брук . Двухэтажные лестницы более распространены: шлюз Снейкхолм и шлюз Струнчеон-Хилл на судне Driffield Navigation были преобразованы в лестничные шлюзы после того, как низкий уровень воды вообще препятствовал навигации по нижнему отливу, за исключением более высоких приливов - новая нижняя камера поднимается ровно настолько, чтобы можно было добраться до нее. лодка над оригинальным замком. В Китае недавно построенная плотина «Три ущелья» включает в себя двойную пятиступенчатую лестницу для больших судов и судоподъемник для судов водоизмещением менее 3000 метрических тонн. Примерами «кажущихся» лестниц являются шлюзы Фокстон и шлюзы Уотфорд в Лестерском отделении Гранд Юнион .

Инструкция по спуску по тройной лестнице, канал Честерфилд

Эксплуатация лестницы более сложна, чем марш. Неопытным яхтсменам может быть сложно управлять замками на лестницах. Основные опасения (помимо простого паралича от нерешительности) — это либо спустить больше воды, чем могут выдержать нижние камеры (затопить тропу или направить волну по каналу), либо полностью опорожнить промежуточную камеру (хотя это показывает, что лестничный замок можно использовать в качестве аварийного сухого дока). Чтобы избежать подобных происшествий, обычно вся лестница должна быть пустой перед началом спуска или полной перед подъемом, за исключением начальной камеры.

Одним из поразительных отличий в использовании лестниц любого типа (по сравнению с одинарным шлюзом или маршем) является лучшая последовательность пропуска лодок. В одном шлюзе (или в пролете, где есть место для прохода лодок) лодки в идеале должны чередоваться в направлении. Однако по лестнице лодка быстрее следует за предыдущей, идущей в том же направлении. Частично по этой причине лестничные шлюзы, такие как Гриндли-Брук, Фокстон, Уотфорд и Брэтч, находятся под присмотром шлюзовщиков, по крайней мере, в течение основного круизного сезона они обычно стараются чередовать столько лодок вверх, а затем вниз, сколько есть камер в рейсе.

Как и в случае с полетом, на широком канале несколько лодок могут одновременно находиться на трапе, но управление этим без потери воды требует опыта. На английских каналах лестница, состоящая из более чем двух камер, обычно укомплектована персоналом: смотрители шлюзов в Бингли (присматривающие как за «5-этажным», так и за «3-этажным») следят за тем, чтобы не было непредвиденных событий и чтобы лодки проходили через него. максимально быстро и эффективно. Такой опыт позволяет творить чудеса балета на лодках: лодки, движущиеся в противоположных направлениях, могут разойтись на полпути вверх по лестнице, двигаясь боком друг вокруг друга; или в часы пик все камеры могут быть заполнены одновременно с лодками, идущими в том же направлении.

Стоп замки

Когда изменяющиеся условия означали, что более высокий уровень воды в новом канале не может быть гарантирован, тогда старая компания также строила запорный шлюз (под своим собственным контролем, с воротами, направленными в сторону ее собственного канала), который можно было закрыть, когда новый канал был низким. В результате образовалась последовательная пара шлюзов с воротами, направленными в противоположные стороны: один из примеров был в Холле-Грин возле Кидсгроув , где южная конечная остановка канала Маклсфилд соединялась с ответвлением Холл-Грин более раннего канала Трент и Мерси . Замок с четырьмя воротами возле перекрестка Кингс-Нортон, между каналом Стратфорд-на-Эйвоне и каналами Вустер и Бирмингем, был заменен в 1914 году парой гильотинных шлюзовых ворот, которые останавливали поток воды независимо от того, какой канал находился выше. Эти ворота были постоянно открыты с момента национализации.

Круглые замки

Агдский круглый замок

Самым известным примером круглого шлюза является круглый шлюз Агд на Южном канале во Франции. Он служит шлюзом на главной линии канала и обеспечивает доступ к реке Эро .

Второй французский круглый шлюз можно найти в виде ныне заброшенного замка Лотарингии , соединяющего боковой канал Луары с рекой Алье .

Откидные замки

Далмюра Откидной замок

Откидной шлюз может состоять из двух обычных шлюзовых камер, ведущих к отстойнику, или одной длинной камеры, включающей отстойник, хотя этот термин правильно применим только ко второму случаю. Поскольку фунты на обоих концах конструкции находятся на одинаковой высоте, опорожнить шлюз можно только либо позволив воде стечь из отстойника в нижний поток или канализацию, либо (менее расточительно) перекачивая воду обратно вверх. канал. В частности, для двухкамерного типа потребуется обводная водопропускная труба, чтобы позволить воде двигаться по прерванному пруду и, таким образом, обеспечивать шлюзы дальше по каналу. В случае с однокамерным типом этого можно добиться, оставляя шлюз полным и оставляя ворота открытыми, когда они не используются.

Хотя эта концепция предлагалась в ряде случаев, единственный в мире пример действительно построенного шлюза находится в Далмюре на канале Форт и Клайд в Шотландии. Этот шлюз однокамерного типа был установлен во время восстановления канала, чтобы обеспечить замену поворотного моста (на оживленной дороге А) фиксированным мостом и, таким образом, ответить на критику о том, что восстановление канала может вызывают частые остановки интенсивного дорожного движения. Его можно опорожнить с помощью откачки, но, поскольку для этого требуется много электроэнергии, при наличии достаточных запасов воды используется метод осушения шлюза до ближайшего источника огня .

Очень большие замки

Шлюз Берендрехт (справа) и шлюз Зандвлит (слева), расположенные у входа в порт Антверпена (вверху) со стороны Шельды (на переднем плане)

Верхняя река Миссисипи
Шлюз и плотина №6

В 2016 году шлюз Килдрехт в порту Антверпена в Бельгии унаследовал титул крупнейшего в мире шлюза от шлюза Берендрехт в том же порту и до сих пор имеет титул самого большого объема. В 2022 году морской шлюз Эймейден , обслуживающий порт Амстердама, стал самым большим по размерам шлюзом в мире. Замок имеет длину 500 м (1600 футов), ширину 70 м (230 футов) и имеет раздвижные шлюзовые ворота, создающие полезную глубину 18 м (59 футов). Размеры шлюзов невозможно сравнивать без учета разницы в уровне воды, на которую они рассчитаны. Например, шлюз Боллен на реке Рона имеет падение не менее 23 м (75 футов), шлюзы Леерштеттен, Экерсмюлен и Хильпольтштайн на канале Рейн-Майн-Дунай имеют падение 24,67 м (80,9 футов), каждый а Оскеменский шлюз на реке Иртыш в Казахстане имеет перепад 42 м (138 футов).

История и развитие

Фунтовый замок

Модель раннего речного шлюза, построенного в аквапарке Ланкхит, Нидерланды.

Естественным продолжением шлюза , или стойки, было обеспечение верхних ворот (или пары ворот), образующих промежуточный «фунт», который был всем, что нужно было опорожнить, когда лодка проходила через него. Этот тип замка, называемый фунтовым замком, был известен в Императорском Китае и древней Европе. и использовался греческими инженерами в Канале Фараонов при Птолемее II (284–246 гг. до н. э.), когда инженеры решали задачу преодоления перепада высот посредством шлюзов канала .

Фунтовые замки впервые были использованы в средневековом Китае во времена династии Сун (960–1279 гг. Н. Э.). В «Сунши, или История династии Сун», том 307, биография 66, записано, как Цяо Вэйюэ, высокопоставленный налоговый администратор, был разочарован частыми потерями, понесенными, когда его зерновые баржи терпели крушение на Западной реке недалеко от Хуайаня в Цзянсу. . Он обнаружил, что солдаты на одном двойном эллинге сговорились с бандитами разрушить тяжелые имперские баржи, чтобы украсть рассыпанное зерно. В 984 году Цяо установил пару шлюзовых ворот на расстоянии двухсот пятидесяти футов друг от друга, вся конструкция была покрыта крышей, как здание. Расположив двое прочных ворот так близко друг к другу, Цяо создал короткий участок канала, по сути, фунт-шлюз, заполняемый из канала наверху путем поднятия отдельных деревянных балок в верхних воротах и ​​опорожняемый в канал внизу, опуская балки в верхние ворота и поднимающиеся в нижние.

Шлюз Манки - Марш с газоном на канале Кеннет и Эйвон в Тэтчеме

Замок с газонной стороны

Замок со стороны дерна - это ранняя форма конструкции шлюза канала, в которой для формирования шлюзовой камеры используются земляные насыпи, впоследствии привлекающие траву и другую растительность, вместо ныне более знакомых и распространенных конструкций стен шлюза из кирпича, камня или бетона. Эта ранняя конструкция шлюза чаще всего использовалась при речном судоходстве в начале 18 века, до появления каналов в Великобритании. Стенки газонного шлюза наклонные, поэтому в заполненном состоянии шлюз довольно широкий. Следовательно, для работы этого типа замка требуется больше воды, чем замкам с вертикальными кирпичными или каменными стенами. На британских каналах и водных путях большинство шлюзов с торфяными стенками впоследствии были перестроены из кирпича или камня, поэтому сохранились лишь несколько хороших примеров, например, в шлюзе Гарстон и шлюзе Манки-Марш на каналах Кеннет и Эйвон .

Использование воды

Водосберегающие бассейны

На английских каналах эти водоёмы называют «боковыми прудами». Дройтвичский канал , вновь открытый в 2011 году, имеет три шлюза в Хэнбери, каждый из которых имеет действующие боковые пруды.

Альтернативы

Наклонная плоскость

На данный момент в Великобритании нет действующих наклонных самолетов для водных путей, но остатки знаменитого самолета можно увидеть в Фокстоне в Лестершире на Лестерском рукаве канала Гранд-Юнион . Самолет позволял лодкам с широкой шириной обходить десять узких шлюзов, но неспособность внести улучшения на другом конце рукава и высокие эксплуатационные расходы привели к его преждевременному закрытию. Есть планы его восстановить, и уже получено определенное финансирование.

Кессонный замок

Работа кессонного замка

Основная статья: Кессонный замок

Около 1800 года использование кессонных замков было предложено Робертом Уэлдоном. для Угольного канала Сомерсет в Англии. В этом подводном лифте камера имела длину 80 футов (24,4 м) и глубину 60 футов (18,3 м) и содержала полностью закрытый деревянный ящик, достаточно большой, чтобы вместить баржу. Этот ящик перемещался вверх и вниз в бассейне с водой глубиной 60 футов (18,3 м). Если не считать неизбежных утечек, вода никогда не покидала камеру, а использование шлюза не приводило к потерям воды. Вместо этого лодка входила в ящик и закрывалась за ним дверью, а сам ящик перемещался вверх или вниз по воде. Когда ящик находился на дне камеры, он находился под водой почти 60 футов (18,3 м) - в общей сложности под давлением три атм (304 кПа ; 44,1 фунта на квадратный дюйм ). Один из этих «шлюзов» был построен и продемонстрирован принцу-регенту (позже Георгу IV ), но у него были различные инженерные проблемы, и конструкция не была использована на Угольном канале.

Гидропневматический канальный подъемник

Вероятно, вдохновленный кессонным замком Уэлдона, Уильям Конгрив в 1813 году запатентовал «гидропневматический двойной балансировочный замок», в котором два соседних шлюза, содержащих пневматические кессоны, могли подниматься и опускаться в противовес за счет движения сжатого воздуха от одного кессона к другому. Примерно в 1817 году компания Риджентс-Канал построила один из этих шлюзов на месте современного шлюза Камден на севере Лондона. Здесь мотивацией опять же стали проблемы с водоснабжением. Компания настаивала на различных модификациях конструкции Конгрива; Полученная установка оказалась неудовлетворительной и вскоре была заменена обычными замками.

Замок вала

Вход в шлюз шахты Минден.

Внешне замок вала похож на кессонный замок. Шахтовые шлюзы представляют собой глубокую шахту с обычными верхними затворами. К нижним воротам можно добраться через короткий туннель. Ворота закрывают только подходной туннель, поэтому им не нужно достигать полной высоты шлюза. Известные примеры были построены в Сен-Дени (Париж, Франция), Хорине (недалеко от Мельника, Чехия) и Андертене (Ганновер, Германия). Замок вала в Миндене 52 ° 18'23 "N 8 ° 55'11" E имеет высоту падения 12,7 метра (42 фута) и имеет восемь резервуаров, попарно соединенных со шлюзовой камерой. По мере опорожнения шлюза вода поочередно подается в каждую камеру, а для заполнения вода выпускается из камер, что позволяет экономить отходы при полном заполнении шлюза водой. Более ранняя попытка шлюзования шахты была предпринята в Тролльхеттане в Швеции, на линии нынешнего канала Гёта. Падение составило бы 16 метров (52 фута), что было поразительно для 1749 года. Однако подходной туннель оказался непригодным для использования во время наводнения, и в 1768 году шлюзовой шлюз был заменен двухэтажной лестницей.

Диагональный замок

плотины «Три ущелья» Вид модели . Пара пяти запорных ступеней находится в центре, а слева — судоподъемник.

Это похоже на замок вала, но вал построен под наклоном. Лодки пришвартованы к плавучим кнехтам, которые направляют их вдоль шахты по мере ее наполнения или опорожнения. «Консультативная группа Diagonal Lock» определила несколько мест в Великобритании, где можно установить новую конструкцию: либо на новых водных путях, либо на восстанавливаемых каналах. Рассматриваемые проекты включают восстановление Ланкастерского канала в Кендале и предлагаемую новую ветку канала Гранд-Юнион между Бедфордом и Милтон-Кинсом .

См. также

• Канал
• Ворота безопасности канала
• Водный склон
• Блокировка управления
• Канал (география)
• шлюз
• Каналы Амстердама
• Каналы Соединенного Королевства
• Канал и Ривер Траст
• Водяная мельница
• Гидравлика
• Гидротехника
• Водные ресурсы
• Список каналов по странам
• Список водных путей

Библиография

• Камберлидж, Джейн (2009). Внутренние водные пути Великобритании (8-е изд.) . Имрэй Лори, Нори и Уилсон. ISBN  978-1-84623-010-3 .

Внешние ссылки

• Самые глубокие шлюзы каналов в Англии
• Интерактивное моделирование работы замка – показаны ворота гильотинного типа. на этой демонстрации для наглядности
• Интерактивная игра с замками для учащихся с одинарными и двойными замками и планами уроков.
• Видеозапись уникального шлюза в Далмюре на канале Форт и Клайд