休谟问题
周 鹏，杨尊伟
（山东省交通规划设计院，山东 济南 250031）
的问题，结合省水船闸的特点，通过探讨平原地区开展
省水船闸建设的必要性和技术可行性。
关键词：内河航道；省水船闸；平原地区。
中图分类号：U641 文献标识码：A
Applications of water-saving ship lock in
inland waterway in plain areas
ZHOU Peng,YANG Zun-wei
（Shandong Provincial Communications Planning and Design Institute'
Shandong Jinan 250031 China）
Abstract:Based on the present situation and existing problems of the construction of inland waterway and ship lock in Shandong province, this paper discusses the necessity and technical feasibility of the construction of the water-saving ship locks in plain areas.
Key words:inland waterway;water-saving ship lock;plain area 1 省水船闸发展现状及其特点
1.1 国外的发展
国外在省水船闸建设上有着多年的经验。其中，德国是建造省水船闸数量最多的国家，在莱茵河—多瑙河运河上，从莱茵河的班贝格到多瑙河的凯尔海姆全长171 km，水位差高达243 m，共建造了16座船闸，其中13座为省水船闸［1］。其中于尔岑省水船闸闸室尺寸为190 m×12 m，水头落差23 m，设置高低蓄水池3个，省水率达到60%。
巴拿马1号和2号船闸为相互灌泄水的双线船闸，可以省水50%，当需要双向同时有船舶过闸才可实现相互灌泄水，影响了船舶过闸时间，实际营运中采用这种省水运行模式的情况较少。在建的3
收稿日期：2019—07—02
作者简介：周鹏（1986—），男，河北衡水人，工程师，硕士，研究方向为航道工程和桥梁工程规划、设计。号船闸采用了3个连续梯级，每个梯级采用3级省水池，省水率可达87%。
1.2 国内的发展
省水船闸在国内的实际应用较少，但是多年以来国内对省水船闸进行了大量的研究和模型试验。其中重庆交通大学对乌江银盘省水船闸进行了整体水力学模型试验研究［2］，乌江银盘省水船闸闸室尺寸为120 m×12 m，船闸设计最大水头落差36.5 m，为了简化船闸输水系统，同时降低其工作水头，由此设计了带两级蓄水池的船闸方案。整体水力学模型试验研究结论：该方案将工作水头由36.5 m降低至18.25 m，从而简化了输水系统和船闸阀门的设计；省水率达50%。
南京水利科学研究所对郑家岗省水船闸进行了模型试验［2］，郑家岗省水船闸闸室尺寸为130 m×12 m，水头落差28.35 m（两级）。对上下两个闸室分别设置高低蓄水池，左右对称布置，试验结果达到了省水和降低水头的目的，进而避免了复杂的高水头阀门水力学难题，简化了输水系统设计。
1.3 省水船闸特点
省水船闸除了具备普通船闸的特点外，省水船闸还有优点:（1）减小船闸运行耗水量节省水资源；（2）降低输水阀门工作水头， 使船闸输水系统容易设计和施工；（3） 简化输水阀门和闸室消能工结构。省水船闸也有缺点: （1）增加输水时间；（2）增大工程量；（3）增加船闸占地面积［3］
乡酒
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图1 德国于尔岑省水船闸
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周 鹏，杨尊伟 ：省水船闸在平原地区航道中的应用
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2 省水船闸在平原地区航道中的适用性
内河航运与其它运输方式相比，具有运量大、占地少、成本低、能耗小、污染少等优势。积极倡导发展内河水运，符合建设资源节约型、环境友好型社会的要求［4］。水资源是发展内河航运的关键因素，然而我国水资源在时间和空间上分布不均匀，从时间上看夏秋多，冬春少；地域上南方多，北方少；或是山区多，平原少。在我国北方平原地区发展内河航运与工业用水、农用灌溉之间存在十分突出的矛盾。
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省水船闸方案可以有效解决工农业与航运争水的问题，并且对航道的通过能力影响较小，因此在内河航道建设中应用省水船闸技术是必要、可行的，尤其是在水资源短缺的平原地区航道建设中。
3 省水船闸在我省内河航道建设中的应用前景
3.1 山东省内河航道发展状况
山东省地处北方缺水地区，受地域自然条件的限制，目前通航河流主要集中在京杭运河沿线及南四湖流域。在上世纪60～70年代，我省的小清河、新万福河就建有船闸通航，内河航运曾经十分繁忙，后因农业争水等原因，航道水源不足，导致航道长期断航。京杭运河黄河以北段、徒骇河等是我省规划的重要通航河流，腹地货物运输需求量巨大，然而这些地区都不同程度的存在水资源短缺问题，成为阻碍这些河流航运开发的关键因素。3.2 省水船闸在山东省内的应用前景
新万福河、徒骇河等内河河道由于没有调蓄水库，河道所在地水资源相对匮乏，故采用省水船闸方案可以有效解决航道水资源短缺问题，从而提高航道通航保证率。3.2.1 新万福河复航工程
新万福河复航工程按Ⅲ级限制性航道标准分两期实施。一期工程复航起点位于新万福河关桥闸下，复航终点位于新万福河河口，复航里程约61 km，工程现已进入实施阶段；二期工程复航起点为定陶连接线桥，终点为关桥闸下，复航里程约35 km。二期工程深入菏泽市定陶区腹地，工程的实施难度较大—上下游水位落差大且上游航道用水需利用下游南四
湖湖水上扬。关桥枢纽上下游的水头差将近8 m，按照通常三级船闸设计运行，经测算每年关桥船闸耗水量约1亿立方。因此，新万福河复航二期工程中，常规船闸的耗水量势必加剧上游航道用水的紧缺。采用省水船闸将在一定程度上缓解航道水源紧张的问题。
3.2.2 徒骇河航道复航工程
徒骇河位于黄河下游北岸，源于河南，于莘县入山东，在聊城境内和京杭运河相交，贯穿黄河以北山东北部区域，流经聊城、德州、济南、滨州4市13个县(市），全长400多公里。是山东省内河航道规划确定的“一纵三横”中重要的一横，该航道的开发可为黄河以北内陆地区提供一条便捷的出海通道。骇河流域属北方缺水地区，流域多年平均降雨量小于蒸发量。若无引黄尾水和节制闸拦蓄等措施，枯水季节会出现断流。河道来水量远不能满足通航流量要求，采用黄河或南水北调来水等补水措施需要先解决高昂的水费问题。采用省水船闸方案可节约大量水资源，使得徒骇河航运开发成为可能。广州话剧团>生产性活动
4 结语
目前山东省正在开展前期工作的内河航道建设项目来看，大部分内河航道项目都存在水资源短缺问题，并且水资源短缺也成为制约这些航道开发的首要因素。因此，省水船闸技术的应用对山东省内河航道的开发建设具有重要的现实意义，可以作为内河航道开发的重点对象来进行研究。但省水船闸在我省内河航道中实施前需专门进行课题研究，研究内容应包含省水船闸实际省水量、省水池充泄水对闸室内停靠船舶影响程度及影响范围等。
参考文献：
1 杨忠超，陈明栋.省水船闸省水效益分析及在内河航运建设中的应用［J ］.水运工程,2013（12）:131-135.
2 唐铁明.省水船闸在山区河流渠化中的应用［J ］.广西水利水电,2010（3）:61-64.
3 周玉华，刘峰.省水船闸初探［J ］.水运工程,2006（10）:156-159.
4山东省交通规划设计院，小清河复航工程可行性研究报告［R ］.济南：山东省交通规划设计院，2017.
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