在木材水运中出现的水闸_农业科学

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序

水利界的朋友对于“木材水运”一词可能不很熟悉。它是森林工业方面利用天然河流来运输木材的一个行业。这是个古老的行业。在这行业中产生了几种新型的水闸。因为交通运输业

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前言

随着现代交通运输业的高速发展，古老的木材水运业几近消亡了，并将挤出人们的记忆。又及人群更迭，当今新的一代对于排运只及耳闻，再往后，即便耳闻也疏了。孰知，当年它曾

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1　自动排洪活动水闸

提要：一种调节水势，以延长排运作业时间的水闸。它遇到洪水（超过一定水位）时就像点燃的小鞭炮一样，始于一端，并连续地向另一端开启排洪。那零散的闸板和支撑由钢绳系吊

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1.1　前述

山洪来势猛，去势快。它给山溪荡开了宽阔的河床，而缩身为潺潺细流，这种现象带给排运业的尴尬，在山区是很普遍的。当年山区没有公路，山溪是通往外界的喉管，而林区又都在

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1.2　总体结构

过排闸门置于航道的中心。为了运行安全必须选址于通直的河段。过排闸门的两侧是活动闸门，占总闸宽的90％以上，它由斜撑、立木和活动闸板组成，如图1.1所示。斜撑和

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1.3　控制部分

控制部分由首立木、闸栓和控制桶组成，如图1.3所示。首立木的基本尺寸和普通立木相同，它的下部活铰于闸底板上；上部有一条芯铁活套在从闸墩中伸出来的铁轴上。功能的需

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1.4　操用运行

常间作业只操控过排闸门的关和开。在每天中午时分关闭过排闸门，它在蓄水的同时提供钉排场地，因为钉排需要宽阔的静水面。待至第二天的早晨，水已满闸，打开过排闸门放水，

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2　遇洪腾空活动水闸

提要：一种调节水势，以延长排运作业时间的水闸。它在汛期能够自动腾空，让洪水奔流于胯下，从而避开洪袭。汛后复关简便。(https://www.daowen.com

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2.1　前述

自动排洪活动闸在洪后需要人工复装。艰巨而繁重的劳动付出，加之山洪年趋频繁的现实，使人们想用更好的闸型来取代它。而现成的翻板闸、浮体闸、搭接闸之类的水闸，却被认为

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2.2　结构

遇洪腾空活动水闸的平面布置图如图2.1所示，其下游立面图如图2.2所示。图2.1　遇洪腾空活动水闸的平面布置图 1—水位堰；2—靠墩木；3—闸板；4—支撑；5

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2.3　原理

水压力的方向垂直于闸板，其合力的作用点在水深的1/3处。水位上升，水压力自然会对于铰轴产生力矩，这样对于铰轴就形成两个互相抗衡的力矩：如图2.3所示方位，一个

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3　水力自控“人”字形水闸

提要：一种调节水势，以延长排运作业时间的水闸。它的横断面形状像一个“人”字，不用动力，以水流自身的能量运作。汛期能自动潜伏泄洪，汛后又能自动回升成库。能将载流和

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3.1　前述

遇洪腾空活动闸的“腾空”是借水的力量实现的，其能否借水的力量“自降”呢？对此，排运工人在生产实践中知道木排被迫下沉的现象时有发生。大家议论，如果能找到会产生负压

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3.2　基本结构

本水闸和上述的自动排洪活动闸和遇洪腾空活动水闸一样，一座闸有两列，分别置于过排闸门的两边。为了简化图纸和叙述，取其一列，而略去其他，如图3.1所示。如图3.1

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3.3　水力自控原理

本水闸的启闭是由闸腔泄水和鼓水实现的。 “人”字形的夹角是钝角，因此由前闸板传来的水压力经过后闸板顶端的滚轮，其方向始终朝下。汛期水流溢闸而过，冲倒阻水翻板，使

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3.4　闸体受力分析

闸体蓄水到最高水位时，它所承受的全部水压力P总都在后闸板上。根据图3.2所标注的尺寸显示：式中　H——后铰轴处的水深，1m； D——闸体总宽度，30m； γ—

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3.5　主要特色

本水闸有三个特色。其一，没有闸墩，泄洪无阻；其二，运行平稳，不用操作；其三，结构简单，造价不高。它能顺应自然，智能性地适时运作的技术关键在于它的闸体能逆流而升，

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4　无动力巨型平面组合水闸

提要：一种用于过排闸门上的巨型（6m×2m）平面闸。它在没有动力的情况下，以“组合”的方式使人力操控成为了可能。(https://www.daowen.com)

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4.1　前述

小溪木排约有3m宽，30多m长，它是一种半柔体，得有充分的运行空隙。通行的闸门至少得有6m宽，2m高。按常规开启这样大型的平面闸门，是必须配备专用的动力设施的，

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4.2　结构

无动力巨型平面组合闸是由主、副两道整体的平面闸门组合而成的。如图4.1（a）所示。迎水一道谓之主闸门，它的功能是关闸拦水，其高度与最高水位齐平，垂直设置。在它1

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4.3　操作

开闸时，用系于主闸门顶缘上的绳拉开小孔的孔门，让水流注入主、副闸门之间的闸腔，直到注满闸腔，主闸门的下半截便浸没于静水之中，它的自重和闸前水压因此只剩下了它的上

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4.4　分析

例：有一木质主闸门，高2m，宽6m，断面呈梯形，下底宽为20cm，上底宽为5cm。它的自重G主为：式中　γ——主闸门泡足水后的容重，为1.1t/m3； V主—

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5　无动力弧形水闸

提要：一种为山区小坑零散木材“赶羊作业”制造冲浪的小型的跷跷板式的弧形水闸。它不用配备动力设施，纯以水力调控，一个人就能操控其运行。(https://www.d

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5.1　前述

当年的“洪水赶羊”（专业术语）——形象地把大批零散原木比喻成羊群，利用洪水的天然动力，由水运工人手持扎钩疏导，形似赶羊——作业是深山区运送原木的唯一出路，也是最

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5.2　工作原理

无动力弧形闸的启闭方式和常规弧形闸一样，上转开闸、下转关闸。不同之处在于闸门的迎水面附有一个肚体，而在转轴Q的另一端有一个与之相对称的囊体。开闸和关闸是以对于转

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5.3　具体操作

1.开闸步骤（1）铰车铰紧肚绳。（2）把囊绳上端挂到操控杆的上环。 2.关闸步骤（1）铰车放松肚绳。（2）把囊绳上端挂到操控杆的下环。(https://

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6　长尾巴横行弧形水闸

提要：一种用于“赶羊作业”，也曾在木材过坝上发挥过作用的水闸，它是对开式横向启闭的弧形水闸。它的弧形半径很长，俗称“长尾巴”。它运行平稳、省力，可以人力操控。(

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6.1　前述

无动力弧形闸的开启高度受到铰轴的限制，因此难以应对过大山洪的现象时有发生。也因此它所拦截的水深往往不足为冲浪所需。水运工人们在微风摇动长树枝的现象中得到启发，有

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6.2　布局结构

如图6.2～图6.4所示，它像一把大钳，这大钳的两钳爿各有一个铰轴，大地把它们连成一体。钳口就是它的闸门，钳口到铰轴一段就是长尾巴。在铰轴和闸门的下面均垫有一层

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