（DBJT45T 020-2020）《省水船閘設(shè)計指南》

ICS03.220.40

CCSP67

DBJT45

廣西壯族自治區(qū)交通運輸行業(yè)指南

DBJT45/T020—2020

省水船閘設(shè)計指南

Guidefordesignofnavigationlockwithwater-savingbasins

2020-12-05發(fā)布2021-01-01實施

廣西壯族自治區(qū)交通運輸廳發(fā)布

DBJT45/T020—2020

省水船閘設(shè)計指南

1范圍

本文件規(guī)定了省水船閘設(shè)計的術(shù)語和定義、基本規(guī)定、總體布置、輸水系統(tǒng)。

本文件適用于廣西境內(nèi)新建或改擴建船閘設(shè)省水池的省水船閘設(shè)計，不適用于連續(xù)多級船閘、閘室

水體可互灌互泄的并列布置雙線船閘等具有省水功能的船閘。

2規(guī)范性引用文件

下列文件中的內(nèi)容通過文中的規(guī)范性引用而構(gòu)成本文件必不可少的條款。其中，注日期的引用文件，

僅該日期對應(yīng)的版本適用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適用于本

文件。

JTJ305船閘總體設(shè)計規(guī)范

JTJ306船閘輸水系統(tǒng)設(shè)計規(guī)范

JTJ307船閘水工建筑物設(shè)計規(guī)范

3術(shù)語和定義

下列術(shù)語和定義適用于本文件。

3.1

省水船閘navigationlockwithwater-savingbasins

在船閘閘墻內(nèi)或旁側(cè)建有省水池，用于臨時貯存閘室泄水時泄出的部分水體，待灌水時回灌閘室，

具有節(jié)省通航用水功能的船閘。

3.2

省水池water-savingbasin

設(shè)于船閘閘墻內(nèi)或閘室旁側(cè)（一側(cè)或兩側(cè)），用于臨時貯存閘室泄出的部分水體的水池。

3.3

省水率water-savingratio

船閘按省水方式運行節(jié)省的水量與非省水方式運行用水量的比率。

3.4

省水池級數(shù)stepofwater-savingbasins

根據(jù)船閘工作水頭、省水量要求以及總體布置等條件擬定的船閘省水池分級數(shù)量。

3.5

省水池數(shù)量numberofwater-savingbasins

每座省水船閘設(shè)置的省水池總數(shù)。

3.6

省水池剩余水頭remainingwaterheadbetweenwater-savingbasinandchamber

省水池與閘室相互輸水結(jié)束瞬時的省水池水位與閘室水位差。

1

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3.7

閥門組合啟閉方式combinedopeningorclosingschemeofvalves

為滿足省水船閘閘室輸水時間要求、降低剩余水頭而制定的省水池閥門與閘室主廊道閥門的組合啟

閉方式。

3.8

閥門提前量advancedopeningvalueofvalves

為降低省水船閘輸水過程中的剩余水頭，在制定省水池閥門與閘室主廊道閥門組合啟閉方式時，設(shè)

置的閥門提前啟閉時刻差值。

4基本規(guī)定

4.1適用范圍

省水船閘主要適用于用水矛盾突出的通航河流或閥門水力學(xué)問題較難解決的超高水頭船閘。下列情

況可采用省水船閘方案：

a)河流天然流量小于船閘正常運行耗水量的通航河段；

b)枯水季節(jié)水源匱乏，發(fā)電、通航、灌溉等用水矛盾突出的航運樞紐；

c)穿越分水嶺、缺乏或沒有天然流量補充的人工運河；

d)人工運河與天然河流的立交工程；

e)地形、地質(zhì)條件適宜布置省水池和不顯著增加工程量及造價，有省水需求的船閘工程；

f)高水頭及超高水頭船閘。

4.2建設(shè)規(guī)模和水工建筑物級別

4.2.1省水船閘級別劃分與普通船閘相同，按照JTJ305的相關(guān)規(guī)定執(zhí)行。

4.2.2省水船閘閘室有效長度、有效寬度、門檻最小水深的確定與普通船閘相同，按照JTJ305的相

關(guān)要求和規(guī)定執(zhí)行。

4.2.3省水船閘水工建筑物級別劃分與普通船閘相同，按照JTJ307的相關(guān)規(guī)定執(zhí)行。

4.3組成及設(shè)計范圍

4.3.1省水船閘由以下建筑物組成：

a)上、下游引航道；

b)主體段（上閘首、閘室、下閘首）；

c)閘室輸水系統(tǒng)；

d)省水池；

e)省水池輸水系統(tǒng)。

注：a）、b）、c）與普通船閘基本相同，省水船閘增加了d）、e）及相應(yīng)的閥門和控制系統(tǒng)。

4.3.2設(shè)計范圍包括組成省水船閘的各項工程。

4.4運行流程

4.4.1灌水流程

灌水流程如下：

a)開啟最低一級省水池閥門，該省水池向閘室灌水；

2

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b)當(dāng)該省水池貯存的水量即將泄完時，快速關(guān)閉該級省水池閥門，同時開啟上一級省水池閥門，

由上一級省水池繼續(xù)向閘室灌水；

c)依照相同操作，直至最高一級省水池貯存的水量即將泄完時，快速關(guān)閉該級省水池閥門，同時

開啟閘室主廊道充水閥門，由上游向閘室灌水，直至閘室水位與上游水位齊平。

灌水流程圖參見圖1中分圖a)。

4.4.2泄水流程

泄水流程如下：

a)開啟最高一級省水池閥門，閘室開始向該級省水池泄水；

b)當(dāng)該級省水池即將灌至設(shè)定水位時，快速關(guān)閉該級省水池閥門，同時開啟下一級省水池閥門，

閘室繼續(xù)向下一級省水池泄水；

c)依照相同操作，直至最低一級省水池即將灌至設(shè)定水位時，快速關(guān)閉該級省水池閥門，同時開

啟閘室主廊道泄水閥門，將閘室剩余部分水體泄至下游，直至閘室水位與下游水位齊平。

泄水流程參見圖1中分圖b）。

閘室省水池閘室省水池

上游通航水位上游通航水位

n

n....n

n....2....

....212

211

1

下游通航水位下游通航水位

a）省水船閘灌水流程b）省水船閘泄水流程

注：1、2、….、n為灌水先后順序；n、…、2、1為泄水先后順序。

圖1省水船閘運行流程示意圖

5總體布置

5.1一般規(guī)定

5.1.1省水船閘總體設(shè)計參照JTJ305的相關(guān)規(guī)定執(zhí)行，并布置省水池、省水池與閘室連接的輸水系

統(tǒng)及相應(yīng)的閥門控制系統(tǒng)。

5.1.2根據(jù)上下游運行水位組合、擬定的省水池級數(shù)和面積，確定各級省水池最高、最低工作水位和

池頂?shù)赘叱碳斑\行條件，進行省水池及與閘室連接的輸水廊道相關(guān)設(shè)計。

5.1.3按照省水船閘的運行方式和一次過閘時間，參照JTJ305進行其通過能力計算，其中一次過閘

時間中的閘室灌水或泄水時間調(diào)整為省水船閘的輸水時間（參見6.4）。

3

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5.1.4按照省水船閘的運行方式和一次過閘用水量，參照JTJ305進行其耗水量計算，其中一次過閘

用水量為扣除各級省水池貯存水體后的實際用水量。

5.2布置原則

5.2.1省水船閘的布置應(yīng)因地制宜，簡化閘室結(jié)構(gòu)及輸水系統(tǒng)布置、縮短輸水時間。

5.2.2根據(jù)工程地形、地質(zhì)條件及擬定的省水池分級數(shù)進行總體布置，確定省水池型式和數(shù)量。

5.2.3省水池應(yīng)利用相對落差實現(xiàn)閘室與省水池水體之間的自流水量交換。當(dāng)天然流量不足時，可設(shè)

置抽水泵站抽水的輔助措施。

5.3省水池型式

5.3.1省水池型式

省水池的型式一般分為兩類，即開敞式（圖2中分圖a）、b）、c））和封閉式（圖2中分圖d）、e）），

布置于船閘的一側(cè)或兩側(cè)。

省4

3

中間隔墻水

池2

1

省4

水3

池2

1

省1

水2

池3

4

一側(cè)開敞式兩側(cè)開敞式

ab

省水池

3

24

15

封閉式省水池

一側(cè)扇形開敞式一側(cè)封閉式

cd

封閉式省水池

封閉式省水池

e兩側(cè)封閉式

圖2省水池型式

5.3.2開敞式省水池

上、下游水位變幅較大，相應(yīng)省水池工作水位變幅也較大時，一般宜采用開敞式布置。

場地開闊或不受場地限制時，選擇高低錯落的臺階型開敞式省水池。

4

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開敞式省水池一般采用平行閘室布置（圖3、圖4）；也可結(jié)合實際地形，采用其他布置形狀。

第3級省水池

輸水口

第2級省水池中間隔墻

第1級省水池

船閘閘室

圖3開敞式省水池平面示意圖（平行閘室布置）

船

機房

閘

閘第3級省水池

室

第2級省水池

第1級省水池

圖4開敞式省水池橫剖面示意圖

5.3.3封閉式省水池

封閉式省水池一般宜用在上、下游水位基本恒定或變化很小的船閘。

船閘布置場地受到限制時，可采用水平分層的封閉式（有蓋式）省水池。

封閉式省水池可分為對稱布置（圖5）和不對稱布置（圖6）兩種型式。

5

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船閘閘室

上游通航水位

第4級省水池第4級省水池

第3級省水池第3級省水池

第2級省水池第2級省水池

第1級省水池第1級省水池

下游通航水位

圖5對稱布置4級封閉式省水池示意圖

船閘閘室

上游通航水位

第4級省水池

第3級省水池

第2級省水池

第1級省水池

下游通航水位

a)不對稱布置4級封閉式省水池示意圖一

圖6不對稱布置4級封閉式省水池示意圖

6

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船閘閘室

上游通航水位

第4級省水池

第3級省水池

第2級省水池

第1級省水池

下游通航水位

b)不對稱梯級布置4級封閉式省水池示意圖二

圖6不對稱布置4級封閉式省水池示意圖（續(xù)）

5.4省水率

5.4.1基本要求

省水率根據(jù)水資源、水能、工程量、通過能力、輸水系統(tǒng)水力特性等方面的技術(shù)經(jīng)濟比較確定。

5.4.2影響因素及相互關(guān)系

船閘按省水方式運行可獲得的省水率主要取決于省水池的級數(shù)和面積。根據(jù)省水池與閘室之間充泄

水過程的理論省水率與省水池級數(shù)、省水池與閘室面積比之間的關(guān)系（詳見附錄A），省水率隨省水池

級數(shù)和面積比的增大而增大，當(dāng)省水池級數(shù)＞3時，隨著省水池級數(shù)的增多，省水率僅略有增長；而與

省水池面積等于閘室面積的省水率相比，面積比＞1時省水率增幅很小。省水池分級數(shù)量一般為2～3級

（參見附錄C、D）。

5.4.3省水池級數(shù)1～3級的理論省水率

省水池面積與閘室面積相等（即面積比=1），且省水池與閘室之間無剩余水頭情況下的理論省水率

為（省水率計算參見附錄A.1）：

a)省水池級數(shù)=1時，理論省水率為33％；

b)省水池級數(shù)=2時，理論省水率為50％；

c)省水池級數(shù)=3時，理論省水率為60％。

5.5省水池級數(shù)和水位劃分

5.5.1省水池級數(shù)需根據(jù)所在河流的天然來水條件、樞紐運行條件、省水率要求以及工作水頭等綜合

確定。人工運河上的各梯級船閘的省水池級數(shù)需結(jié)合運河段蒸發(fā)、滲漏等水量損失及其他用水等因素綜

合分析確定。

5.5.2省水池級數(shù)劃分應(yīng)能適應(yīng)船閘上、下游不同通航水位變化條件。

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5.5.3當(dāng)上、下游水位基本恒定或變化很小時，可按照省水率要求，擬定省水池級數(shù)n，船閘最大工

作水頭H均分為n＋2等份，每等份水頭為H/（n＋2），各省水池由低到高的分級布置為：第n級省水

池布置于下游通航水位以上nH/（n+2）～（n+1）H/（n+2）高度范圍（參見圖7）。

船閘閘室

上游通航水位泄水水流方向

灌水水流方向

省水池n

省水池…

H

省水池2

省水池1

下游通航水位

圖7省水池級數(shù)和水位劃分示意圖

5.5.4當(dāng)船閘的上游和下游水位均存在一定變幅時，需根據(jù)上、下游通航水位以及其他重要特征水位

的不同組合和省水池面積等因素，研究擬定各級省水池的工作水位變化范圍，其中：

a)由船閘最大設(shè)計水頭工況的水位組合，確定各級省水池的最大工作水頭；

b)由上游最低通航水位～下游最低通航水位組合，確定各級省水池的最低運行水位；

c)由上游最高通航水位～下游最高通航水位組合，確定各級省水池的最高運行水位。

5.5.5每級省水池的池底高程為該池最低運行水位-初始水深，池頂高程為該池最高運行水位＋預(yù)留高

度。

5.5.6上、下游任意水位下，省水池最高運行水位和最低運行水位可分別按下式(1)、(2)計算：

...........(1)

............(2)

式中：

Zwt（i）——第i級省水池最高運行水位（省水池灌水完成時的水位）（m）；

Zwb(i)——第i級省水池最低運行水位（省水池泄水完成時的水位)（m)；

k——省水池面積比；

n——省水池級數(shù)，定義自下而上省水池編號i=1,2,…,n；

Zup——上游水位（m）；

Zdown——下游水位（m）；

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△H——省水運行剩余水頭。

Swsb2

注1：k=,Swsb、Slock分別為船閘省水池和閘室面積（m）。

Slock

注2：Hwsb=ZWt(i)-Zwb(i)為第i級省水池水位變化（m）。

注3：Hc為Hwsb對應(yīng)的閘室水位變化（m）。

注4：HcL為各級省水池充滿水或泄完水后，閘室水面與下游或上游的水位差（m）。

圖8省水船閘運行水量平衡概化圖

5.5.7當(dāng)上、下游水位變幅較大時，可考慮設(shè)置必要的補水或溢水工程措施，以降低各級省水池底高

程和頂高程。

5.6省水池總體布置

5.6.1省水池一般布置在船閘閘室的旁側(cè)（一側(cè)或兩側(cè)）。

5.6.2省水池的型式由上下游水位變化條件、場地布置條件、地質(zhì)條件等因素確定；天然河流一般采

用開敞式省水池；封閉式省水池對上下游水位變化值要求較嚴格，一般用于水位較為穩(wěn)定的人工運河。

各型式省水池均需做好地基加固處理和防滲等工程措施。

5.6.3開敞式省水池一般為與閘室墻分開的分離式結(jié)構(gòu)；封閉式省水池則一般為與閘室墻結(jié)合的整體

式結(jié)構(gòu)。

5.6.4省水池一般沿閘室長度方向平行布置；開敞式省水池在閘墻后呈臺階狀高低交錯布置（參見圖

3、圖4和附錄D），封閉式省水池在閘墻內(nèi)垂直分層布置（參見圖5、圖6和附錄D）。

5.6.5各級省水池數(shù)量可根據(jù)場地條件進行布置，單級省水池總面積不宜小于閘室水域面積；封閉式

省水池面積一般應(yīng)大于閘室水域面積；增大省水池面積，可抬高省水池底高程，降低池頂高程。

5.6.630m水頭以上高水頭或超高水頭船閘宜布置兩級及兩級以上省水池。

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5.6.7省水池池底進水口部位一般低于其他部位，呈漏斗狀布置；進水口應(yīng)避免出現(xiàn)穿心旋渦，必要

時設(shè)置消能蓋板等消能設(shè)施。

5.6.8為加快灌泄水速度，可用透空式隔墻將省水池分為多個區(qū)段，每區(qū)段設(shè)置獨立輸水廊道與閘室

連接（參見附錄B）。

5.6.9省水池結(jié)構(gòu)除必須滿足整體穩(wěn)定、結(jié)構(gòu)受力的強度要求外，還需考慮灌泄水時池內(nèi)水流紊動對

結(jié)構(gòu)強度的要求。

6輸水系統(tǒng)

6.1一般規(guī)定

6.1.1省水船閘輸水系統(tǒng)設(shè)計結(jié)合其特點參照JTJ306的設(shè)計方法、相關(guān)規(guī)定和水力特性要求執(zhí)行。

6.1.2省水船閘輸水系統(tǒng)在正常工作水頭條件下，一般按照省水方式運行；但當(dāng)上、下游水位差減小

且不需要省水時（即豐水期運行工況），可采用非省水方式運行。

6.1.3輸水系統(tǒng)設(shè)計應(yīng)考慮非省水方式運行時的最不利水位組合。

6.2輸水系統(tǒng)組成和型式

6.2.1省水船閘輸水系統(tǒng)由閘室輸水系統(tǒng)和省水池輸水系統(tǒng)兩部分組成。

6.2.2閘室與省水池之間的水體交換由通過設(shè)有工作閥門的省游或下游的剩余灌、泄水過程則通過閘

室輸水系統(tǒng)完成。

6.2.3閘室輸水系統(tǒng)型式可按照分級后的工作水頭，根據(jù)JTJ306的方法選定。

a)輸水系統(tǒng)型式除根據(jù)船閘設(shè)計水頭、輸水時間要求外，還需結(jié)合船閘總體布置、省水池分級、

工程地質(zhì)條件、閘室及省水池結(jié)構(gòu)型式等方面綜合考慮；

b)分級后水頭較高時，閘室輸水系統(tǒng)一般宜采用中部設(shè)分流口的閘底或閘墻長廊道分散式輸水系

統(tǒng)型式，其中：

1)省水池布置在閘室一側(cè)時，閘室輸水系統(tǒng)可采用中部分流的分區(qū)段出水型式（參見附錄

D）；

2)省水池布置在閘室兩側(cè)時，閘室輸水系統(tǒng)可采用水流由兩側(cè)對稱進入的分區(qū)段等慣性輸水

系統(tǒng)型式（參見附錄D）。

6.3輸水閥門設(shè)計

6.3.1省水船閘輸水系統(tǒng)工作閥門由閘室主廊道閥門和省水池閥門兩部分組成；在普通船閘輸水系統(tǒng)

及閥門基礎(chǔ)上，增加的省水池工作閥門一般設(shè)置在閘室主廊道與省水池之間。

6.3.2省水船閘輸水主廊道閥門的設(shè)計與普通船閘相同，均按單向水頭設(shè)計。

6.3.3省水池輸水廊道閥門的工作條件與主廊道閥門的主要區(qū)別是承受雙向水頭和要求動水快速啟

閉，需按雙向擋水設(shè)計，且動水快速啟閉對啟閉力的要求較高。

6.3.4省水池閥門的門型由省水池與閘室工程布置條件和工作水頭確定；分級工作水頭＜15m，可采

用能承受雙向水頭的平板閥門；＞15m，應(yīng)對閥門型式進行專題論證。

6.3.5閥門組合啟閉方式：可采用加快閥門啟閉門速度、適當(dāng)增加閥門尺寸、控制好閥門提前量等措

施。

6.4輸水時間

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DBJT45/T020—2020

6.4.1輸水時間組成

省水船閘輸水時間為船閘省水運行的總灌水時間與總泄水時間之和；這里省水運行的總灌水

時間為在各級省水池運行方式下閘室水位由最低上升至最高所耗費的總時長，省水運行的總泄水時間為

在各級省水池運行方式下閘室水位由最高下降至最低所耗費的總時長。

單向或雙向一次過閘運行，省水船閘的輸水時間可按下式（3）計算：

TS=+tsgtsx.......................................(3)

式中：

TS——省水船閘輸水時間（min）；

tsg——省水運行的總灌水時間（min），即各級省水池由低至高依次向閘室灌水的時間之和，

=，為第i級省水池向閘室灌水的時間，i=1、2、…、n；

tgitgi

tsx——省水運行的總泄水時間（min），即閘室向各級省水池由高至低依次泄水的時間之和，

，為閘室向第i級省水池泄水的時間，i=1、2、…、n。

ttsx=xitxi

6.4.2縮短輸水時間的主要措施

在閘室與省水池之間有剩余水頭Δh且有多級省水池的情況下，省水池閥門可采用“動水關(guān)

閥＋提前量”的啟閉方式，即提前關(guān)閉本級省水池閥門和提前開啟下一級省水池閥門；灌泄水從第二級

省水池開始，閥門均采取快速啟閉；通過數(shù)值模擬、模型試驗和原型調(diào)試確定閥門組合啟閉方式，剩余

水頭Δh一般控制在0.15m～0.5m范圍內(nèi)。

布置條件允許時可適當(dāng)擴大省水池面積。

適當(dāng)增加省水池輸水廊道及閥門的斷面尺度。

優(yōu)化輸水系統(tǒng)布置，如廊道進出口、轉(zhuǎn)彎段、分流口及閥門段型式，以增加流量系數(shù)。

6.5輸水系統(tǒng)水力計算

省水船閘輸水系統(tǒng)按照其布置、省水運行方式和閥門組合啟閉方式進行相應(yīng)的水力計算，計算根據(jù)

JTJ306的有關(guān)規(guī)定和要求進行。

6.6輸水系統(tǒng)模型試驗

6.6.1模型試驗與設(shè)計流程

省水船閘輸水系統(tǒng)設(shè)計必須依托模型試驗研究，包括數(shù)值模擬和物理模型試驗。為確保輸水系統(tǒng)設(shè)

計的合理性和全面性，可參照圖9的設(shè)計流程。

圖9省水船閘輸水系統(tǒng)設(shè)計流程

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DBJT45/T020—2020

6.6.2模型試驗研究主要內(nèi)容

省水船閘輸水系統(tǒng)模型試驗研究宜包括以下內(nèi)容：

a)不同運行方式下，閘室灌（泄）水水力特性；

b)不同運行方式下，閘室內(nèi)船舶停泊條件；

c)閥門啟閉組合運行方式；

d)閘室輸水系統(tǒng)與省水池連接廊道壓力特性、分段阻力及流量系數(shù)；

e)閘室、省水池及輸水系統(tǒng)進、出口水流流態(tài)；

f)輸水閥門水動力及空化特性；

g)引航道停泊段水流條件。

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DBJT45/T020—2020

附錄A

（資料性）

省水率與省水池級數(shù)和面積大小的關(guān)系

A.1省水率與省水池級數(shù)和面積大小的關(guān)系

A.1.1省水船閘運行可獲得的省水率取決于省水池的級數(shù)和面積大小。

A.1.2省水池與閘室之間的輸水過程可以分為各省水池水位與閘室水位之間完全壓力平衡和非完全壓

力平衡兩種情況：

a)在完全壓力平衡情況下，即省水池水位與閘室水位完全齊平時（省水池與閘室之間剩余水頭

=h0）的理論省水率按式（A.1）計算：

kn

E=100%................................(A.1)

kn(++11)

式中：

E——省水船閘每次過閘的理論省水率；

n——省水池級數(shù)；

k——省水池面積AB與閘室面積A的比值。

注1：省水率與省水池面積、級數(shù)之間的關(guān)系如圖A.1所示。

注2：當(dāng)省水池面積AB與閘室面積A的比值一定時，省水率隨著省水池級數(shù)的增加而增加，當(dāng)n＞3時，省水效率增

加速率減緩；n=∞時，理論省水率可達100％，但在實踐中出于經(jīng)濟的原因，很少布置5個以上的省水池。

注3：省水池級數(shù)一定時，省水率隨著省水池面積AB與閘室面積A的比值增加而增加，但當(dāng)k＞3時，省水率增幅很

小。例如在n=3的條件下，AB=2A時的省水率為66.7％，AB=A時的省水率為60％；另一方面在AB=A時采用3

個省水池省水率可達60％，但若采用2個省水池，要達到同樣60％的省水率，省水池面積就得增大為閘室面

積的3倍，即AB=3A。

注4：故從經(jīng)濟上考慮，一般采用n=2～3，AB=A。

100

90

80

70

60

50

省水率

E/40

n=1

30n=2

20n=3

n=4

10n=5

0

87654321910

K/省水池面積與閘室面積之比

圖A.1省水率與省水池面積、級數(shù)之間的關(guān)系

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DBJT45/T020—2020

b)在非完全壓力的情況下，即省水池與閘室之間有剩余水頭（h0）,按式（A.2）計算。

kh

EE'=?..................................(A.2)

H

式中：

H——船閘水頭。

注1：在已知省水池級數(shù)n的條件下，省水率E’隨著省水池與閘室水位之間剩余水頭h的增大而減小，省水池與

閘室水位完全齊平時(=h0)，省水率最大。由上式，時，省水率損失很小，但在輸水時間方面取

得的效益卻是顯著的，尤其在船閘水頭高和省水池級數(shù)多的情況下。

注2：在實際應(yīng)用中，剩余水頭一般不可能為零，所以剩余水頭的確定是省水船閘設(shè)計的關(guān)鍵，對省水率及輸水時

間影響較大?？刂剖Ｓ嗨^的關(guān)鍵是輸水系統(tǒng)閥門的組合開啟方式，通過對閥門啟閉間時間、速度及提前量

的優(yōu)化，可有效減小剩余水頭。

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DBJT45/T020—2020

附錄B

（資料性）

德國省水船閘輸水系統(tǒng)典型布置方案

B.1德國省水船閘輸水系統(tǒng)典型布置方案

B.1.1輸水過程：省水船閘閘室灌水時，先由布置于不同高程的省水池灌入水體，而后再從上游河段

補充部分水體。閘室泄水時，將閘室內(nèi)水體由高到低依次灌入省水池，剩余水體泄入下游引航道。

B.1.2閘室與省水池之間的水體交換是通過設(shè)有閥門的輸水廊道實現(xiàn)的，通過該輸水廊道將省水池的

水體分配至閘底的出水區(qū)段。并使出水區(qū)段分布于整個閘室面積，確保灌入的水體在多處盡可能同時、

均勻地抵達閘室，形成一個等慣性的輸水系統(tǒng)布置。

B.1.3閘室的剩余灌、泄水則通過與出水區(qū)段連接的閘底縱向廊道或閘底底部廊道來實現(xiàn)。

B.1.4圖B.1所示的A、B、C等慣性輸水系統(tǒng)布置方案，充泄水水體至閘室進出水口的路徑長度基本相

同，可確保水體同時、均勻地流入閘室。具體如下：

a)在方案A和B中，由省水池灌入的水體通過主輸水廊道分配至平行于閘墻的出水區(qū)段(閘底垂

直支廊道組)。布置的出水區(qū)段間距可確保一只過閘船舶（長度為80m的歐洲標(biāo)準(zhǔn)船）在閘室

中任意位置至少在兩處（方案A）或三處（方案B）同時受到從省水池灌水時出現(xiàn)的對稱充水

推移波作用，這樣可避免灌水過程中船舶的縱向運動，可能產(chǎn)生的過閘船舶系纜力可忽略不計；

b)方案A和B將出水區(qū)段緊靠閘墻布置，這樣當(dāng)水體灌入閘室時將過閘船舶擠離閘墻，從而取得

置中的效果，因此閘室灌水時作用于船舶的橫向力為零；

c)方案A和B的輸水系統(tǒng)的差別在于，在方案A中每個省水池只有1條輸水廊道，并且僅設(shè)置了

一個可達整個閘室的主輸水廊道分流口；而在方案B中，每個省水池有2條輸水廊道，并且在

閘底之下共設(shè)置了2個主分流口；

d)方案A的優(yōu)點是不論從省水池灌水還是從上游引航道進行剩余灌水，水體都流入閘室中部，并

由此均勻地分配至2個方向。閘室灌水時出現(xiàn)的對稱推移波作用間距為50m，在這種情況下，

長度為80m的歐洲船舶不會產(chǎn)生運動，但卻會使小船隊在過閘過程中產(chǎn)生運動，導(dǎo)致系纜力

增大。而方案B出水區(qū)段的間距約為25m，較小的間距可確保小船隊在過閘過程中亦不會產(chǎn)生

運動。為此閘底之下的每個分流口將主輸水廊道一分為二，分別與每個省水池的1條輸水廊道

相連接；

e)方案B在正常工況下閘室水流條件較好，但個別閥門出現(xiàn)故障情況時，將無法確保水體均勻地

進入閘室。在這種情況下可以通過模型試驗研究制定相應(yīng)的閥門運行方案和切實可行的解決辦

法。為此建議在閘室長度較?。ā?30m）的情況下，優(yōu)先采用方案A所示的輸水系統(tǒng)；

f)方案C中，每個省水池各有2條輸水廊道，它們與布置于閘底之下的主輸水廊道相連，該主輸

水廊道將水流分配至位于閘底閘室長度前、后四分點上的2個出水區(qū)段。而閘室的剩余灌、泄

水則利用在閘室中部與主廊道相連的2條閘墻縱向主廊道來完成；

g)該方案的優(yōu)點在于，即使省水池或縱向廊道閥門出現(xiàn)故障，也能確保灌入的水體基本均勻地分

配到2個出水區(qū)段。出水區(qū)段橫貫船閘軸線的布置尤其適用于閘室寬度大的船閘；

h)方案C所示輸水系統(tǒng)的設(shè)計原理已應(yīng)用于于爾岑省水船閘，效果良好。方案B所示輸水系統(tǒng)的

設(shè)計原理是德國卡爾斯魯厄大學(xué)針對美因河—多瑙河運河上的船閘設(shè)計通過模型試驗提出的，

實際應(yīng)用情況令人滿意。

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DBJT45/T020—2020

圖B.1設(shè)有2級省水池的省水船閘輸水系統(tǒng)布置示意圖（德國）

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DBJT45/T020—2020

附錄C

（資料性）

國外典型省水船閘工程范例

C.1德國省水船閘工程范例

C.1.1德國部分已建省水船閘的水力參數(shù)

表C.1所示為自19世紀(jì)末以來德國部分已建省水船閘的水力參數(shù)。

表C.1德國部分已建省水船閘的水力參數(shù)

閘室尺寸省水池面

每個閘室灌水閘室水位

水頭（m）積與閘室省水率

船閘名稱的省水池時間平均上升

（m）面積比值（％）

寬度長度數(shù)目/級數(shù)（min）速度（m/min）

AB/A

明斯特（1號）6.208.672.54/21.5354.75.01.24

尼德芬諾8.9310.068.06/31.060.06.01.49

格雷森（大船閘）6.3710.0172.04/21.252.020.00.32

哈芬船閘7.6510.083.02/21.052.020.00.38

明登井式船閘12.7010.085.016/41.066.77.01.81

貝沃根8.1010.0173.44/21.2752.820.00.41

明登下游船閘6.4012.585.02/21.050.015.00.31

安德滕14.7012.0225.050/51.071.418.00.62

博爾楚姆8.0012.082.52/21.554.515.00.53

敘爾費爾德9.0012.0226.26/31.060.016.00.56

梅彭（大船閘）7.5012.0173.52/21.050.012.00.63

梅彭（小船閘）7.5012.0105.22/21.050.08.00.94

班貝格10.9512.0200.03/31.058.412.40.88

施特倫多夫7.4112.0200.01/11.8237.67.90.64

豪森12.012.0200.02/21.048.812.10.99

埃爾朗根18.3012.0200.03/31.059.016.21.13

克里根布隆18.3012.0200.03/31.059.016.21.13

紐倫堡9.4012.0200.01/11.032.39.21.02

于爾岑（1號）23.012.0190.03/31.2860.012.01.94

埃爾巴赫19.4912.0200.03/31.059.115.51.26

利爾施泰滕24.6712.0200.03/31.059.315.01.64

?？嗣讉?4.6712.0200.03/31.059.315.21.62

希爾波爾特施泰因24.6712.0200.03/31.059.315.21.62

迪特富特17.0012.0200.03/31.058.915.01.13

亨利興堡（2號）13.5012.0200.02/21.1450.014.00.96

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DBJT45/T020—2020

表C.1德國部分已建省水船閘的水力參數(shù)（續(xù)）

閘室尺寸省水池面

每個閘室灌水閘室水位

水頭（m）積與閘室省水率

船閘名稱的省水池時間平均上升

（m）面積比值（％）

寬度長度數(shù)目/級數(shù)（min）速度（m/min）

AB/A

巴赫豪森17.0012.0200.03/31.058.915.01.13

貝興17.0012.0200.03/31.058.915.01.13

C.1.2德國易北河側(cè)運河上的于爾岑1號省水船閘

C.1.2.1采用單側(cè)開敞式3級省水池布置，省水率60％。

C.1.2.2于爾岑1號省水船閘輸水過程的水力特征值參見表C.2。

表C.2于爾岑1號省水船閘輸水過程的水力特征值

水力灌水（12.05min）泄水（10.70min）

特征值下池中池上池剩余灌水下池中池上池剩余泄水

h0(m)8.708.708.70-8.708.708.70-

hB(m)3.603.603.60-3.603.603.60-

z(m)4.604.604.60-4.604.604.60-

Δh(m)0.500.500.50-0.500.500.50-

κ=AB/A1.2781.2781.278-