三峡大坝水位落差达40层楼高，过往船只如何翻越？
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地球地理| 作者 / 兴禾 整理 / 文泉
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概述
三峡大坝，位于中国湖北省宜昌市三斗坪镇境内，距下游葛洲坝水利枢纽工程38公里，是当今世界最大的水利发电工程--三峡水电站的主体工程、三峡大坝旅游区的核心景观、三峡水库的东端。
三峡大坝地理位置
三峡一般指长江三峡，西起重庆奉节县白帝城，东至湖北宜昌南津关，全长193公里，分为瞿塘峡、巫峡和西陵峡。三峡两岸悬崖峭壁陡立，风光秀美。当年在大诗人李白的诗中是这样的场景“两岸猿声啼不住，轻舟已过万重山”。如今有了跨世纪的伟大工程三峡大坝，使得大坝上下游水位落差达到一百多米，要想再体验“千里江陵一日还”，还是有些难度了。
三峡大坝卫星图
02
为什么要有船闸？
受地形、急流以及天然或人工障碍物的影响，河流的水位在某处常有较大的落差，为了改善船舶的通航条件，人们常常会修建船闸来应对集中的水位落差河段。
三峡水利枢纽工程示意图
比如三峡大坝坝前正常蓄水位为海拔175米高程，而坝下通航最低水位62米高程，上下落差达113米，船舶要翻越40层楼房的高度，就得靠船闸。船闸由固定位置的闸室、闸首、输水系统、引航道等组成。通过闸首上闸门的开与合，可控制闸室内部的水位是与上游水位齐平还是与下游水位齐平，进而让在闸室内等候的船舶可自由向上行或向下行。
03
三峡船闸-世界最大的五级船闸
三峡大坝的船闸是双线五级船闸，是世界上最大的五级船闸。也就是说，船舶通过它要经过5个梯级的闸室。两线船道保证了可以同时让上游的船舶到下来，下游的船舶到上去。
三峡大坝五级船闸
三峡船闸全长6.4公里，其中船闸主体部分1.6公里，引航道4.8公里。五级船闸编号从上游开始，上游是第一级船闸，下游是第五级闸室，每个闸室长280米、宽34米，闸室坎上最小水深5米。永久船闸共有24扇人字闸门。三分之二的人字门高36.75米，宽20.2米，厚3米，重达850吨，面积接近两个篮球场。
04
船舶如何翻越40层楼高？
三峡船闸学名是双线五级连续船闸，修建于三峡大坝左侧的坛子岭山体中，是开凿于坚硬花岗岩中的人工渠道，于2003年6月投入运行，设计通航规模到2030年，单线年通过量为5000万吨，上下游双线1亿吨！
五级大坝113米落差
如上文讲过，三峡大坝上下游最大落差达到113米，分成了五级以后，上下级之间最大水头还有45.2米。但即使是这样，这一数字也仍超过了当时世界上最大一级船闸34.5米的水头。综合考量了落差大小、坝址的地质、地形条件、船闸的工程量、造价等因素，设计师最终选择了五级闸室的设计方案。各级船室可根据实际情况而选择是否使用，当汛期下游水位达到67米以上时，第五级、第四级船闸作正常过船通道，利用剩余三级船闸调节水位的落差。
三峡船闸剖面图
那船舶是怎么“一步步”穿越40层楼高呢？假如船要从下游到上游，那它得先过第五级闸室，然后关闭下游人字门，通过开合地下阀门，让第四级闸室往第五级闸室内充水，利用连通器原理，使得两极闸室内水位一致。然后打开第五级闸室上游人字门，船舶平稳驶入第四闸室。就这样，船舶像爬楼梯一样一级一级的向上，最终驶向大坝上游航道，船舶下行的过程相反。不过，这一级级的攀爬与下移，也要花上三个小时。正常情况下，两线船闸向商场电梯一样，一线上行一线下行，若一线因检修等原因停用，另一线则采用成批过闸、定时换向的方式保障上下行船舶的正常通行。五级船闸运行时最多可有三批船队在同一线过闸。以五级船闸上行为例：当先行船队由第二闸室进入第一闸室时，第二批船队B由第四闸室进入第三闸室，第三批船队可从下游进入第五闸室。
05
结语
三峡大坝作为一项集防洪、发电与通航于一体的伟大工程，它是人类历史上的一大亮点，不得不由衷地叹服这一人类力量与智慧的伟大壮举！
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