水閘是主要利用閘門擋水和泄水的建筑物。關(guān)閉閘門,可以攔洪、擋潮、抬高上游蓄水水位,以滿足上游取水或通航的需要。開啟閘門,可以泄洪、排澇、沖沙、取水或根據(jù)下游用水的需要調(diào)節(jié)流量。水閘在水利工程中的應(yīng)用十分廣泛,多建于河道、水庫、湖泊及濱海地區(qū)。
巴拿馬運(yùn)河是大西洋和太平洋之間的重要水運(yùn)航道。因為運(yùn)河的水面高出海平面約26米,船只無法直接通行,因此人們在運(yùn)河的兩端安裝了好幾道水閘。輪船通過運(yùn)河時,先開到水閘內(nèi),然后關(guān)上水閘,往里面放水,使水位升高。這樣,船只就能順利地通過了。
1903年11月,美國獲得單獨(dú)開鑿巴拿馬運(yùn)河的權(quán)力,于1904年動工,1914年完成。
巴拿馬運(yùn)河的通航,大大縮短了太平洋和大西洋之間的航程。例如,從美國紐約到加拿大溫哥華,比繞道南美洲南端的麥哲倫海峽縮短航程12000多千米,從紐約到日本橫濱,縮短航程約5300多千米;從歐洲到亞洲東部或澳大利亞,也近了3200多千米。
我國修建水閘的歷史非常悠久,早在公元前598年至公元前591年,在安徽省壽縣就建設(shè)有5個閘門引水,以后隨著建閘技術(shù)的提高和建筑材料新品種的出現(xiàn),水閘建設(shè)也跟著日益增多了起來。
1949年后,我國開始大規(guī)模建設(shè)水閘,并積累了豐富的經(jīng)驗。如長江葛洲壩樞紐的二江泄水閘,最大泄量為每秒84000多立方千米,位居我國首位,運(yùn)行情況良好。
國際上修建水閘的技術(shù)也在不斷發(fā)展和創(chuàng)新,如荷蘭興建的東斯海爾德?lián)醭遍l,閘高53米,閘身凈長3000米,被譽(yù)為“海上長城”。
當(dāng)前水閘的建設(shè),正向形式多樣化、 結(jié)構(gòu)輕型化、施工裝配化、操作自動化和遠(yuǎn)動化方向發(fā)展。
同時,水閘設(shè)計更加嚴(yán)格。閘室的設(shè)計,須保證有足夠的抗滑穩(wěn)定性;閘室的總凈寬度須保證能通過設(shè)計流量;閘室和翼墻的結(jié)構(gòu)形式、布置和基礎(chǔ)尺寸的設(shè)計,需與地基條件相適應(yīng),盡量使地基受力均勻。
此外,水閘設(shè)計還要求做到結(jié)構(gòu)簡單、經(jīng)濟(jì)合理、造形美觀、便于施工、管理,及有利于環(huán)境綠化等。