Kas ir slūžas — definīcija un darbība kuģojamos ūdensceļos

Slūžas ir kuģojamo ūdensceļu sistēmas daļa, kas veido pietiekami dziļu ūdens "kanālu", pa kuru var braukt kuģi. Slūžas kontrolē baseina dziļumu, piemēram, slūžu un aizsprostu sistēmā pāri ūdensceļam.

Slūžas ir vieta, kur laivas, kas brauc augšup vai lejup pa upi vai kanālu, var pārvietot uz nākamo augstāko vai zemāko līmeni. Slūžas būvē vietās, kur pēkšņi mainās ūdens līmenis upē vai kanālā. Tas var notikt tāpēc, ka tur ir ūdenskritums, uzbūvēts aizsprosts vai aizsprosts, vai arī tam traucē kāda cita lieta. Slūžas ir kā liela kamera ar vārtiem katrā galā. Tajos ir slūžu mehānismi, kas iztukšo vai piepilda kameru ar ūdeni. Slūžas palīdz upi padarīt vieglāk kuģojamu (laivām ir vieglāk braukt augšup un lejup), vai arī palīdz veidot kanālus pāri zemei, kas nav līdzena.

Kā darbojas slūžas

Vienkāršoti slūžu darbību var aprakstīt kā soli pa solim procesu:

Kuģis ieiet slūžu kamerā, kas var būt aizvērta ar priekšējiem vai aizmugurējiem vārtiem.
Vārti tiek aizvērti, lai kamera kļūtu hermētiska attiecībā pret augstāko un zemāko ūdenslīmeni.
Tiek atvērti vai aizvērti vārsti (vai citi mehānismi) ūdens plūsmas kontrolei, un kamera tiek piepildīta ar ūdeni (lai paceltu kuģi) vai iztukšota (lai nolaistu kuģi) līdz blakus esošā līmeņa ūdens līmenim.
Pēc līmeņu izlīdzināšanas pret attiecīgo pusi tiek atvērti vārti, un kuģis izbrauc uz nākamo posmu.

Galvenās slūžu daļas

Kamera — telpa, kurā atrodas kuģis un kurā mainās ūdens līmenis.
Vārti — parasti divi lielie vārti katrā galā, kas aizver un atver kameru pret augstāko vai zemāko ūdens līmeni.
Filiņi un zīmēšanas atveres — mēdz būt mazāki vārsti vai caurumi, caur kuriem ūdens ieplūst vai notek no kameras.
Mākslīgie kanāli un aizsprostojumi — palīdz kontrolēt plūsmas un saglabāt nepieciešamos līmeņus slūžu priekšā un aiz tām.

Slūžu veidi

Parastās pakāpju slūžas — vairākas kameras secībā, lai pārvarētu lielāku augstuma starpību.
Divviru slūžas — ar vārtiem abos galos, bieži izmantotās kanālos un upēs.
Šahtveida vai vertikālā pacelšanas slūža / kuģu lifts — kuģi tiek pacelti vai nolaisti ar pacelšanas iekārtas palīdzību vertikālā tvertnē.

Kāpēc slūžas ir svarīgas

Tās nodrošina kuģojamību pa upēm un kanāliem, pārvarot ūdenslīmeņu atšķirības.
Atvieglo preču un cilvēku pārvadāšanu pa iekšzemes ūdensceļiem, kas bieži ir ekonomiski izdevīgi.
Dažkārt slūžas ir saistītas ar hidrotehniskām būvēm, kas palīdz regulēt plūdus un ūdens resursu pārvaldību.

Priekšrocības un trūkumi

Priekšrocības: uzlabo transporta maršrutus, samazina sauszemes satiksmes slodzi, var ietaupīt enerģiju un izmaksas salīdzinājumā ar citām pārvietošanās metodēm lielos attālumos.
Trūkumi: būvniecība un uzturēšana ir dārga, var traucēt vietējām ekosistēmām (pārvēršot straumes plūsmu, ietekmējot zivju migrāciju) un radīt hidroloģiskas pārmaiņas.

Drošība un uzturēšana

Slūžu uzturēšana prasa regulāras pārbaudes vārtu hermētiskumam, mehānismu eļļošanai un rūsas novēršanai, kā arī sedimentācijas un dūņu izcelšanu kamerās. Drošības noteikumi aizliedz pārslogot kameru ar lielāku kuģu skaitu, kas var apdraudēt vārtu konstrukciju vai izraisīt ūdens viļņus.

Piemēri un vēsturisks konteksts

Slūžas ir bijušas pazīstamas gadsimtiem — tās attīstījās kopā ar kanālu būvniecību, lai veicinātu tirdzniecību un pārvadājumus. Mūsdienās slūžas ir sastopamas gan mazos reģionālos kanālos, gan lielos starptautiskos projektos (piemēram, Panamas kanāla slūžas). Slūžas ir svarīga inženiertehniskā sastāvdaļa daudzos ūdensceļu tīklos visā pasaulē.

Kopsavilkums

Slūžas ir inženiertehniska ierīce, kas ļauj kuģiem pārvarēt ūdenslīmeņu atšķirības, padarot upes un kanālus kuģojamus. Tās sastāv no kamerām, vārtiem un kontroles mehānismiem, un to izmantošana sniedz būtiskas priekšrocības transportam un ūdens resursu pārvaldībai, vienlaikus prasa rūpīgu projektēšanu un uzturēšanu, lai mazinātu ietekmi uz vidi un nodrošinātu drošību.

Kā darbojas slēdzene

Ja laiva, kas brauc lejup pa straumi (tajā pašā virzienā, kurā plūst ūdens), piebrauc pie slūžas, notiek šādi:

Laiva gaida, līdz slūžas ir pilnas ar ūdeni. Ja pretējā virzienā braucoša laiva tikko izbraukusi no slūžas, ūdens līmenis būs pareizs un vārti būs atvērti. Tas ietaupīs laiku.
Ieejas vārti (ja tie ir aizvērti) tiek atvērti, un laiva iebrauc.
Ieejas vārti ir slēgti.
Tiek atvērts vārsts, un ūdens izplūst no kameras, lai laiva noietu uz leju.
Kad ūdens sasniedz nākamā upes posma līmeni, tiek atvērti izejas vārti, un laiva izbrauc.

Ja laiva brauc pret straumi (pretējā virzienā ūdens plūsmai), notiek pretējais:

Laiva gaida, līdz ūdens līmenis ir zems. Ja pretējā virzienā braucoša laiva tikko izbraukusi no slūžas, ūdens līmenis būs pareizs un vārti būs atvērti.
Ieejas vārti (ja tie ir aizvērti) tiek atvērti, un laiva iebrauc.
Ieejas vārti ir slēgti.
Tiek atvērts vārsts, un ūdens ieplūst kamerā, lai laiva paceltos.
Kad ūdens sasniedz nākamā upes posma līmeni, tiek atvērti izejas vārti, un laiva izbrauc.

Viss šķērsošanas process pa slūžām var aizņemt aptuveni 15 līdz 20 minūtes atkarībā no tā, vai laivai ir jāgaida. Dažas slūžas var uzņemt vairākas laivas vienlaicīgi, un pirmajai iebraucošajai var nākties gaidīt, kamēr iebrauks citas laivas.

Atskaņot multivides Datoranimācija, kurā redzams kuģis, kas brauc cauri slūžām.

Kanāla slūžu darbība1-3 . Laiva iebrauc "tukšā" slūžā4 . Apakšējie vārti ir aizvērti, apakšējās lāpstiņas aizvērtas, augšējās lāpstiņas atvērtas, slūžas sāk piepildīties5 . Slūžas piepildās ar ūdeni, paceļot laivu augstākā līmenī.