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船闸让运河翻山越岭而不浪费河水
一个两端有闸门的封闭舱室,每次将船只升降几英尺——这是中国983年的发明,使运河成为那个时代的货运高速公路。
中国运河工程师(乔维岳)
那一手
运河遇到山丘就会遇到问题:水往低处流,所以渠道不能直接爬升。早期的解决方案,如斜坡和单闸门,要么浪费水,要么容易损坏。中国工程师乔维岳被认为在983年发明了船闸:一个位于两座闸门之间的封闭舱室,通过注水或放水,使船只从一个水位移动到另一个水位。
船闸让水本身成为升降机:泄水闸让舱室逐渐注满或排空,因此船只每次上升或下降几英尺,而运河只消耗一个闸室的水量。在欧洲,这种设计从14世纪开始传播,列奥纳多·达·芬奇的斜接闸门——由水压压紧的V形闸门对——使船闸密封更加可靠。
通过一系列船闸组成的梯级,运河可以像楼梯一样翻越山脉,将煤炭、粮食和货物运往内陆。英国的运河时代和布里奇沃特运河的货运革命都建立在船闸之上,而船闸至今仍在世界各地的运河和河流中运送船只和船舶。
为什么管用
- 一个舱室和两座闸门就可以提升船只,而不浪费整条河。
- 梯级船闸让运河能够跨越整个山脉。
- 斜接闸门在水压下密封,结构简单,用木材建造。
- 手动操作的泄水闸无需外部能源。
值了多少分步爬升水位,而非一次到位聪明
可以搬走什么
当障碍是阶跃式变化时,将其分解为小而可逆的增量——这种增量机制耗水少,靠人力即可操作,并能适应任何提升高度。
后来呢
船闸成为运河工程中的通用机制,从中国大运河到英国的运河热,再到巴拿马运河的现代化船闸梯级,后者仍然沿用达·芬奇在1497年绘制的注水与排水原理。
资料来源
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