Zsilip

A zsilip vagy hajózsilip olyan szerkezet,Leírás a Kvassay-zsilipről és szivattyútelepről . amely vízi járművek különböző magasságú vízfelületek közti felemelésére és lesüllyesztésére szolgál folyókon, és csatornákon. Megjegyzendő azonban, hogy a vízszintszabályzó berendezések összefoglaló elnevezésére is használják a zsilip kifejezést (például vízbeeresztő zsilip, vízleeresztő zsilip).

A hajózózsilip megkülönböztető jellemzője a rögzített kamra, amelyben a víz szintje változtatható; szemben a hajólifttel, keszon zsilippel, illetve a ferde síkú csatornával, melyeknél a kamra maga emelkedik és süllyed. A zsilipeket arra használják, hogy a folyó könnyebben hajózható legyen; vagy hogy olyan egyenes vonalú csatornákat hozhassanak létre, amelyek a csatornával nem azonos tengerszint feletti magasságú földterületen vezetnek keresztül.

Alkalmazása Folyami hajózás Amikor a folyó egy szakaszát hajózhatóvá teszik, szükség van zsilipre, hogy megkerüljék az akadályokat, például vadvizeket, gátakat, vízimalmok bukógátjait – mivel azok túloldalán a vízszint magasabb. A nagyszabású folyami hajózást javító fejlesztéseknél a bukógátakat és a zsilipeket gyakran együtt alkalmazzák. A bukógát megnöveli egy sekély szakasz vízmélységét, a szükséges zsilipet pedig vagy közvetlenül a gát miatt kialakuló vízszintréshez építik, vagy a mesterségesen épített áttörés alsó végéhez, amely megkerüli a gátat és a sekély szakaszt is.

A hajózható folyók legalacsonyabban fekvő zsilipje lezárja a folyót az árapály miatt ingadozó vízszinttel szemben. Előfordul, hogy egy folyót teljes egészében mentesítenek az árapály jelensége alól azáltal, hogy egy tengeri zsilipet építenek közvetlenül annak torkolatánál. Az ennél fejlettebb folyami hajózásban még több zsilipre van szükség: Ahol egy hosszabb folyókanyarulatot vágnak át, a felső végen szükséges egy árvízi zsilip. Minél hosszabb az áttörés, annál nagyobb a vízszintkülönbség a felső és az alsó folyás között, így további zsilipekre van szükség. Ennél a pontnál az áttörés már hajózócsatorna. Zsilip építésére van szükség a nagyobb, kis-esésű vízerőművek esetében is.

Hajózócsatornák Az első teljesen mesterséges csatornák meglehetősen sík terepen haladtak; a kisebb dombokat, vagy mélyebben fekvő területeket inkább csak egyszerűen megkerülték. Ahogy a mérnökök egyre ambiciózusabbakká váltak a vidék átalakítását illetően; a zsilipek elengedhetetlenné váltak ahhoz, hogy létrehozhassák a szükséges vízszint változást, és ezzel elkerüljék – a mind az építési költségek, mind az utazási idő szempontjából – gazdaságtalan kerülőutak építését. Még később, az építési technikák javulásával a mérnökök egyre inkább hajlandóak voltak közvetlenül átvágni az akadályokon, például hosszú alagutak, akvaduktok építésével, vagy egyre több technikai eszközt építeni, például hajóliftet vagy ferde síkú csatornát. Mindazonáltal továbbra is épültek zsilipek, kiegészítendő ezeket a megoldásokat; és lényeges részét képezik még a legmodernebb hajózható vízi utaknak is. center|thumb|800px|Zsilipek a Panama-csatornán építés közben, 1913.

Működése és felépítése

+ A zsilip működésének alapjaiFelfelé hajózáskor:Lefelé hajózáskor:1–2.A hajó belép a zsilipbe.8–9.A hajó belép a zsilipbe.3.Az alsó támkapu bezárul.10.Az felső támkapu bezárul.4–5.A zsilipet vízzel töltik fel a felső szintig.11–12.A zsilipkamra vizét az alsó szintig engedik le.6.A felső támkapu kinyílik.13.Az alsó támkapu kinyílik.7.A hajó kilép a zsilipből.14.A hajó kilép a zsilipből.

Minden zsilip három fő részből áll: Egy vízzáró kamra (zsilipkamra), amely összeköti a felső és alsó csatornákat; illetve elég nagy ahhoz, hogy magába zárjon egy vagy több hajót. A kamra pozíciója rögzített, de a vízszintje változtatható. Támkapu (gyakran egy pár fél-kapu) a zsilipkamra mindkét végén. Amikor a kapu nyitott, elég széles, hogy a hajó(k) beúszhassanak, vagy elhagyják a zsilipkamrát; amikor zárva van, a támkapu vízzáró. Valamilyen zsilipmű, amellyel a kamra vízszintjét változtatni lehet. Ez általában két egyszerű tolózár (hagyományosan egy lapos panel, amelyet manuálisan lehet felemelni egy fogasléc segítségével).

A zsilip működésének alapelve a következő (lefelé haladás esetén): A zsilip vízzel telt, a bejárati kapuk nyitva vannak; a hajó beúszik. A támkapuk bezáródnak. Az alsó kapu tolózárja kinyílik, ez elvezeti a vizet a kamrából, így a vízszint a hajóval együtt lecsökken. A kijárati kapuk kinyílnak, és a hajó kiúszik.

Ha a zsilip üres volt, a hajóknak általában kb. 5-10 percet kell várni, míg a zsilip megtelik. Ha a hajó felfelé halad, a folyamat fordított. Az egész művelet általában 10-20 percet vesz igénybe, a zsilip méretétől, illetve attól függően, hogy a víz a zsilipben a hajó szintjén áll-e éppen. A zsiliphez közeledő hajósok általában szívesen üdvözlik a szembejövő hajót, mert az az ő szintjükön lépett ki a zsilipből – megtakarítva ezzel 5-10 percet. Ez azonban nem igaz a lépcsős zsilipek esetén, ahol gyorsabb a hajók számára, ha konvojban haladnak át.

Részletek és terminológia Emelési magasság Az emelési magasság (angolul: rise) a zsilipkamrabeli vízszintek különbsége. A két legmélyebb zsilip Angliában a Bath deep zsilip a Kennet–Avon-csatornán, illetve a Tuel Lane zsilip a Rochdale–csatornán. Mindkét zsilip emelési magassága méter (közel 20 ft). Mindkét zsilip két külön zsilip összevonásából áll, amelyeket azok helyreállításakor kombináltak, hogy elhelyezzék a közúti változásokat. A két legmélyebb "eredeti" zsilip az Etruria Top zsilip a Trent–Mersey-csatornán, és a Somerton Deep zsilip az Oxford–csatornán: a zsilipek emelési magassága méter (14 ft). Forrásonként változik, hogy melyik a legmélyebb; de minden esetben megemlítik, hogy az évek alatt Etruria-t kimélyítették. A tipikus emelési magasság (Angliában) ‑ méter (7‑12 ft), habár ennél sekélyebbel is találkozni lehet. Összehasonlításképpen, a két Ardnacrusha zsilip (az ír Limerick közelében, a Shannon folyón) emelési magassága 30 méter (100 ft). A felső kamra emelési magassága 18 méter, és alagúttal van összekötve az alsó kamrával; amely nem látható egészen addig, amíg a kamra majdnem teljesen ki nem ürül. Ez a második legmagasabb emelési magasságú zsilip Európában.

Összekötő csatorna Az összekötő csatorna (angolul: pound vagy reach) azt a vízfelületet jelenti, amely két zsilip között helyezkedik el.

Zsilipkamra A zsilipkamra a zsilip fő jellemzője. Ez egy vízzáró (kő, tégla, acél vagy beton) burkolat, amely kapuk segítségével mindkét végén elzárható az összekötő csatornáktól. A kamra általában megegyezik (plusz egy kevés többlet hely a manőverezés számára) a legnagyobb vízi jármű méretével, amit az adott csatornára/folyóra szántak; esetleg nagyobb annál, hogy több jármű egyidejűleg is használhassa a zsilipet. A kamra "megtelt", ha a benne lévő víz elérte a felső, és "üres" ha elérte az alsó összekötő csatorna vízszintjét. Ha a zsilip üzemen kívül van, például karbantartási munkák esetén, általában a kevésbé megtévesztő "víztelenített" vagy "kiszárított" kifejezés használatos.

Párkány

A párkány (angolul: cill) egy keskeny, vízszintes, kiálló párkány amely a felső kapu alatt található, és kis mértékben belóg a kamrába. A legnagyobb veszély a zsilipelés közben, ha leengedéskor a hajó fara fennakad a párkányon. Éppen ezért a párkány szélét általában fehér vonal jelzi a zsilipkamra falán. A párkány széle általában ívelt, a közepén keskenyebb, mint a szélén. Egyes zsilipeknél kb. 23 cm (9 in) vastag tölgyfa deszka van a párkányon, amely megvédi annak szilárd részeit. Ezt a fát úgyis nevezik, hogy "párkány-lökhárító".

Kapu A kapuk vízzáró ajtók, amelyek lezárják a zsilipkamrát a felső és alsó összekötő csatornától. A kamra minden vége fel van szerelve egy tölgyből vagy szilből (napjainkban esetleg acélból) készült kapuval, vagy két fél-kapuval. A leggyakoribb elrendezés, az úgynevezett támkapu; az olasz Philippe Marie Visconti 1440-ből származó találmánya. Amikor be vannak zárva, a kapuszárnyak tompaszögben találkoznak, ezzel egy folyásiránnyal szembe mutató éket formázva. Ennek az elrendezésnek az előnye, hogy már igen kicsi vízszintkülönbség is (engedve a vízfal nyomásának) összepréseli a kapuszárnyakat. Ez megakadályozza a szivárgást, és a kapuk kinyitását, amíg a vízszint ki nem egyenlítődik a kapu két oldalán. Ha a zsilipkamra "üres", a felső kapu biztonságosan zár; ha a kamra "megtelt", az alsó kapu zár biztonságosan (tehát normál működés esetén a zsilipkamra nem lehet mindkét végén egyszerre nyitott). Az alsó kapu magasabb, mint a felső; mert bár annak elegendő a felső csatornát lezárnia, az alsónak le kell tudni zárnia a megtelt zsilipkamrát is. Tehát lényegében a kapuk felső szélének azonos magasságban kell lennie; ez úgy érhető el, hogy az alsó kapu a felső kapunál az emelési magassággal alacsonyabban kezdődik.

Ellensúly gerenda Az ellensúly gerenda (angolul: balance beam) a hosszú, szárazföld felé mutató, kiálló kar a kapu tetején. Amellett, hogy a gerenda lehetővé teszi a nehéz kapuszárnyak kinyitásához és becsukásához szükséges nagy nyomaték létrehozását kis erő hatására; kiegyensúlyozza a (nem-lebegő) kapuszárnyat, amely így szabadabban forog a kapupántokon.

Tolózár A tolózár segítségével lehetséges a zsilipkamra vízszintjének szabályozása. A tolózár maga egy elcsúsztatható fa (manapság inkább műanyag) panel, amit ha felemelnek (felcsúsztatnak) lehetővé teszi, hogy a víz beáramoljon a zsilipkamrába, vagy elhagyja azt. A kapu-tolózár egyszerűen csak elfed egy nagyméretű lyukat a kapu alsó részén; ennél kifinomultabb megoldás a talaj-tolózár, amely egy földalatti átereszt zár le. Maximálisan nyolc tolózár képzelhető el (két kapu-tolózár és két talaj-tolózár; a zsilipkamra mindkét végén) egy zsilipnél, ám általában ennél kevesebb van. Az 1970-es évektől kezdve British Waterways politikája nem engedi a kapu-tolózárak helyreállítását a felső kapukon azok felújításakor, ha létezik két talaj-tolózár. Ennek a biztonság az oka, ugyanis ha a zárat figyelmetlenül kezelik, az emelkedő hajót elöntheti a kamrába áramló víz. Ugyanakkor a szabályt kritikák is érték, mert a kapu-tolózárak nélkül a zsilipek lassabban működnek, és így egyes helyeken torlódást okoznak. Az 1990-es évek óta az a preferált megoldás, hogy megtartják vagy újratelepítik a kapu-tolózárakat, és terelőlemezeket illesztenek a nyílásra, hogy így minimálisra csökkentsék az elöntés kockázatát.

Emelőszerkezet

Zsilip

Źródło i licencja