近日，湖北宜昌三峡坝区北侧，青山葱茏间机器轰鸣，“十五五”时期首个国家重大标志性工程——三峡水运新通道工程正式破土动工。
这项超级工程，将新建双线五级船闸，并对葛洲坝航运扩能，建成后三峡枢纽年通过能力将从1.73亿吨跃升至3.36亿吨，展现了我国当代通航建筑的科研与建造实力。
我国船舶越坝通航技术，历经两千余年持续演进，技术雏形可追溯至秦代灵渠陡门。
灵渠陡门：现代船闸的经验源头
陡门，又称斗门，是用于帮助船只克服河道中的水位落差、辅助通航的水利设施，也是最古老的船闸雏形。
两千多年前，秦始皇命人开凿一条人工运河——灵渠，将长江水系的湘江与珠江水系的漓江连通，打通了南北水运命脉。灵渠还孕育出被誉为古代“水上楼梯”的陡门——这是世界公认最早的船闸雏形，比巴拿马运河船闸早了约两千年。
灵渠穿行于丘陵地带，河道天然落差大，枯水时水浅滩多，船只寸步难行。古人想出了绝妙办法：在河道狭窄处设置一道可启闭的木门，用竹木材料临时封堵，堵水蓄高上游水位。待船只驶入河道，再开启闸门放水通船，一升一降间，行船难题迎刃而解。
灵渠陡门本质上是“单门船闸”，是现代单级船闸的雏形。两者核心原理都是利用“水涨船高，水落船低”的水位调节规律。但也有所区别：现代单级船闸有上下游两道闸门，形成独立的密闭闸室，船舶过闸时闸室与上下游依次连通；而灵渠陡门只有一道主闸门，依靠上下游自然河道作为临时闸室，通过“塞陡”工艺临时筑坝形成水位差。
历代演进：从摸索经验到制度成型
灵渠建成之初，并未设置系统的陡门，仅靠铧嘴和天平坝调节水量，枯水期通航能力有限。唐代首次在灵渠上创建陡门，通过分段蓄水解决水位落差问题。至北宋嘉祐三年（1058年），陡门增建至36座，船只逐级过闸如登梯。
以陡门为基础，随着运河航运需求的增长，古人不断迭代通航技术，逐步形成了更完善的船闸体系。
唐开元年间的水利法典《水部式》中，已明确记载了“河道连设双闸”的规制，这是正史中最早的复式船闸记载。
至宋代，浙江海宁的长安闸发展为三级闸室相连的复式船闸，标志着中国古代船闸技术走向成熟。
更具前瞻性的是，宋代人已经意识到运河水资源的珍贵，首创了“闸澳制”——在船闸旁边挖水澳蓄水，船闸放水时把水存到澳里，涨水时再把水放回闸室，循环利用水量，能把耗水量降到原来的四分之一。
古人惜水，全凭闸官日积月累的实操经验，依靠肉眼观察水位、人工调度存水，没有数据测算、流体仿真作为支撑，节水效率和稳定性都存在很大局限。
船闸和升船机：现代内河航运的核心支撑
如今，船闸和升船机共同构成了现代内河航运的核心支撑。与古代主要依赖经验不同，现代通航工程从规划、设计到建造、运行，都建立在船闸水力学、岩土力学、流体力学等完整的现代学科体系之上。
船闸是应用最广泛的通航建筑，其基本原理与古代陡门一脉相承，被形象地称为“大船爬楼梯”。它通过闸室水位的升降，使船舶克服河道的水位落差。
根据闸室级数，可分为单级船闸和多级船闸。单级船闸适用于水头较小时，一次充泄水即可完成船舶过闸；多级船闸则将总落差分成若干级，船舶逐级通过，适用于落差大的河段。三峡双线五级船闸就是典型的多级船闸，它将113米的总落差分成五级（每级约22-23米），让船只“爬楼梯”上行或“下楼梯”下行，船舶过坝需约3小时。
升船机被形象地称为“小船坐电梯”。它利用机械装置将载有船舶的承船厢整体提升或下降，直接跨越水位落差。与船闸相比，升船机过坝速度快、耗水量极少，但受承船厢尺寸和重量限制，通常只用于通航中小型船舶。三峡升船机是目前世界上规模最大、技术最复杂的升船机，最大提升高度113米，可承载3000吨级船舶，过坝仅需约40分钟。
水声千载，初心不改。两千多年来，中国人与水相伴相生，创造了一个又一个船舶通航奇迹。
（作者系南京水利科学研究院当涂基地管理办公室副主任、高级工程师）
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延伸阅读
看陡夫如何“塞陡”
古代陡门畅行无阻，离不开一群运河通航的“守护者”陡夫。他们世代傍渠而居，日夜值守在闸边，每当船只临近，陡夫便迅速施展“塞陡”绝活——
先将碗口粗的陡杠下端精准插入水底凿好的石孔，上端斜嵌进墩台的凹槽，再依次架好底杠、面杠，搭成稳固的木架，随后搁杩杈、铺水拼、覆陡簟（diàn），层层叠叠封堵。待水位与上游齐平，便挥斧轻敲陡杠，水势奔涌而出，船只顺流而下；若要逆流而上，便一级一级蓄水上行，如同踏梯登高。