閘門
閘門には河川等の運河に設ける閘門と港湾に設ける閘門がある。内地運河と海船運河を問わず運河に付属する水閘を運河閘、河川の堰に設けるものを河閘、潮汐の影響を免れるために設けるものを海閘ということもある。
給排水装置は、上流区から閘室に、あるいは閘室から下流区に水を流すための装置である。
閘門扉に穴が開けられていて、この部分に別の扉をつけて開閉できるようにすることで水を給排水する構造のものは、構造が単純であり古くから利用されてきた。しかし閘室内に流れ込む水が船を動揺させる問題がある。また閘門扉の構造上、一定以上の大きさの穴を開けることができないので、給排水に時間が掛かる。ただし、後述する暗渠を設けることによって構造物の強度問題が発生することを避けるために、新しい大型の閘門において水勢を弱める機構を取り付けて採用される例がある。しかし水流が渦をなすことになるため、閘門扉や閘室の底の強度を確保しなければならない。水勢を弱める機構と組み合わせるときは、引揚扉については上下流両方に採用することがあるが、マイターゲートについては下流側のみに採用するのが普通である。
ストップ・ロック(stop lock、「遮断閘門」)は、2つの異なる互いに競合する運河の交点に建設されて、水が流出してしまうのを防ぐ、とても小さな落差の閘門である。
イギリスの運河網が競争的だった時代には、既に存在する運河会社は新しい隣接運河が接続することを拒否することがよくあった。このためにバーミンガムのウースター・バー (Worcester Bar) では、ほんの1フィートしか離れていないのに競合運河の船へ貨物を積み替えなければならなかった。
既存の運河会社が新しい運河との接続に利点を見出したり、新設の運河会社が設立認可の法案に接続を必須とする条項を押し込むことに成功したりして、運河が接続されることになると、既存の会社は水源を守り、あるいは場合によっては拡張しようと考え始める。通常、交点では新しい側の運河は既存の運河より高い位置になるように指定された。新旧運河の水位差がわずか数インチであっても、ストップ・ロックと呼ばれる閘門が必要とされた。なぜなら、新しい運河から既存運河へ水が流れ出し続けるのを防ぐ必要があるからである。この閘門は新設の会社の管理下に置かれ、当然ながら新設運河側が上流になっている。これにより新しい運河の水源を守るが、しかしながら必然的に船が通航するたびに既存の運河会社に閘門1杯分の水を差し出すことになる。水が過剰な時には当然ながら既存運河に対して水を連続的に流したままにする。
この新しいダイアゴナル・ロック(diagonal lock、「対角閘門」)という閘門の設計は、まだどの水路にも設置されていない。この提案は、運ぼうとする船に合わせられた大きさのコンクリートで造られた長いチューブを傾斜に沿って上流側と下流側を結ぶように建設する。チューブの下流側には強力な防水ドアを備え、上流側にはチューブの奥側の壁から船の長さ分だけ離れた位置に通常の水門を備えている。船の上下はチューブに上流側から水を流し込み、あるいは流しだすことで行われる。船は、ガイド用のチューブの形に合わせられた浮きやポンツーンと一緒に水の表面に浮いており、チューブの表面からの距離を保って浮くようになっている。メインのチューブから配管されているサイド・パウンドが協力して水を節約する仕組みになっている。従来のフライト・ロックや階段形閘門を置き換えることで、かなりの時間節約となることが期待されている。信頼性に疑問のあるケーソン・ロックの設計と比べて、水中に潜るケーソンの中に船を入れて運ばないというところが違っている。
ダイアゴナル・ロック・アドバイザリー・グループ (Diagonal Lock Advisory Group) がイギリスにおいて、新しい水路や従来の運河の修復の両方で、この新しい仕組みを設置できる場所をいくつかイギリスで発見している。ランカスター運河 (Lancaster Canal) のケンダル (Kendal) への修復や、グランド・ユニオン運河のベドフォード (Bedford) とミルトン・キーンズ (Milton Keynes) の間の新しく提案されている支線などで計画が検討されている。
閘室(こうしつ)は閘門の主要部分で、船を収容して閘室内の水位を上下させるようにできている。石や煉瓦、鋼鉄、コンクリートなどで造られた防水構造の囲いで、両端が閘門扉によって運河区から区切られている。
閘室の大きさは、運河の設計で想定された最大の船舶の大きさに少しの動きの余裕を考えたものになっていることが多く、また時には一度に多くの船を通せるようにするためそれより大きく造られていることもある。通航する船に対して閘室有効長は運河用で3 - 10 m程度、河川用で4 - 10 m程度、閘室有効幅は運河用で0.2 - 1.5 m、河川用で0.3 - 1.5 m程度、深さは運河用で0.2 - 1.0 m程度、河川用で0.3 - 1.0 m程度の余裕をみる。また閘門上に橋を通したり、閘門扉を引揚扉にする場合などは、最高水位に対して4 - 4.5 m程度の余裕を持った高さに設置する。
象限門扉 - 単葉門扉の真中に縦軸があり回転する形式の門扉。門扉の真中に軸があって左右両翼が回転して開閉するため開閉する幅は閘幅の半分である。
跳開門扉 - 跳ね橋(跳開橋)のように地平軸のある門扉。
最も一般的に用いられるのはマイターゲート(mitre gate、斜接扉または合掌扉) と呼ばれ、イタリアのPhilippe Marie Viscontiによって1440年に発明されたものである。マイターゲートは垂直方向に回転軸があり、閉じると両側の扉が上流方向に対して山形に角度が付いた状態で合わさり、わずかな水位差でも水圧によって閘門扉がきっちりと閉じられるようになっている。これにより、隙間から水が漏れてくることを防ぎ、また水位差が付いている時に閘門扉が開いてしまうことも防げるようになっている。閘室が上流区と同じ水位になっていないときは上流側の閘門扉は完全に閉じられ、閘室が下流区と同じ水位になっていないときはなっていない時は下流側の閘門扉は完全に閉じられている。つまり通常の運用では、閘室の両側を同時に開けることはできない。
マイターゲートは構造が簡単であるため閘門扉として最も広く用いられてきた形式であるが、閘程が大きくなると水密を完全に実現できないこと、扉室に扉の回転軸の圧力がかかること、常に水中にある可動部が存在して保守に手間が掛かること、土砂が堆積すると開閉が不完全になること、地盤の不等沈下に弱いこと、給排水時間が長くかかることなどの数々の欠点もある。
ストーンチの自然な拡張は、上流側に水門を追加して、船が通過する時にそこだけ空にすれば済むようにすることである。この方式の閘門はパウンド・ロックと呼ばれ、古代の中国や中世のヨーロッパ、間接的な証拠によればローマ帝国でも使われていた可能性がある。言葉の変化について注意すれば、イギリスの運河では、閘門の間の運河の区間のことをパウンドと呼ぶ。
閘門(こうもん、英語: Lock)は、水位の異なる水面をもつ河川や運河、水路に設けられる船を通航させるための施設。異なる水位間に水位が変化しうる一区画を設けて区画内の船を上下できるようにした設備を水閘、水閘を区画するための界壁を閘門という場合もある。