气动盾形闸门系统在南明河水景观工程中的应用
科技成果——气动起伏钢盾溢流闸门系统
科技成果——气动起伏钢盾溢流闸门系统技术开发单位OHI（美国）主要应用领域用于防洪、防潮、灌溉、发电、景观及航运等成果简介气动钢盾起伏溢水道闸门系统是由一排闸板组成，其下面是由可充气气袋支撑，调节气袋的压力控制闸门，可使其处于全起、全倒之间的任意位置，以便维持上游池面的水位，并且能够准确将上游水位维持在预设的标准上。
系统主要是通过由环氧树脂或无收缩水泥填浆的锚锭螺栓固定于基础结构上，所有气袋则覆以底枢盖板再以夹铸具通过锚锭螺栓锁固而形成强固持久且富弹性的闸门系统，多组连接亦可做坝使用。
本闸门为起伏式溢流系统，其用途多功能化，具备挡水、拦水、蓄水及调节水流量等功能。
技术特点1、系统能配合各形状的溢水道，无需耗资改变既有溢水道的形状。
加劲闸板凸悬于其下的加强气袋，并保护气袋免于浮冰、浮木及碎屑砾石的破坏。
2、系统具有高度的可控性，在全起立和全倒伏之间可任意设定位置，控制盘可准确的设定上游池面水位并适当地全幅排水以维持上游池面水位。
3、本闸门无需使用高精密部件及轴承，因而安装简易且服务年限长，使用年限可达20-30年。
可以实现远程自动化控制。
4、系统的启动采用清洁、干燥的压缩空气，不使用液压油或其它可能造成污染的污染物，极具环保特性。
5、系统采用模组设计，操作安全。
大型闸门系统可以通过止回阀将每一个气袋隔离开，即使有一个气袋毁损也不会影响其余气袋的正常工作，从而避免整个闸门系统出现故障6、闸门安全升起时面板与水平面夹角介于60度至70度之间，闸门系统可在-30℃到55℃的范围工作。
7、系统对于人为破坏以及自然毁损极具抵抗力，闸门下方的钢板可以在任意位态下有效地保护气袋，避免上游迎面而来的浮冰、浮木及碎屑砾石的破坏。
并且橡胶气袋采用多层聚脂纤维织物加强，对于子弹以及人为破坏也具有抵抗力。
8、系统的模组设计、安装程序以及维护保养均非常简化，个别模组闸板及气袋的设计安装吊重最小化，大大节省了系统安装的时间、人力以及经费等。
气动盾形闸门系统结构分析计算
1571 1528 1491
0.330 0.327 0.324
0.317 0.314 0.313
主锚栓反力 /kN
27950 27720 27550
表2不同气囊半径时气囊内压力、表面张力和主锚栓反力计算结果
半
长
气囊顶端半径/mm
气囊 /N・ mm—2
气囊表
/N・ mm—2
锚栓 /kN
/m
/m
气囊
气囊
方向的分力Fh%和Fhy。以&链A点为转动中心
分别 水压力和门叶自重对A点的力矩Ma和
Mg。
图见图1。
图1计算模型
水压力作用在门 板 下大上小梯形分
布！为 气囊 变形协调！气囊形状设置为
与水 分布类似的等腰梯形！见图2。
气囊表 为
等的 续曲 !
圆弧端气囊进行分
！
气囊半
径为Rb。因气囊
的 (2
5%)! 气囊
・30・
第3期
黄臣勇，等.气动盾形闸门系统结构分析计算
等都将影响气囊表
的连续性和：接
(夹具、气囊、&链之间的
将影响
的 ！气囊为柔 线
，如果将这些
都 进去！气动盾形闸门结构及 件计
Mo故
对
模型
下 ■假
:(1)门叶表面曲
一致！且表面光滑'门
与气囊之
不
！能自由滑动。
(2)夹具、气囊、&链之间不 囊充气 气囊截面长度不 变化。
Key words: pneumatic shield gate; portal leaf structure; air bag; force analysis
・33・
南明河闸门安装施工方案(DOC)
闸门安装施工方案目录第一章工程概况及主要工程量---------------------------------------------------2 第二章施工工期计划及工期保证措施----------------------------------------2 第三章施工场地布置----------------------------------------------------------------------4 第四章安装前的准备和一般规定---------------------------------------------------5 第五章闸门安装方案-----------------------------------------------------------------5 第六章闸门吊装方案------------------------------------------------------------ 9 第七章组织机构、劳动力及主要施工设备---------------------------------10第八章质量保证体系------------------------------------------------------------ 12 第九章安全生产措施------------------------------------------------------------17 第十章验收资料--------------------------------------------------21 第十一章闸门拼装备选方案---------------------------------------------------21 附件一：闸门安装计划表---------------------------------- 22第一章工程概况及主要工程量一、工程概况南明河景观气动盾形闸门工程位于贵阳市南明河下游云岩区与乌当区交界处7公里区域。
气动盾形闸门系统力学模型的建立与分析
点 、（ ） １ 点 做 连 线 ，取 ＡＯ１ Ｃ段 做 受 力 分 析 如 图 ５
假定 １ ：气 袋 的 重 量 不 予 考 虑 ； 假定 ２ ：气袋为绝对柔 性体 。 根 据 已知 气 袋 的 规 格 ， 做 气 袋 对 闸 门 的 支 撑
所示 ， 同理 ， 可证 明 Ｆ ａ ＝ Ｆ ｃ ， 两条线段 Ａ Ｏ １ ＝ Ｃ Ｏ１ ，
图。 由图 ２可知 ， 气袋 的断截面将形成 三段 曲线 ， 分别 是 曲线 Ｏ Ｂ、曲线 Ａ Ｂ以及 曲线 Ｏ Ａ。 根据 假 定 １ ，气袋在充气 压力作用下 ，接触 闸门的部分 就会 紧贴 闸门内弧 面 ， 形成连续 的一 段 曲线 Ｏ Ｂ，
阐述 了气动 盾 形 闸门系 统 力学 模 型的 建立 过程 ，并就 力 学模 型 的关 键 问题进 行 了推 导 论证 。 【 关键 词 】 水 利工 程 气 动 盾形 闸门 力 学模 型 受 力 分析 【 Ｄ Ｏ Ｉ编码 】 １ ０ ． ３ ９ ６ ９ ／ ｊ ． ｉ ｓ ｓ ｎ ． １ ６ ７ ２ — ２ ４ ６ ９ ． ２ ０ １ ３ ． １ １ ． ０ １ ６
海 口防 潮 、 引水 灌 溉 、防 洪 排 涝 、城 市 景 观 等 工 程。 其工作原理是 ： 挡 水 门体 是 一 排 弧 形 钢 闸 门 ， 气 袋 支 撑 在 弧 形 钢 闸 门的 内弧 面 ， 通 过 气 袋 的充 气 与 排 气 ，使 钢 闸 门升 起 与 倒 伏 ，以 维 持 设 定 的 挡 水 高 度 ，并 可 在 设 计 水 位 内 实 现任 意 水 位 高 度 的 调 节 。当 弧 形 钢 闸 门全 部 倒 卧 在 河 底 时 ，可 高
闸 门的 形 状 ” ， 这 关 系 到 整 个 力 学模 型 建 立 的 正 确 与 否 。先 提 出两 个 假 定 ：
气盾坝在城市景观水系建设中的应用
气盾坝在城市景观水系建设中的应用
张纪智
【期刊名称】《广西水利水电》
【年(卷),期】2022()3
【摘要】城市河道往往兼具行洪及城市景观水系的双重功能,汛期需排泄上游洪水,枯水期水位较低时水域面积过小河滩裸露,可修建拦河壅水坝打造河道水景观。
为
同时满足以上两方面功能,需采用活动调节式壅水建筑物。
本文根据钦江一壅水景
观工程的任务要求,结合壅水建筑物技术特点,进行了多种建筑物型式比选。
从地形
地质条件、坝型适应性、建筑物布置、耐久性及运行维护、水景观效果、施工条件、工程投资等多角度进行分析,最终选用气盾坝方案作为该壅水景观坝推荐坝型。
【总页数】4页(P57-60)
【作者】张纪智
【作者单位】广西水利电力勘测设计研究院有限责任公司
【正文语种】中文
【中图分类】TV644
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气动盾形闸门系统应用简介
气动盾形闸门系统应用简介随着城市生态发展的需要，各类景观坝广泛应用于城市河道景观工程中。
气动盾形闸门系统是综合了传统水工弧形钢闸门及橡胶坝的一些优点研制的一种新型闸门，作为在传统景观坝的基础上改良升级的新型景观坝形式，因其具有外形更加美观、结构更为新颖、功能更为全面、运行更加安全可靠、操作及维护管理更加方便、使用更加节能环保等多方面的优势脱颖而出，已较为广泛的运用在工程实例中。
在城市景观水利工程中发挥出越来越重要的作用，有效的维护生态环境，满足水利工程生态化、景观化的要求，提升了城市景观水利工程的效益发挥。
今后将会运用到更多的水利及景观工程中，营造出更多、更好的城市生态水景观，打造出更加美好的城市水环境。
标签：景观坝；气动盾形闸门系统；新型1、概述随着城市生态发展的需要，各类景观坝广泛应用于城市河道景观工程中，但传统的景观坝因其存在的不足和缺点，适用范围已受到较大程度的限制，已较难满足城市河道景观工程的新需求。
近年来由于某些城市河道对景观、泄洪、通航等的特殊要求，活动坝部分挡水高度需达到8m及以上高度，传统的景观坝已无法满足此等规模的需求。
针对城市河道景观、泄洪及通航等的综合要求，以及传统景观坝存在的一些問题，气动盾形闸门系统作为外形更加美观、结构更为新颖、功能更为齐全、运行更加安全可靠、操作及维护管理更加方便、使用更加节能环保等的新型景观坝逐渐被广泛的运用到工程实例中。
2、气动盾形闸门系统简介气动盾形闸门系统是综合了传统水工弧形钢闸门及橡胶坝的一些优点研制的一种新型闸门。
主要特点是组合式结构，可适用于不同跨度的水利、景观、防洪等工程，不需设置中间闸墩或支撑墩结构。
尤其在大跨度、低水头，设计新颖、布置紧凑的闸坝工程中占有较大优势。
不但能满足常规的功能要求，还能够与周围环境相协调，充分满足现代化水利、景观工程生态化、景观化的要求。
既可用于河道、水库，又可用于海堤、人工景观、引水灌溉、防旱排涝和已有大坝的加高、加宽等工程。
“贵阳市南明河红岩桥～叶家庄河段河道综合治理工程”中气动盾形
“贵阳市南明河红岩桥～叶家庄河段河道综合治理工程”中气动盾形闸门系统设计应用简介“贵阳市南明河红岩桥～叶家庄河段河道综合治理工程”共设置有4级景观坝联合调度运行，经过方案比选，活动坝部分均采用气动盾形闸门系统。
每级气动闸门规格尺寸均为60m×8m（宽×高），最大设计水头为8.205m，本工程规模为世界之最，项目业主已申报获得吉尼斯世界纪录，运行情况良好。
通过建设4座景观坝，提高南明河局部水位，形成长约7km，宽约50m-100m的河道水域。
工程建设实施完成后，该河段及其两岸生态及人居环境得到高质量的提升，形成了“贵阳市7公里外滩商业经济区” 的沿河美景，周边土地利用价值大大提升，两岸小区房价飙升，带动了周边经济快速发展，以其独特的水域风景成为贵阳的城市新名片。
标签：贵阳市南明河综合治理工程；景观坝；气动盾形闸门系统1、工程概况贵阳市地处黔中山原丘陵中部，长江与珠江分水岭地带附近。
总地势西南高、东北低，苗岭横延市境，岗阜起伏，剥蚀丘陵与盆地、谷地、洼地相间。
贵阳南明河干流主河道河长219km，横穿贵阳市中心区，为满足将水口寺下游建设成为集水景、商业为一体的景观长廊，对该段河段进行综合治理。
南明河综合治理工程位于南明河下游，起于红岩桥、经打鱼寨、小车、高寨、止于叶家庄，总长7.15km。
河道左岸：沿河岸已建成水东路、截污沟及沿岸绿化，分布有中天世纪新城、保利温泉、中天未来方舟（在建）等小区，右岸沿河岸主要为耕地和经济林山坡上村寨较多，人类活动频繁。
本工程建设的主要内容有：右岸截污沟建设，右岸防洪堤，景观坝建设。
景观坝共设置有4级，均采用气动盾形闸门系统，闸门高度均为8m，上游设置钢筋混凝土保护层，长度约25m左右，下游设置钢筋混凝土消力池、干砌石、及抛石等防冲措施，总长约60m。
综合治理工程完成后，该段南明河水位将抬升2m～9m。
4级景观坝按《水利水电工程等级划分及洪水标准》（SL252-2000）表2.1.3确定其等级，据设计洪水成果，200年一遇设计洪水时，河道洪峰流量为925m3/s，景观坝工程等别可定为III等，主要建筑物级别为3级。
气盾坝在玉龙湖气盾景观坝中的应用
气盾坝在玉龙湖气盾景观坝中的应用气盾坝作为一种新型挡水结构，其在具体应用过程中不仅具有钢闸门的优势，同时也具有橡胶坝的优点。
目前已经被广泛应用在景观坝工程中，并且从实际应用情况来看取得了不错的应用效果，但是还存在一定问题，因此要加强对该方面问题的分析与研究。
标签：气盾坝；景观工程；应用分析通过多年工程的建设实例可以发现，不同的坝体在建设过程中存在的各自的优点与缺点。
例如，水泥翻板闸经过长时间的应用，将会导致漂浮物卡挂造和泥沙堆积导致闸门无法关严，启动与关闭将变得更加困难；钢板闸的建设成本较高；橡胶板的安全性较低，并且寿命较短，这些缺点将会导致气盾景观坝的施工面临较大困难，因此需要一种综合各种优点的坝体，解决原坝体的各种缺点。
1、工程概况德江县湿地公园玉龙湖气盾景观坝工程总投资0.45亿元在城南新区新建的人工湖，该工程项目是我县2013年实施的重点项目工程之一。
由景观坝、堤防、音乐喷泉、控制中心等组成，县水务局组织实施。
该工程自2013年3月1日开工建设，12月31日正式完成，建设工期6个月，现已建成河道防洪堤1.49千米，景观坝7座（其中：重力滚水坝5座、新型气盾景观坝1座、迷宫坝1座、新型气盾坝闸门中心控制系统）、管理房（音乐喷泉正在比选方案），通过防洪堤和景观坝的建设，对城南新区玉溪河河道治理约2千米，形成人工湖面积约19.8万平方米（主湖区从虹桥下2#坝至4#坝之间约8.7万平方米）。
2、气盾坝的技术优势2.1 成本低、工期短气盾坝的建设成本要比混凝土坝、钢坝闸更低，并且在具体建设过程中，不需要建设大量的工作桥、中墩、支墩等结构，设计简单，同时在安装现场并不需要大量的作业人员，以及大型的吊装机具。
安装周期短，可以有效缩短河道作业工期，在施工中避开降雨危害。
2.2 运行安全性高气盾坝本身是一种刚柔相济的结构，对其进行应用可以使不确定的水环境得到缓解。
同时，气盾坝不需要水橡胶坝强排、钢坝闸液压系统等，因此，在具体应用过程中不会因为断电原因导致塌落不充分或者坝体塌落不下的危险情况。
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心区 。南 明河为 山区雨源型河流 ， 洪 水多 由暴雨形 成。 洪水具有 陡涨 陡落 、 峰量集 中、 涨峰历时短等特点 。南 明河每年 ５月进 入汛 期 ， １ ０月 汛期 基本 结束 ， 最大 洪 水 主要发生在 ５— ７月 ， 多年平均流量为 １ ３ ． ４ ｍ ／ ｓ ， ２ ０ ０ 年一遇设计洪水 时 ， 河道 洪峰流 量 为 ９ ２ ５ ｍ ／ ｓ 。工 程 区为典型 的侵蚀一堆积槽谷 （ 河谷） 类型， 河流流 向总 和性 ， 维护人与 自然关 系的和谐 ， 提高城市人居环境质
ｐ ｒ ｉ ｎ ｃ ｉ ｐ ｌ ｅ ｓ ，ｃ ｏ ｍｐ ｏ ｓ ｉ ｔ ｉ ｏ ｎ，ｎ ｏ ｖ ｅ ｌ ａ ｐ ｐ ｅ ａ ｒ ａ ｎ ｃ ｅ ａ ｎ ｄ ｏ ｔ ｈ ｅ ｒ ｃ ｈ ａ ｒ ａ ｃ ｔ ｅ ｒ ｉ ｓ ｔ ｉ ｃ ｓ ｏ ｆ ｐ ｎ ｅ ｕ ｍａ ｔ ｉ ｃ ｓ ｈ ｉ ｅ ｌ ｄ — ｓ ｈ ａ ｐ ｅ ｄ ｇ ａ ｔ ｅ ｓ ｙ ｓ ｔ ｅ ｍ ｉ ｎ ｔ ｈ ｅ ｐ ａ ｐ ｅ ｒ ．Ｉ ｔ
随着经济社会不断发展和人 民生活水平 的 日益提 高， 城市河流 的综合整治不仅要满足城市 防洪的需要 ，
同 时 也 要 为 城 市 居 民 提 供 良好 的水 环 境 和 水 景 观 、 打
河流管理 的一项任务 。本文结合在贵 阳市南 明河上建 设打造水景观——气动 盾形 闸 门系统实 际工程 ， 谈 谈
ａ ｄ ｖ ａ ｎ ｔ ａ ｇ ｅ ｓ ，ｓ ｉ ｇ ｎ ｉ ｉ ｆ ｃ ａ ｎ ｔ ｓ ｏ ｃ ｉ ａ ｌ ａ ｎ ｄ ｅ ｃ ｏ ｎ ｏ ｍｉ ｃ ｂ ｅ ｎ ｅ ｉｔ ｆ ｓ ａ ｓ ｗ ｅ ｌ ｌ ａ ｓ ｅ ｃ ｏ ｌ ｏ ｇ ｉ ｃ ａ ｌ ｂ ｅ ｎ ｅ ｉ ｆ ｔ ｓ ．
气 动 盾 形 闸门 系统在 南 明河 水 景观 工程 中的应用
陈 东 清
（ 水利 部建 设管 理 与质量 安全 中心 ， 北 京 １ ０ ０ ０ ３ ８ ）
【 摘 要】 本 文结合 贵阳市南明河建设 工程的水景观 实际， 介绍 了气动盾形 闸 门系统 的原理、 组 成和新颖 美观等 特点 ， 阐明其在 河道 综合 整治兼顾 水景观的应用 中具有 明显优势 ， 有着显著的社会经济效益和生态效益。 【 关键词】 水景观 ； 气动盾形 闸门系统； 生态文 明城市
Ｒｉ ｖ ｅ ｒ Ｗａ ｔ ｅ ｒ Ｌａ ｎ ｄ ｓ ｃ ａ ｐ ｅ Ｐ ｒ ｏ ｊ ｅ ｃ ｔ
Ｃ ＨＥＮ Ｄｏ ｎ ｇ — ｑ ｉ ｎ ｇ
（ Ｃ ｏ ｎ ｓ ｔ ｒ ｕ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ Ｍａ ｎ ａ ｇ ｅ ｍ ｅ ｎ ｔ ａ ｎ ｄ Ｑ ｕ ａ ｌ ｉ ｔ ｙ ａ ｎ ｄ Ｓ ａ ｆ ｅ ｔ ｙ Ｃ ｅ ｎ ｔ ｅ ｒ ｉ ｎ Ｍｉ ｎ ｉ ｓ ｔ ｒ ｙ ｏ ｆ Ｗａ ｔ ｅ ｒ Ｒ ｅ ｓ ｏ ｕ ｒ ｃ ｅ ｓ ， Ｂ ｅ ｉ ｊ ｉ ｎ ｇ １ ０ ０ ０ ３ ８ ，Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ ）
观与环境整 治效果 ， 使南 明河 真正成 为生态怡人 、 环境
南 明河是长 江流域乌 江水 系清水河 的源 头河 流 ， 发 源于贵州 省贵 阳市花溪 区凯坝石庄 老线坡 ， 河源 高
程 １ ５ ７ ３ ． ０ ｍ， 控制流域面积 ６ ６ １ ｌ ｋ ｍ 。 。南 明河 干 流 主河
优美 、 人水 和谐 的景 观河 ， 成 为集生 态居住 、 休 闲度假 和旅 游商务于一体 的旅游 景点。
中图分 类号 ： Ｔ Ｖ ５ ４
文献标 志码 ： Ｂ
文章 编 号 ： １ ０ ０ ５ ４７ ７ ４ （ ２ ０ １ ３ ） １ ２ － ０ ０ ５ ９ － ０ ３
Ａｐ ｐ ｌ ｉ ｃ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｏ ｆ Ｐｎ ｅ ｕ ｍａ ｔ ｉ ｃ Ｓ ｈ ｉ ｅ ｌ ｄ — ｓ ｈ ａ ｐ ｅ ｄ Ｇａ ｔ ｅ Ｓ ｙ ｓ ｔ ｅ ｍ ｉ ｎ Ｎａ ｎ ｍｉ ｎ ｇ
ｉ ｓ ｃ ｌ ａ ｒ ｉ ｉｅ ｆ ｄ ｔ ｈ ａ ｔ ｔ ｈ ｅ ａ ｐｐ ｌ ｉ ｃ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｏ ｆ ｔ ｈｅ ｓ ｙ ｓ ｔ ｅ ｍ ｉ ｎ ｒ ｉ ｖ ｅ ｒ ｃ ｏ ｍｐ ｒ ｅ ｈ ｅ ｎ ｓ ｉ ｖ ｅ ｇ ｏ ｖ ｅ ｒ ｎａ ｎｃ ｅ ａ ｎｄ ｗａ ｔ ｅ ｒ ｌ ａ ｎ ｄ ｓ ｃ ａ ｐｅ ｈ ａ ｓ ｐｒ ｏ ｍｉ ｎ ｅ ｎ ｔ
因此 ， 将 城市河流保 留一 定 的景 观水 位成 为 当前
道 河长 ２ １ ９ ｋ ｍ， 全 流域集 水面积 ２ １ １ ３ ｋ ｍ ， 南 明河上 游 已相继建成 了花溪 、 阿哈 、 松柏 山 ３座 中型水 库 ， 以及
．
５ ９．
口 水利建设与管理 ２ ０ １ ３ 年・ 第１ ２ 期
Ａ ｂ ｓ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ ： Ａ ｃ ｔ ｕ ａ ｌ ｓ ｉ ｔ ｕ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｏ ｆ ｗ ａ ｔ ｅ ｒ ｌ ａ ｎ ｄ ｓ ｃ ａ ｐ ｅ ｉ ｎ Ｇ ｕ ｉ ｙ ａ ｎ ｇ Ｎ ａ ｎ ｍ ｉ ｎ ｇ Ｒ ｉ ｖ ｅ ｒ Ｃ ｏ ｎ ｓ ｔ ｒ ｕ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ Ｐ ｒ ｏ ｊ ｅ ｃ ｔ ｉ ｓ ｃ ｏ ｍｂ ｉ ｎ ｅ ｄ ｆ ｏ ｒ ｉ ｎ ｔ ｒ ｏ ｄ ｕ ｃ ｉ ｎ ｇ
关 于在 中小 河 流 整 治 和 城 市 生 态 水 系 工 程 中建 设 水 景
造和谐优美 的城市居住环境 。南 明河是 贵阳市 的母亲
河， 南 明河综 合整治 工程不但 要符合 贵 阳市城 市总体
观气动盾形 闸门系统 的观点和看法。
１ 概 况
பைடு நூலகம்
规划 、 防洪排涝达 到国家标准 ， 而且要综合 考虑城市景
Ｋｅ ｙ ｗｏ ｒ ｄｓ：ｗａ ｔ ｅ ｒ ｌ ａ ｎ ｄｓ ｃ ａ ｐ ｅ；ｐｎ ｅ ｕｍａ ｔ ｉ ｃ ｓ ｈｉ ｅ ｌ ｄ— ｓ ｈａ ｐｅ ｄ ｇ ａ ｔ ｅ ｓ ｙ ｓ ｔ ｅ ｍ；ｅ ｃ ｏ ｌ ｏｇ ｉ ｃ ａ ｌ ｃ ｉ ｖ ｉ ｌ ｉ ｚ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｃ ｉ ｔ ｙ