[發(fā)明專利]一種用于淺水域高效削減長周期波的柔性消波裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201711003314.7
• 申請日: 2017-10-24
• 公開（公告）號: CN107558436B
• 公開（公告）日: 2023-04-28
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 吳靜萍;湛鵬;關(guān)超;何博;盤俊;王明玉
• 申請（專利權(quán)）人: 武漢理工大學
• 主分類號: E02B3/06
• 分類號: E02B3/06
• 代理公司: 湖北武漢永嘉專利代理有限公司 42102
• 代理人: 孟慶繁

本發(fā)明公開了一種用于淺水域高效削減長周期波的柔性消波裝置，每個單元模塊包括水面構(gòu)件、水下構(gòu)件、浮體、固定裝置。水面構(gòu)件的四個組合板條分別通過貫穿孔使用螺母、螺栓將水下構(gòu)件的端頭夾住，構(gòu)成消波主體。浮體沿著組合板條的長度方向采用柔性捆扎帶通過螺母、螺栓固定在水面構(gòu)件上。水面構(gòu)件的二個組合板條與固定裝置相連。對于單元模塊之間的連接，在相應(yīng)位置共用一個固定裝置即可。根據(jù)消波的水域區(qū)間大小及其形狀確定單元模塊個數(shù)及整體圍護形狀，最后將這多個單元模塊連接。具有結(jié)構(gòu)簡單輕便、運輸方便、可快速安裝和遷移、可重復利用、成本低等優(yōu)點，可臨時或長期設(shè)置，特別是對淺水域長周期波具有高效阻擋和削減作用。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種浮式消波裝置，特別是涉及一種用于淺水域高效削減長周期波的柔性消波裝置。

背景技術(shù)

防波堤是海岸、港口、碼頭常用的抵御外海波浪侵蝕的防護結(jié)構(gòu)物。常見的有：傳統(tǒng)防波堤、透空式防波堤和浮式防波堤，以及其它特種防波堤。

傳統(tǒng)防波堤在水底建造穩(wěn)固的地基之后，在地基上用大型石塊或大型鋼筋混凝土塊從水底堆砌到水面以上，建成穩(wěn)固的堤壩結(jié)構(gòu)。其工程浩大，且隨著水深的增加成本劇增。當水深很深或水底土質(zhì)松軟時，建造傳統(tǒng)防波堤已不可能。況且其隔斷水流交換，破壞環(huán)境。為了保護環(huán)境、達到水質(zhì)交換的目的而出現(xiàn)了透空式防波堤。透空式防波堤在水面附近的消波主體與水底固定的基礎(chǔ)之間是透空的，水流可以交換。傳統(tǒng)防波堤、透空式防波堤均是固定于水底不動的結(jié)構(gòu)物，不僅受水深和水底地質(zhì)的限制，而且不適合于短期臨時使用。

繼而出現(xiàn)了消波主體浮于水面附近、采用錨固或樁固的浮式防波堤。靈活的固定方式使其適用于深水域，且不受海底地質(zhì)限制。其與上述傳統(tǒng)防波堤、透空式防波堤的主要不同之處在于消波主體可以運動。與傳統(tǒng)防波堤、透空式防波堤相比，浮式防波堤具有結(jié)構(gòu)簡單、建造方便、成本低、可重復利用、受使用環(huán)境限制小和保護環(huán)境等優(yōu)點，特別適合于臨時防護使用。

自20世紀70年代開始，出現(xiàn)了各種各樣的浮式防波堤結(jié)構(gòu)形式。依據(jù)其消波主體的結(jié)構(gòu)特點，可以歸納為四大類：方箱式、浮筒式、席墊式和其它特種形式，各自的主體結(jié)構(gòu)形式分別為大型方箱、大型圓柱體、廢棄輪胎或竹筏等，還有噴氣、噴水等特種形式防波堤。為了增加消波性能，出現(xiàn)了在消波主體上附加的水平或豎直的板式結(jié)構(gòu)、向下直立的圓柱結(jié)構(gòu)、懸掛的網(wǎng)式結(jié)構(gòu)、懸掛的柔性膜結(jié)構(gòu)等等。消波的主體和附體一般接觸不到水底。還有一類在主體迎浪側(cè)開孔，并在主體內(nèi)部添加消能結(jié)構(gòu)，增加擋浪、消波效果。

現(xiàn)有一種漂浮于水面附近的大型塑料膜構(gòu)造的柱狀水袋消波裝置。運輸時，空的水袋可疊放，占地面積小，方便運輸；到使用現(xiàn)場后，用泵注滿水，使內(nèi)部具有較大壓力，像剛體一樣阻擋波浪，大大減小了成本和施工難度。

但是由于透空式防波堤和浮式防波堤與水底之間存在大量的水流流動空間，波能易于透過；尤其是當波浪的波長與消波主體尺寸之比大于一定量后，波能幾乎完全透過，防波堤失效。此時，如果采用加大防波堤結(jié)構(gòu)尺寸的辦法，將使得主體變成了超大型浮體，甚至大到不可能實現(xiàn)，或者變成了傳統(tǒng)防波堤，失去了透空式和浮式防波堤的優(yōu)勢。就目前各式各樣的透空式防波堤、浮式防波堤和其它特種防波堤而言，阻擋和削減長周期波存在相當大的困難，只有少數(shù)文獻指出其防波堤對于周期長達4～6秒的波浪有效，而能夠有效削減周期大于6秒波浪的防波堤未見報道。

而目前沿岸、外海施工環(huán)境波浪周期動輒達到6秒以上；臺風來襲時，更是惡浪滔天，如“天鴿”臺風造成我國沿岸最大波高涌浪對應(yīng)的周期在10秒左右，涌浪的最長周期超過了20秒。可見，能夠阻擋周期在6秒左右、甚至更大周期的浮式防波堤顯得尤為重要，用以保護水上建筑及堤岸并保障人員生命財產(chǎn)安全。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種用于淺水域高效削減長周期波的柔性消波裝置，與一般的浮式防波堤相比具有結(jié)構(gòu)簡單輕便、可快速安裝和遷移、可重復利用、成本低等優(yōu)點，可臨時或長期設(shè)置，特別是對淺水域長周期波具有高效阻擋和削減作用。