[實(shí)用新型]一種適用于高含沙海域的多功能防波堤

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201920486961.6
• 申請日: 2019-04-11
• 公開（公告）號: CN209873706U
• 公開（公告）日: 2019-12-31
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 趙西增;徐天宇;童晨奕;呂超凡;付丁;劉雨詩
• 申請（專利權(quán)）人: 浙江大學(xué)
• 主分類號: E02B3/06
• 分類號: E02B3/06;E02B8/06
• 代理公司: 33200 杭州求是專利事務(wù)所有限公司
• 代理人: 鄭海峰

本實(shí)用新型公開了一種適用于高含沙海域的多功能防波堤，包括防波堤主體、水動(dòng)力交換通道、渦輪發(fā)電機(jī)和控制閥。本實(shí)用新型采用的原理為利用潮汐漲落解決我國部分高含沙海域的防波堤內(nèi)外沖淤不平衡的問題，同時(shí)附帶的渦輪發(fā)電機(jī)兼具消能和發(fā)電的作用，可進(jìn)一步利用含沙水體動(dòng)力交換時(shí)產(chǎn)生的能量。本實(shí)用新型具有經(jīng)濟(jì)環(huán)保、適用性廣、生產(chǎn)和維修都較為方便等特點(diǎn)，不僅具有潮汐發(fā)電的功能和普通防波堤具有的消浪、攔沙等功能，也能夠自動(dòng)調(diào)節(jié)港池內(nèi)外的沖淤平衡，可節(jié)省各沿海港口泥沙淤積清理所產(chǎn)生的巨額費(fèi)用，降低相關(guān)單位的運(yùn)營成本。

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及海港防波堤技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種適用于高含沙海域的多功能防波堤。

技術(shù)背景

港口作為重要的交通樞紐，對于經(jīng)濟(jì)發(fā)展有著極為深遠(yuǎn)的意義。據(jù)有關(guān)資料顯示，全球35個(gè)國際化的城市，其中有31個(gè)是因?yàn)橛懈劭诙l(fā)展起來的國際化的城市，并且全球財(cái)富的50％集中在沿海港口城市。然而對于我國部分沿海港口(如上海港、寧波-舟山港等等)而言，由于處于高含沙的海域，因此不可避免的會產(chǎn)生淤積現(xiàn)象。其原因在于，為達(dá)到港內(nèi)泊穩(wěn)條件，往往需要在港池以外建造防波堤，改變了當(dāng)?shù)厮畡?dòng)力條件，導(dǎo)致影響了原本的沖淤平衡。

由于防波堤內(nèi)側(cè)水體流速較低，泥沙易沉降，因此可能在該位置發(fā)生淤積。一旦發(fā)生淤積，則會導(dǎo)致港內(nèi)水深不足的現(xiàn)象，影響船只航行與停泊。

目前，解決港口淤積問題的方式主要有兩種，其一為根據(jù)當(dāng)?shù)厮魈匦?，建立?shù)值模型以采取最優(yōu)的設(shè)計(jì)，但是該方式不具有普適性，且實(shí)際建成后一旦水動(dòng)力特征有變，則無法發(fā)揮優(yōu)勢；其二為采用定期疏浚的方式，但是該方式具有耗資巨大(每年耗資可高達(dá)幾百萬)、不具有可持續(xù)性(需要長期清淤長達(dá)幾十年)、破壞生態(tài)等諸多方面的缺點(diǎn)，是一種不得已而為之的方法。根據(jù)以上現(xiàn)狀，可知尋找一種低成本、效果顯著且技術(shù)上容易實(shí)現(xiàn)的解決方案具有重大的現(xiàn)實(shí)工程意義。

發(fā)明內(nèi)容

本實(shí)用新型為了解決上述問題，提供了一種適用于高含沙海域的多功能防波堤的設(shè)計(jì)思路，可應(yīng)用于各類港口，解決防波堤內(nèi)側(cè)港池容易淤積的問題。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用如下技術(shù)方案：

適用于高含沙海域的多功能防波堤包括防波堤主體、水動(dòng)力交換通道、渦輪發(fā)電機(jī)和控制閥；所述的水動(dòng)力交換通道為預(yù)先鋪設(shè)并貫穿防波堤主體的管道；水動(dòng)力交換通道在防波堤主體上排布為上下兩層，每層包含多個(gè)管道；所述控制閥安裝在水動(dòng)力交換通道的迎浪側(cè)端部，渦輪發(fā)電機(jī)安裝于水動(dòng)力交換通道的背浪側(cè)出口處；所述的控制閥為單向閥門，上層控制閥僅允許迎浪側(cè)水體流入背浪側(cè)，下層僅允許背浪側(cè)水體流入迎浪側(cè)。

優(yōu)選的，上層水動(dòng)力交換通道和下層水動(dòng)力交換通道的管道之間交錯(cuò)排布。

優(yōu)選的，水動(dòng)力交換通道的管道管徑在0.2m～0.5m之間。

優(yōu)選的，在防波堤主體背浪側(cè)海床處還設(shè)置有水泥塊或石塊保護(hù)底床防止沖刷。

優(yōu)選的，所述的上層水動(dòng)力交換通道的高度低于漲潮時(shí)的海面高度，下層水動(dòng)力交換通道低于落潮時(shí)的海面高度。

優(yōu)選的，下層水動(dòng)力交換通道的管道出口處連接有導(dǎo)管，所述的導(dǎo)管用于全部或部分導(dǎo)出港內(nèi)流出的高含沙水流。

本實(shí)用新型的防波堤主體可以以常見的重力式斜坡堤為例，堤身內(nèi)部在澆筑時(shí)預(yù)先在上下鋪設(shè)兩層管道作為水動(dòng)力交換通道。結(jié)合水體中泥沙含量垂線分布規(guī)律，可認(rèn)為在重力沉降作用下，靠近底面海床的含沙濃度較高，靠近水面的含沙濃度較低。在漲潮時(shí)，水流只能從上層管道流入港池，此時(shí)的水流因位于上層，含沙濃度相對較低；退潮時(shí)水流只能從下層管道流出，此時(shí)的水流因?yàn)橹亓Τ两底饔?，含沙濃度相對較高。每日的漲落潮循環(huán)中，港內(nèi)泥沙不斷被帶出，可解決港內(nèi)淤積問題。同時(shí)港內(nèi)流出的高含沙水流可通過導(dǎo)管引流至別處，同時(shí)可以解決部分情況下可能存在的迎浪測局部沖刷問題。