[發明專利]一種直立擋板式透水防波堤透浪系數計算方法

有效

• 申請號: 202010713778.2
• 申請日: 2020-07-22
• 公開（公告）號: CN111832112B
• 公開（公告）日: 2022-10-25
• 發明（設計）人: 劉贊強;紀平;趙懿珺;劉彥;康占山;章晉雄;韓瑞
• 申請（專利權）人: 中國水利水電科學研究院
• 主分類號: G06F30/13
• 分類號: G06F30/13;G06F30/20;G06F17/15
• 代理公司: 北京國林貿知識產權代理有限公司 11001
• 代理人: 袁建水

本發明涉及一種直立擋板式透水防波堤透浪系數計算方法，包括：收集防波堤的設計參數；構建物理模型；計算物理模型的透浪系數；透浪系數計算公式結構形式的初步推算；透浪系數計算公式擬合；計算堤后透射波高。本發明通過構建物理模型對現實環境進行透徹的分析和計算，并對現有各種透水防波堤透浪系數的計算進行研究，考慮直立擋板式透水防波堤透浪系數的影響因素和特點擬合相關參數的修正系數，得到直立擋板式透水防波堤的透浪系數計算方法，為分析防波堤透浪特性、計算堤后透射波高、透水防波堤結構開孔尺度的選取及工程設計提供了適用性的參考依據。

技術領域

本發明涉及一種直立擋板式透水防波堤透浪系數計算方法，是一種集透流和消浪功能于一體的防波堤透浪系數計算方法，是一種用于開敞海岸的維持水體靜穩、滿足水體交換特性的防波堤透浪系數的計算。

背景技術

防波堤是常見的港工、海工構筑物，通常用來圍護水域，一般修建在開敞海岸、海灣，其主要功能是防御波浪對圍護水域的侵襲，維持水體靜穩。傳統防波堤一般為實體結構，易造成圍護水域水體污染，破壞生態環境。為此，對掩護水域的防波堤提出了新的要求，防波堤除了便于施工，還應注重環境保護因素，修建和研發具有消浪和水體交換功能的防波堤。在防波堤堤體開孔是提升水體交換能力、增大過流量的一種比較可行的方法，但勢必導致波浪能量容易透過堤身，部分波能在堤的另一側將產生一個新的波浪，影響圍護水域靜穩，使防波堤防浪效果減弱，堤后透射波高是工程上所關注的一個重點問題。

而對于堤身開孔的防波堤，目前缺少相應的堤后透射波高或透浪系數的計算方法，是一個需要解決的問題。

發明內容

為了克服現有技術的問題，本發明提出了一種直立擋板式透水防波堤透浪系數計算方法。所述的方法針對直立擋板下部開孔式的透水防波堤提出了提后透浪系數的計算公式，解決了提后透浪系數和堤后透射波高的計算問題。

本發明的目的是這樣實現的：一種直立擋板式透水防波堤透浪系數計算方法，所述防波堤的堤身為垂直擋板式，堤身的下部間隔開有若干矩形透流孔，所述矩形透流孔下邊緣至防波堤底部段預留擋沙坎，其特征在于，所述計算方法包括以下步驟：

步驟1，收集防波堤的設計參數：收集透水防波堤的各項技術參數包括：矩形透流孔的開孔高度為B、開孔寬度為B_s，開孔上邊緣在靜水面以下的深度為t₁，開孔下邊緣在靜水面以下的深度為t₂，相鄰矩形透流孔間的開孔間隔為D_s，堤前入射波高H_i，波長L，水深d；

步驟2，構建物理模型：針對不同開孔高度和不同波浪參數一系列不同組合工況，在實驗室中構建縮小比例的透水防波堤的物理模型；

步驟3，計算物理模型的透浪系數：針對不同開孔高度和不同波浪參數一系列不同組合工況，通過物理模型試驗獲取所述直立擋板式透水防波堤的堤前入射波高H_i，堤后透射波高H′_t，通過公式計算得到模型試驗的透浪系數K'：

步驟4，透浪系數計算公式結構形式的初步推算：根據直立擋板式透水防波堤結構型式，初步推算直立擋板式透水防波堤的透浪系數K計算公式的結構形式：

其中：f(t₁)為與開孔上邊緣在靜水面以下的深度t₁相關的函數；f(t₂)為與開孔下邊緣在靜水面以下的深度t₂相關的函數；

步驟5，透浪系數計算公式擬合：通過擬合修正系數C與無量綱因素L/d、L/H、2πd/L的關系，得到修正的直立擋板式透水防波堤透浪系數K_t的公式：

其中函數f(t₁)為：