[實用新型]一種基于海上風電-人工魚礁融合的仿生草防沖刷裝置

有效

• 申請號: 202222849154.0
• 申請日: 2022-10-28
• 公開（公告）號: CN218622096U
• 公開（公告）日: 2023-03-14
• 發明（設計）人: 朱嶸華;修衍彬;田振亞;張融圣;劉寒秋;涂智圣
• 申請（專利權）人: 廣東華蘊海上風電科技有限公司
• 主分類號: E02B3/26
• 分類號: E02B3/26;E02D31/06;A01K61/70;A01G33/00;B63B35/44
• 代理公司: 杭州浙科專利事務所(普通合伙) 33213
• 代理人: 吳昌榀

本實用新型公開一種基于海上風電?人工魚礁融合的仿生草防沖刷裝置，該裝置設置于人工魚礁架體上，包括多組仿生草組件仿生草組件通過固定件連接固定，仿生草組件包括用于包覆人工魚礁架體的包裹層，包裹層外設置葉片層，葉片層上設置多條仿生草。將若干覆蓋有仿生草組件的人工魚礁架體環繞海上風機基礎布置，用以改變海上風場附件的流場條件，減小海流流速及風機基礎附近的旋渦強度，使海流中的泥沙沉降在風機基礎附近，進而實現風機基礎的沖刷防護；以及減小人工魚礁的局部沖刷，使泥沙在人工魚礁附近提前沉降堆積，形成沙丘，進一步阻擋海流對風機基礎的沖刷，同時也避免了人工魚礁的沉降、掩埋而導致的人工魚礁的生態功能減退的問題。

技術領域

本實用新型屬于海上風機基礎工程技術領域，具體涉及一種基于海上風電-人工魚礁融合的仿生草防沖刷裝置。

背景技術

海上風電是利用風機將海面上的風能轉化為電能的綠色發電模式；人工魚礁是人為在海中設置的構造物，其目的是改善海域生態環境，營造海洋生物棲息的良好環境，為魚類等提供繁殖、生長、索餌和避敵的場所，達到保護、增殖和提高漁獲量的目標，投放人工魚礁是我國建設海洋牧場的重要技術手段；海上風電與人工魚礁融合發展是現代農業和新能源產業高效結合發展的典型代表，是節約、集約用海的重要新型產業模式與未來發展方向。

當海水流經人工魚礁與風機樁基時，人工魚礁與風機樁基的結構與功能可以提高周圍海水中的營養鹽，促進藻類和浮游生物的生長，同時能夠起到凈化水質環境的作用，還為魚類建造了良好的“居室”，從而形成魚類、貝類和藻類等海洋生物的良好的棲息、庇護和產卵場所。所以在風電場中投放人工魚礁，不僅可以使風電場生產出清潔電能，還可在風電場區下層海域為海洋生物提供營養、健康、安全的生存環境，實現清潔能源與安全水產品的同步高效產出。

在海上風電場中，海上風機樁基受潮汐雙向水流和波浪共同作用的影響，而在海流長期掏蝕作用下，風機基礎附近的底床會產生較大的局部沖刷坑，降低了其承載能力與穩定性，更使得結構穩定性受到嚴重挑戰，嚴重影響風電機組的安全服役。同理，人工魚礁在相同的流場下也會發生局部沖刷，且沖刷深度逐年上升，造成人工魚礁的沉降甚至被掩埋，嚴重破壞了人工魚礁的生態功能。此外，海上風場基礎沖刷還將導致海底電纜懸空，導致電纜提前損壞。我國海洋水動力條件以及海床地質條件復雜多變，使我國海上風場的基礎沖刷問題較為嚴重，對海上風機結構安全、人工魚礁的生態功能、海底電纜的正常使用都產生了不利影響。

對于海上風電場中的沖刷問題，現已有拋石、砂被、固化土等被動防護型方案，由于具有施工方便、造價低等優勢，被廣泛應用于工程實踐。但經過長期連續的工程實測發現，這些防護方式的防護效果并不理想，不僅需要定期維護，從而增加后期的運維成本，而且容易形成二次沖刷，對基礎結構的穩定性造成更加嚴重的影響，危及海上風機結構的安全性。此外，拋石、砂被防護可能會對風機基礎附近的海生物造成一定的影響,目前在國內海上風電場建設環境保護方面的壓力越來越大的情況下，其使用將受到一定限制。

針對上述問題，當前已研發出一種仿生草防沖刷防護技術，該技術是一種“柔性”的治理方式。仿生草葉片在浮力作用下飄浮，產生柔性粘滯阻尼作用，使海底流速降低，減緩洋流對海床的沖刷，并使洋流中夾雜的泥沙不斷地沉積到仿生草基墊上，進而在仿生草布置區域形成海底沙洲，從而減緩海床沖刷，避免了二次沖刷的形成。

但傳統的仿生草防沖刷方法安裝繁瑣，需要動用海上起重船進行海上作業，同時需要潛水員潛入海底將仿生草錨固于海床面，因此安裝成本高，風險大。這樣就抬高了這種安裝方式的總體成本，所以目前在海上風電防沖刷領域使用較少。

實用新型內容

本實用新型目的在于提供一種將若干覆蓋有仿生草防沖刷裝置的人工魚礁整體環繞海上風機基礎布置，用以改變海上風場附件的流場條件，減小海流流速及風機基礎附近的旋渦強度，使海流中的泥沙沉降在風機基礎附近，進而實現風機基礎的沖刷防護，以解決現有的海上風電和人工魚礁使用過程中二次沖刷、安裝成本高、運維成本高以及影響生態等技術問題。