[發明專利]一種規則波作用下柔性非淹沒植被消浪實驗模擬裝置及方法

在審

• 申請號: 202310419658.5
• 申請日: 2023-04-19
• 公開（公告）號: CN116358830A
• 公開（公告）日: 2023-06-30
• 發明（設計）人: 徐宿東;劉春雨;殷鍇;冒劉燕;郝建新;韓鵬舉;許慧
• 申請（專利權）人: 東南大學
• 主分類號: G01M10/00
• 分類號: G01M10/00
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 王美章

本發明公開了一種規則波作用下柔性非淹沒植被消浪實驗模擬裝置及方法。實驗模擬裝置包括水槽，固設于水槽內部一側的造波機，固設于水槽內部另一側的消浪層，固定在水槽內中部的柔性植被模型，用于采集波高數據的波高傳感器和用于處理波高數據的波高測量控制系統，本實驗模擬裝置可實現規則波在柔性非淹沒植被水域中的傳播與運動過程，通過分析植被淹沒度、入射波高和波周期對柔性非淹沒植被消浪作用的影響，可以揭示規則波波浪在柔性非淹沒植被水域中的衰減變化規律，豐富了對海岸柔性非淹沒植被消浪的認識，有利于提高海岸災害防治能力和推動海岸生態護岸工程合理規劃和設計。

技術領域

本發明涉及海岸防護相關技術領域，具體涉及一種規則波作用下柔性非淹沒植被消浪實驗模擬裝置及方法。

背景技術

近年來我國海洋災害主要為風暴潮和近岸臺風引起的海平面異常上升、海浪侵蝕，不僅威脅著沿海城市居民的生命安全，還造成了嚴重的經濟損失。海岸帶是海陸作用最劇烈的前沿地帶，波浪長期作用下，自然岸線不斷遭受侵蝕并縮減，生態系統退化現象普遍存在，海岸帶難以發揮其防災減災作用。我國面臨的海岸災害風險與防災減災形勢依然復雜嚴峻，提高海岸災害防治能力已成為推進海洋強國建設和實現沿海地區經濟社會可持續發展的迫切需求。

河口濕地和沿海林帶是城市抵擋風暴潮和海浪侵蝕的關鍵地區，通過種植海岸植被，可以有效地衰減波浪能量，也可以減輕風暴潮災害，還可以提高海岸抵御海平面上升和侵蝕的能力，起到顯著的消浪護灘作用，這對海岸災害防治具有重要意義。除此之外，紅樹林、鹽沼地鹽生植物和海草、珊瑚礁等海岸濕地植物同時也是海岸生態系統的重要組成部分，其具有生態功能，如為動物提供棲息地，為海洋食草動物提供食物，并通過碳匯作用緩解氣候變化。海岸植被由于其明顯的護岸作用和獨特的生態效益，可以作為一種生態式的消波護岸。

傳統的柔性植被消浪實驗大多聚焦于植被的淹沒狀態，針對規則波作用下柔性非淹沒植被消浪規律的研究仍然較為缺乏。然而我國江蘇沿海等近岸水域多分布有蘆葦和大米草等柔性非淹沒植被，植被淹沒度在規則波波浪作用下會呈現動態變化，進而導致植被的消浪特性有所差異。因此有必要研究規則波作用下柔性非淹沒植被消浪規律，其有利于提高海岸災害防治能力和推動可持續發展的生態保護理念。

發明內容

本發明的目的是針對海岸大量存在的柔性非淹沒植被消浪能力，設計出一種規則波作用下柔性非淹沒植被消浪實驗模擬裝置及方法，可用于研究規則波作用下柔性非淹沒植被消浪規律，有利于海岸防災減災和海岸生態護岸工程設計。

本發明為解決其技術問題，采用以下技術方案實現：

一種規則波作用下柔性非淹沒植被消浪實驗模擬裝置，包括：

水槽；

造波機，設置在水槽一側的內壁上，用于根據實驗所需造出目標波浪；

消浪層，設置在水槽另一側的內壁上，用于減少波浪反射的影響；

柔性植被模型，設置在造波機與消浪層之間的水槽內，包括：

平臺，固定在水槽底壁的中部，平臺的兩端各為一斜坡；

底板，固定于平臺水平位置處，底板上交錯設置有圓孔；

柔性植被，固定安裝在所述底板的圓孔中，固定安裝后，柔性植被的一端伸出水面，用以模擬所述柔性非淹沒植被；

波高傳感器，分別固定布置在柔性植被區內部和柔性植被區兩側的預設位置處，用于采集波高數據；

波高測量控制系統，與波高傳感器連接，對測量范圍、采集時間以及每秒采集次數進行調試，用于多點同步測量并處理波高數據。

進一步的，造波機和消浪層對稱設置在水槽的兩側內壁上。

進一步的，所述圓孔在底板上呈三角形分布，所述柔性植被以交錯分布的方式固定連接在所述底板的圓孔中。

進一步的，所述底板由聚碳酸酯材料制成，所述柔性植被為聚氨酯材料制成的圓棒。