CN102086641A - 一种立体式竹排消浪装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种应用于河湖水环境治理、水生植被修复过程中，防止风浪干扰的立体式竹排消浪装置。它由浮力系统、挡浪系统、沉重系统等三个基本单元组成，上述单元由物理材料组成，其中：浮力系统由发泡塑料制成的浮柱、成品涂塑布制成的浮柱包裹布及由毛竹片等制成的连接与强化等单元组成；挡浪系统由经处理的毛竹及内外连接部件组成；沉重系统由石块或预制混凝土块及刚性和柔性连接绳索组成。本发明是针对风浪较大的河湖水环境治理、水生植被修复实验和工程中，为保护系统内部设施或水生植被消除风浪侵扰的一种临时装置。该装置可有效降低波能，降低风浪的破坏作用，同时所用物理材料无生态风险，安装拆卸方便，维护管理成本低。

Description

一种立体式竹排消浪装置

技术领域：

本发明属资源环境技术领域，涉及专用于中小型湖泊和通航河道的水污染治理、水生态修复研究实验区保护和工程建设。

背景技术：

在湖泊及河湾构建湿地系统的过程中，风浪的干扰对水生植物栽种初期的破坏作用极大，同时，在特殊要求的区域，如植株较小的挺水植物或浮叶植物种植区，较大的风浪不适合这些植物的正常生长和增殖。因此，这些区域均需要消浪工程对系统内部进行保护。国内外目前常用的消浪方法包括建造实体防波堤、透空式防波堤和浮式防波堤等。

方形混凝土桩列消浪，是采用密集排列的垂直刚性桩消浪的方法，具有结构简单、易于施工和成本较低的优点，并适用于水深相对较小的水域.垂直刚性机的材料和尺寸，宜根据当地的水深和波浪条件而定。在水深、波浪较小的内河、湖泊的近岸水域，可采用经济实用的木桩；在湖泊、水库的开阔水域，宜采用小直径混凝土桩；在波浪较大的沿海地区，则需采用大直径的钢筋混凝土桩或钢管桩。桩基透空堤由栈桥式高桩梁板结构和设在其单侧或双侧的挡浪板结构组成，具有防浪、透流、防止泥沙回淤和造价低等优点，主要用于港口和码头。桩式离岸堤一般适用于保护海滩。桩式离岸堤不仅具有良好的消浪效果，而且可在较大范围内改变波态，即由引起水体剧烈紊动的破波转变为浅水推进波，从而有效地改善海滩上的动力条件，保护海滩免受侵蚀，是一种具有广泛应用前景的新型保滩促淤结构。幕墙式消浪是利用入射波引起的消浪室内水体振荡运动和幕墙下面的涡旋运动使得波能大量耗散，从而实现消减反射波浪的目的，这种新型消浪结构的主要优点是能够有效地减小消浪室的设计宽度。单层平筏消浪是在适当的纵梁刚度、沿波向有足够的长度时，波浪沿筏身传播，通过沿程摩擦消能，经期间隙摩擦和弹性吸收以及平筏整体振动滞后消耗而达到较好的消浪效果。

采用楠竹作为浮式消浪结构的吸能消波材料，是一种较新的思路。楠竹在我国南方分布广，储量丰富，取材方便，是一种价廉物美的弹性吸能材料。如能选取适当的结构形式，采用楠竹作为消浪结构的吸能材料，就有可能取得较好的吸能消波效果和较强的操作性，并且回收利用方便。

发明内容：

本发明的目的是提供一种成本低、装卸作业简单的简易消浪装置，应用对象是中小型湖泊和通航河道。针对的是在对这些湖(河)区进行水环境治理、水生植被修复研究实验和实施工程时，风浪和过船时引起的波浪影响成为其中最大的制约因素之一，以致难以达到目标要求而设计的。本装置的最大优点一是在于成本远低于同类技术，二是能克服同类技术的安装容易而不易拆卸等缺陷，亦即可在受保护对象达到目标要求后即可拆除，且材料可重复使用，使其工程措施对水域的生态环境影响和成本最小化。

为实现上述目的，本发明是这样设计的：

一种立体式竹排消浪装置，它是由浮力系统、挡浪系统、沉重系统等三个基本单元组成，其特征在于：上述单元均由物理材料组成。其中：

浮力系统主要由发泡塑料等材料组成；

挡浪系统主要由毛竹等材料组成；

沉重系统主要由石块或预制混凝土块等材料组成。

本发明的作用原理是利用设置于水面及其以下一定深度的物理措施，人为设置阻力，使水体表面浪的能量分散和转化。该技术主要应用于上述工程初期，即植物恢复初期，用于保护相对脆弱的水生植物系统。根据表层消浪设施依据资金等主观条件的限制设置的空间位置，在总体设计上采用柔性结构，并留有较大的分流空间，以提高在强风浪冲击时设施的安全性。本设施的设计参数为：对表层浪的削减效果要求达到在风速10m/S以下时为60％以上，10-15m/S范围时为40-60％，20m/S以下时设施基本不受损坏。

附图说明：

图1是本发明的总体结构示意图。

图中：

1-浮力系统

2-挡浪系统

3-沉重系统

具体实施方式：

本发明所提供的消浪装置由三个基本单元组成，图1是本发明的较佳实例案。如图所示，本发明装置包括浮力系统1、挡浪系统2、沉重系统3，系统之间均采用柔性或钢性绳索进行连接。各系统的具体制作方式如下：

浮力系统1由圆柱状的浮柱、涂塑布、竹片等单元组成，单元与单元之间用柔性或钢性绳索连接，使其成为一个完整的系统。其中，浮柱需开模制成，单元规格因浮力需求而定，一般直径为10-15cm、长度50-150cm范围，在浮柱的两头预留单元与单元衔接用插口(见图二)；涂塑布用于包裹浮柱使其成为整体，规格根据浮柱规格而定，在涂塑布的两边设置衔接涂塑布与涂塑布的环扣，衔接用材料为塑料绳；竹片主要用于强化浮柱的钢性度，为与挡浪系统有机衔接提供保障，竹片规格一般为长500cm、宽5cm、厚0.7cm，在浮柱上的设置密度一般为间隔30cm。完成上述作业后，用直径0.5-0.8cm的柔性或钢性绳索捆扎，绳索的两头均需留出约50cm长的绳头，用于与挡浪系统的衔接，绳索在浮柱上的间距一般为50cm。

挡浪系统2主要为由多根毛竹组成的竹排，系统自身的消浪强度可根据需要采用不同规格和数量的毛竹进行调节，一般毛竹的直径为8-11cm、可用长度600-800cm范围，竹排由6-10根毛竹相连而成，其制作方法是先将所需毛竹进行处理，包括锯除大头和竹稍，而后用火将毛竹熏直并在大头侧打通5-7个节，使其呈可将小头插入大头的状态，之后根据竹排所需的毛竹单元数排直。竹排的连接可采用二种方式，一是钢筋连接法，即每隔2-3米打一小洞(直径约1cm)，用钢筋将毛竹串连成排，二是钢条连接法，即在竹排的两例用钢条将其固定，除此之外，任一方式均需每隔约二米设一柔性或钢性绳索，用于与其他二个系统的衔接。

沉重系统3的基本结构由石块或预制混凝土块和绳索组成，基本材料为石块和混凝土、柔性或钢性绳索等物理材料，系统自身的重量可根据需要采用不同规格的石块或预制混凝土块进行调节，一般个体石块或预制混凝土块的重量为10-15kg，每米挡浪系统内设置2-3块。其中，沉重块采用石块时的制作方式是首先制作可用于装扎石块的网袋(材料为细绳索)，而后挑选重量基本一致的石块并对锋利面进行磨削，之后装入网袋并用绳索捆绑，使其成为一个独立的系统；采用混凝土的制作方式是首先预制混凝土块，混凝土块的形状为圆柱形，在其上端留有挂钩，而后用绳索与挂钩相连，使其成为一个独立的系统。

Claims (4)

1.一种立体式竹排消浪装置，它由浮力系统、挡浪系统、沉重系统等三个基本单元组成，其特征在于：上述单元均由物理材料组成。其中，浮力系统由发泡塑料等材料组成；挡浪系统由毛竹等材料组成；沉重系统由石块或预制混凝土块等材料组成。

2.根据权利要求1所述的立体式竹排消浪装置的浮力系统，其基本结构由浮柱、浮柱包裹布、浮柱连接与强化等单元组成，基本材料为塑料、毛竹、成品涂塑布等物理材料。该系统的特征在于：一是自身具有一定的消浪作用，二是可通过柔性或钢性绳索直接与立体式竹排支架相衔接，系统浮力可根据需要采用不同体积规格的浮柱进行调节，一般浮柱的直径为10-15cm、长度50-150cm范围。

3.按照权利要求1所述的立体式竹排消浪装置的挡浪系统，其基本结构由竹排和与其他二个系统相衔接的绳索组成，基本材料为毛竹和绳索等物理材料。特征在于：该系统首先是可通过柔性或钢性绳索直接与另外二个系统相衔接，系统自身的消浪强度可根据需要采用不同规格和数量的毛竹进行调节，一般毛竹的直径为8-11cm、可用长度600-800cm范围，竹排由6-10根毛竹相连而成。

4.按照权利要求1所述的立体式竹排消浪装置的沉重系统，其基本结构由石块或预制混凝土块和绳索组成，基本材料为石块和混凝土、柔性或钢性绳索等物理材料。特征在于：该系统首先是可通过柔性或钢性绳索直接与挡浪系统相衔接，系统自身同样具有一定的消浪作用，自身的重量可根据需要采用不同规格的石块或预制混凝土块进行调节，一般个体石块或预制混凝块的重量为10-15kg，每米挡浪系统内设置2-3块。

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