CN105133541A - 一种半潜式多孔板植物消浪装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种半潜式多孔板植物消浪装置，用以内陆水域消浪和净化水质，该装置包括至少一个消浪组件，所述的消浪组件包括多孔板、浮筒、定位单元以及设置在多孔板上的水生植物，所述的浮筒固定设置在多孔板的外侧，并且通过定位单元固定在水底；当内陆水域波浪传播至半潜式多孔板植物消浪装置时，波浪在多孔板和水生植物的扰动作用下发生减速破碎，波浪挟带的能量被大量消耗，波浪在多孔板上下表面的速度不同，从多孔板上下两侧通过的波浪发生对冲，波能得到进一步消耗，从而实现消浪的目的。与现有技术相比，本发明具有结构简单、成本低廉、安装方便、适用性好、模块化安装、功能灵活切换等优点。

Description

一种半潜式多孔板植物消浪装置

技术领域

本发明涉及一种消浪装置，尤其是涉及一种半潜式多孔板植物消浪装置。

背景技术

一直以来，波浪对人类的工程活动与文明发展带来了许多负面影响。天然岸坡和堤岸构筑物在波浪冲蚀下会不断被淘刷、磨蚀、搬运以致最终破坏，危及工程安全。在湖泊、水库等的内陆水域，波浪挟带的能量和破坏力远不及近海地区，然而其对岸坡工程造成的危害仍不容小觑。根据1996年和1998年的洪灾报告，在我国241座大型水库发生的工程事故中，岸坡、码头前沿的破坏有近200次，其中因风浪引起的破坏达126次，占总数的64％。因此，在利用水域的同时，往往要采取一些工程措施来对岸坡进行防护，现有的主要方法是浇筑混凝土护岸，其施工方便，经久耐用，应用极为广泛。

然而，此类防波护岸也存在缺陷和不足：混凝土护岸在设计时仅仅关注了结构的强度和耐久性，没有考虑其对生态环境的影响。水陆交界的岸坡区生态系统复杂而脆弱，混凝土护岸建成后，直接导致天然岸坡的硬化，阻碍了水域和陆域的物质和能量交换，影响了在此区域栖息的鸟类、两栖类以及一些鱼类、昆虫和节肢动物的生存环境，严重破坏了原有的生态平衡。

如今，生态浮床在水环境修复中正得到越来越多的应用。这类浮床的原理是将一些水生植物种植在人工浮力设施上，植物在生长过程中能吸收湖泊、水库等水体中的富营养物质，降低水体中的富营养程度，达到对受污染水体的修复和净化作用。然而，此类生态浮床随着水面的波动而起伏不定，不具备消浪和保护岸坡的能力。

已有文献报道，淹没的多孔板可以起到消浪效果，因为板上与板下水深和压力的差异，板上波浪会发生破碎，波能得到耗散。此外，由于板上与板下波浪的相速度通常不同，若多孔板上下的波浪在离开板时相位不同，多孔板上下的水流会发生对冲，波浪即发生消减，使波能进一步耗散，起到更好的消浪效果。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种结构简单、成本低廉、安装方便、适用性好、模块化安装、功能灵活切换的半潜式多孔板植物消浪装置。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种半潜式多孔板植物消浪装置，用以内陆水域消浪和净化水质，该装置包括至少一个消浪组件，所述的消浪组件包括多孔板、浮筒、定位单元以及设置在多孔板上的水生植物，所述的浮筒固定设置在多孔板的外侧，并且通过定位单元固定在水底；

当内陆水域波浪传播至半潜式多孔板植物消浪装置时，波浪在多孔板和水生植物的扰动作用下发生减速破碎，波浪挟带的能量被大量消耗，波浪在多孔板上下表面的速度不同，从多孔板上下两侧通过的波浪发生对冲，波能得到进一步消耗，从而实现消浪的目的。

所述的多孔板上均匀设有多个通孔，用以种植水生植物、透气和过水。

所述的多孔板为刚性多孔板。

所述的多孔板的淹没深度为波高的0.25-1倍。

所述的浮筒内设有多块横向的隔板，将浮筒分为多个腔体，每个腔体对应设置至少一个小孔，用以抽水和注水，所述的浮筒外侧还设有多个挂环。

所述的定位单元包括锚链和定位桩，所述的挂环、锚链和定位桩依次连接，所述的定位桩固定在水底。

所述的水生植物包括蒲草、茭白和/或千屈菜。

多个消浪组件通过挂环和锚链依次首尾相连，形成链状消浪装置。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

一、本发明结构简单、成本低廉、安装方便，将消浪功能与富营养水体治理功能有机结合起来，还具有经济价值和景观价值。

二、本发明的适用性好，能针对不同安装地点的具体波浪情况，设计消浪植物类型和多孔板最佳淹没深度。

三、本发明可实现模块化安装，通过挂环将多个消浪组件依次连接起来，为一段连续的岸线提供保护。

四、本发明具有功能切换的灵活性，例如在无浪或小波浪时，可以抽出浮筒内的水，使消浪组件上浮，植物可以获得更好的生长条件，为水域提供更好的景观。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

图2为本发明的多孔板与浮筒安装示意图。

图3为本发明的局部结构放大图。

图4为本发明的浮筒结构分段示意图。

图5为本发明生态浮床功能的结构示意图。

其中，1、多孔板，2、水生植物，3、浮筒，4、挂环，5、锚链，6、定位桩，7、通孔，8、小孔，9、隔板。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。

实施例1：

本发明为半潜式多孔板植物消浪装置，具体结构如图1～图4所示，包括多孔板1、水生植物2、浮筒3和定位单元，定位单元包括锚链5和定位桩6，并且通过挂环4与浮筒3连接。

多孔板1为刚度较大的ABS塑料板，长100cm、宽75cm，板上均匀开设间距12cm的通孔7，用作植物的种植孔和透气孔，孔径为20mm。水生植物2选用生长旺盛、高度适宜的千屈菜，在长、宽方向上均按24cm间隔距离种植在多孔板1上的通孔7中，对应的种植密度约为18株/m2。

浮筒3由PVC材料制成，长度为75cm，安装在多孔板1的两条短边上。浮筒3外径为18cm，壁厚6mm。在浮筒顶部设有三个小孔8。小孔为圆形，孔径均为1cm。安装时，通过小孔8向两只浮筒3内同时注入适量的水，使多孔板1上表面的淹没水深达到5cm。随着植株的生长，须定期调整浮筒3内的水量，以保持多孔板1上表面的淹没水深保持恒定。浮筒内安装两块隔板9，将浮筒分为3段，每段顶部设置一个小孔8。

在浮筒3的外侧设置挂环4，每个浮筒3上安装2个，并通过锚链5连接到埋入底床土体的定位桩6上，用于锚固。在一段连续的岸线防护中，可以将多套消浪单元通过锚链首尾相连，端部的锚链5连接在定位桩6上。

当波浪传播至该消浪装置，由于波浪力的作用，整个装置被水淹没的深度会增加。波浪能量将由于植物的阻扰、板上开孔的作用，而大幅削减。在风浪较小的时候，可以通过小孔8将浮筒3内的一部分水抽出，使多孔板1漂浮于水面上，为水生植物2提供更加有利的生长环境，如图5所示。此时，半潜式消浪装置起着生态浮床的功效，改善景观并提供水体净化功能。若风浪再次增大，可向浮筒3内注水，增加多孔板淹没水深，将本装置转化回半潜状态下的消浪装置，继续发挥消浪作用。如此，本装置可实现如图5的生态浮床功能和如图1的多孔板植物消浪功能之间的灵活切换，且解开锚链5后，可以拖放至其它潜在波浪较大的水域进行安装，操作方便快捷。

实施例2：

多个消浪组件通过挂环和锚链依次首尾相连，形成链状消浪装置，首尾两端的消浪组件上的锚链5分别通过定位桩6固定在水底，消浪组件的其余部分均与实施例1相同。

Claims (8)

1.一种半潜式多孔板植物消浪装置，用以内陆水域消浪和净化水质，其特征在于，该装置包括至少一个消浪组件，所述的消浪组件包括多孔板(1)、浮筒(3)、定位单元以及设置在多孔板(1)上的水生植物(2)，所述的浮筒(3)固定设置在多孔板(1)的外侧，并且通过定位单元固定在水底；

当内陆水域波浪传播至半潜式多孔板植物消浪装置时，波浪在多孔板(1)和水生植物(2)的扰动作用下发生减速破碎，波浪挟带的能量被大量消耗，波浪在多孔板(1)上下表面的速度不同，从多孔板(1)上下两侧通过的波浪发生对冲，波能得到进一步消耗，从而实现消浪的目的。

2.根据权利要求1所述的一种半潜式多孔板植物消浪装置，其特征在于，所述的多孔板(1)上均匀设有多个通孔(7)，用以种植水生植物(2)、透气和过水。

3.根据权利要求1所述的一种半潜式多孔板植物消浪装置，其特征在于，所述的多孔板(1)为刚性多孔板。

4.根据权利要求1所述的一种半潜式多孔板植物消浪装置，其特征在于，所述的多孔板(1)的淹没深度为波高的0.25-1倍。

5.根据权利要求1所述的一种半潜式多孔板植物消浪装置，其特征在于，所述的浮筒(3)内设有多块横向的隔板(9)，将浮筒(3)分为多个腔体，每个腔体对应设置至少一个小孔(8)，用以抽水和注水，所述的浮筒(3)外侧还设有多个挂环(4)。

6.根据权利要求5所述的一种半潜式多孔板植物消浪装置，其特征在于，所述的定位单元包括锚链(5)和定位桩(6)，所述的挂环(4)、锚链(5)和定位桩(6)依次连接，所述的定位桩(6)固定在水底。

7.根据权利要求1所述的一种半潜式多孔板植物消浪装置，其特征在于，所述的水生植物(2)包括蒲草、茭白和/或千屈菜。

8.根据权利要求5所述的一种半潜式多孔板植物消浪装置，其特征在于，多个消浪组件通过挂环(4)和锚链(5)依次首尾相连，形成链状消浪装置。