CN108774995A - 穿孔浮式防波堤单元及圆弧型多层穿孔浮式防波堤 - Google Patents

Abstract

本发明提供的是一种穿孔浮式防波堤单元及圆弧型多层穿孔浮式防波堤。穿孔浮式防波堤单元包括穿孔浮式防波堤单元基体，在浮式防波堤单元基体上开有通透的穿孔。各穿孔浮式防波堤单元之间通过连接链连接形成圆弧型穿孔浮式防波堤，在被防护体外设置至少两层圆弧型穿孔浮式防波堤，各层圆弧型穿孔浮式防波堤之间交错布置且留有间隔。本发明采用了圆弧型的布置方式，对长峰波和多向短峰波都具有良好的消波效果；减少了防波堤的总长度，对各种轮廓形状的岛屿都有着较好的适应性。采用多层交错式的布置形式，使防波堤的消波效果进一步增强，在极端海况下仍有较高的可靠性。穿孔结构可以大幅增强波浪的能量耗散，减少浮式防波堤受到的波浪载荷。

Description

穿孔浮式防波堤单元及圆弧型多层穿孔浮式防波堤

技术领域

本发明涉及的是一种防波堤，本发明也涉及一种构成防波堤的材料。

背景技术

随着人们生活消费水平的提高，资源的消耗也急剧增长。因此，对海洋的开发与利用势在必行，海洋的重要性日益凸显。近年来，我国大力发展海洋技术装备，开发海洋资源。我国南海地区的一些岛礁物质资源匮乏，基础设施严重不足，岛上居民生活条件极其艰苦，遇到强烈台风天气，生命财产得不到保障。岛礁礁盘水深较浅，没有可供船舶停靠的深水码头，各种物资运输只能依靠机动舢板转运或在涨潮时用小艇倒驳，受天气影响较大，常因风浪大时不能按时补给，且效率低下。设计一种合适的浮式防波堤可以起到护岛、消波的作用，是建设和开发岛礁的一种重要的技术措施。浮式防波堤相对于固定防波堤具有简单轻便、机动灵活、经济性好、易于安装维护以及良好的水质交换功能等特点，因此，浮式防波堤是进行防波保护一种很重要的选择。采用浮式防波堤可以在减小对海洋环境影响的前提下，有效减少来波的能量。

发明内容

本发明的目的在于提供一种能起到良好的护岛、消波作用的穿孔浮式防波堤单元。本发明的目的还在于提供一种由本发明的穿孔浮式防波堤单元构成的圆弧型多层穿孔浮式防波堤。

本发明的目的是这样实现的：

本发明的穿孔浮式防波堤单元包括穿孔浮式防波堤单元基体，在浮式防波堤单元基体上开有通透的穿孔。

本发明的的穿孔浮式防波堤单元还可以包括：

1.所述穿孔在浮式防波堤单元基体上自上而下分层分布。

2.自上而下每层穿孔的直径逐渐增大、每层穿孔的数量逐渐减少。

基于本发明的穿孔浮式防波堤单元的圆弧型多层穿孔浮式防波堤为：各穿孔浮式防波堤单元之间通过连接链连接形成圆弧型穿孔浮式防波堤，在被防护体外设置至少两层圆弧型穿孔浮式防波堤，各层圆弧型穿孔浮式防波堤之间交错布置且留有间隔。

每个浮式防波堤单元的底部通过系泊系统与海底相连接。

本发明的圆弧型多层穿孔浮式防波堤的多个圆弧型的浮式防波堤呈多层次、交错式地布置。根据岛礁的地理环境、气候条件以及进出船舶的尺寸大小，灵活地布置各个圆弧模块之间的交错长度以及间隔距离，保证船舶的正常进出以及浮式防波堤预期的消波效果。布置防波堤时，根据海底的地形条件设置合适的系泊系统，使浮式防波堤在恶劣海况下仍然可以定位。

每个圆弧型的浮式防波堤由多个多层穿孔防波堤单元连接而成。各个多层防波堤单元之间的间距保持不变，通过铁链进行横向连接，并且每个多层穿孔防波堤单元的底部设置有系泊系统，使其能够定位，形成圆弧型的布置格局。每个圆弧型的浮式防波堤单元的半径和弧度随实际需要消波的区域长度以及海岸的轮廓线形状进行合理设置。

本发明的单个多层穿孔防波堤单元，在垂直方向上，孔径的大小随着水深的增加而逐渐增大。各个防波堤单元在靠近水面的区域，开孔的孔隙更小，数量更多，增强波浪的能量耗散作用。在水深较大的区域开孔更大，便于海洋生物进出，同时防波堤的结构重量大幅减轻。

本发明提供了一种具有良好的护岛、消波效果的圆弧型多层穿孔浮式防波堤。该系统的主要目的是削减波浪的能量，使得波浪在传播的过程当中，在浮式防波堤处发生波浪反射以及波浪的能量耗散，只有一部分波浪能量能够透过浮式防波堤，最后到达海岸。浮式防波堤大幅降低了波浪的波高，从而减少波浪对海岸的冲击，改善了沿岸地区作业的海上条件，保证了岛礁上的生命财产安全。

相对于现有的各种浮式防波堤，本发明的优点有：

防波堤采用了圆弧型的布置方式，对长峰波和多向短峰波都具有良好的消波效果。同时，采用圆弧型的布置方式减少了防波堤的总长度，对各种轮廓形状的岛屿都有着较好的适应性。采用多层交错式的布置形式，使防波堤的消波效果进一步增强，在极端海况下仍有较高的可靠性。同时可以通过灵活地变换防波堤的交错形式，为船舶提供进出的通道。穿孔结构可以大幅增强波浪的能量耗散，减少浮式防波堤受到的波浪载荷。穿孔的尺寸大小随水深的增大而增大，很好地利用了水质点速度随水深的增大而迅速衰减的特性，消波效率很高，并且减少了防波堤的结构重量。海洋生物可以自由地通过穿孔结构，防波堤对生态环境的影响较小。

附图说明

图1是本发明的圆弧型多层穿孔浮式防波堤的示意图。

图2是穿孔浮式防波堤单元及系泊系统示意图。

具体实施方式

下面举例对本发明做更详细的描述。

结合图1，圆弧型的防波堤模块由多个多层穿孔防波堤单元1连接而成。各个浮式防波堤单元之间的间距保持不变，通过铁链2进行横向连接，减少各个防波堤单元之间的相对运动，提高浮式防波堤的整体稳定性。每个多层穿孔防波堤单元的底部设置有系泊系统，使其能够定位，形成圆弧型的布置格局。各个圆弧型浮式防波堤模块呈多层次、交错式地布置。当波浪3进入到防波堤的交错区域时，会被浮式防波堤消耗两次能量，产生更好的消波效果。船舶在进出港口时，可以利用各个圆弧型浮式防波堤模块之间的空间进行自由地驶入或者驶出。根据岛礁4周边的地理环境和气候条件，灵活地布置各个圆弧型浮式防波堤模块之间的交错长度以及间隔距离，保证船舶的正常行驶以及所需要的浮式防波堤消波性能。布置防波堤时，根据海底地形设置合适的系泊系统，使防波堤在恶劣海况下不至于脱离预定位置。影响系泊系统性能的重要因素包括系泊线的刚度、质量、长度、材料以及系泊线在海底的布置位置、在防波堤上连接位置。这使得防波堤的运动响应不至于过大，同时又保证了系泊线在高海况下不至于损坏。

结合图2，本发明的多层穿孔浮式防波堤单元，在水平方向上，穿孔结构5均匀排列且孔径大小相同；在水深方向上，穿孔结构5的孔径大小随着水深的增加而逐渐增大，穿孔数量随着水深的增加而逐渐减少。由于波浪3中水质点的运动速度随水深的增加而迅速衰减，因此波浪的能量主要集中在靠近水面的区域。浮式防波堤单元在靠近水面的区域，穿孔结构5的孔径更小，穿孔的数量更多，增强波浪的能量耗散作用。耗散系数增大，使得透射系数减小，消波效果增强。水深越大，水质点的速度越小，能量越低，因此穿孔结构5的孔径更大。各个穿孔之间存在一定的间隙，保证多层穿孔浮式防波堤单元的结构强度。穿孔结构5有利于海洋生物的进出，对海洋生态环境的影响较小，同时浮式防波堤结构重量大幅减轻，降低了浮式防波堤的制造成本，运输和布置防波堤都较为便利。系泊系统6将浮式防波堤单元的底端与海底相连接，为浮式防波堤单元起到了定位的作用，避免恶劣海况下浮式防波堤单元脱离预设位置。

Claims (5)

1.一种穿孔浮式防波堤单元，包括穿孔浮式防波堤单元基体，其特征是：在浮式防波堤单元基体上开有通透的穿孔。

2.根据权利要求1所述的穿孔浮式防波堤单元，其特征是：所述穿孔在浮式防波堤单元基体上自上而下分层分布。

3.根据权利要求2所述的穿孔浮式防波堤单元，其特征是：自上而下每层穿孔的直径逐渐增大、每层穿孔的数量逐渐减少。

4.一种基于权利要求1所述的穿孔浮式防波堤单元的圆弧型多层穿孔浮式防波堤，其特征是：各穿孔浮式防波堤单元之间通过连接链连接形成圆弧型穿孔浮式防波堤，在被防护体外设置至少两层圆弧型穿孔浮式防波堤，各层圆弧型穿孔浮式防波堤之间交错布置且留有间隔。

5.根据权利要求4所述的圆弧型多层穿孔浮式防波堤，其特征是：每个浮式防波堤单元的底部通过系泊系统与海底相连接。