CN112243925B - 一种浮式阻流与阻沙多功能装备 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种浮式阻流与阻沙多功能装备，包括空心浮体、阻流阻沙板、阻流阻沙网以及系泊系统，阻流阻沙板有多个，每个阻流阻沙板垂直海底设置，且其顶端固定于空心浮体的底部，每两个阻流阻沙板之间均安装了垂至海底的阻流阻沙网，系泊系统一端与空心浮体连接，另一端固定在海底。本发明具有良好的消波阻流阻沙性能，可应用于鱼类养殖区域，既可以防浪消波防止养殖网箱破坏，又可以减小流速和其携带的沙砾对鱼类活动的影响；可应用于近海景点、近海娱乐设施或沙滩外围，减小景点、娱乐设施或沙滩内的波高及水流流速，同时使沙砾沉降，保证掩护区域内海水清澈，净化海水环境。

Description

一种浮式阻流与阻沙多功能装备
技术领域
本发明涉及海洋工程技术，具体涉及一种浮式阻流与阻沙多功能装备。
背景技术
传统的固定式海洋装备受水深限制比较严重且造价高，因此人们开始致力于对浮式 海洋装备的研究和开发。近年来，浮式海洋装备也呈现了日新月异的发展前景。
海水生态养殖做为海洋经济的重要部分，为推动海洋经济发展做出的重要贡献，同 时也满足了人们对海鲜食品的需求。但现有的海洋养殖区域多靠近港湾，海水较浅，受区域水深限制明显，养殖的海鲜种类单调，且与近海工程的开发冲突，影响近海经济发 展。同时养殖区还易受污染，影响鱼类生存，导致经济效益降低。要摆脱海水生态养殖 的区域限制就要将海水生态养殖向水深的外海开发，但要在外海开发和利用海水生态养 殖就要充分考虑养殖区域的海况，解决波浪对养殖区域的破坏问题和海流对养殖鱼类的 影响。除此之外，海洋经济中也有很大部分来源于近海景点和海上娱乐设施的开发，这 就要求开发的海上景点所在的区域海水状态稳定，起伏较小，海流速度小，同时保证海 水的清澈，以此来吸引游客，增加其经济效益，但我国黄海和东海大部分海域海水浑浊， 无法实现海上旅游业的开发。
发明内容
发明目的：本发明的目的是提供一种浮式阻流与阻沙多功能装备，可以满足现有海 洋工程装备的功能多元化的需求，
技术方案：本发明的一种浮式阻流与阻沙多功能装备，包括空心浮体、阻流阻沙板、 阻流阻沙网以及系泊系统，阻流阻沙板有多个，每个阻流阻沙板垂直海底设置，且其顶端固定于空心浮体的底部，底端与海底之间有空隙，在装备运动的过程中不接触海底， 每两个阻流阻沙板之间均安装了垂至海底的阻流阻沙网，且阻流阻沙网顶端固定于空心 浮体的底部，底端与海底接触，系泊系统一端与空心浮体连接，另一端固定在海底。
优选的，阻流阻沙板由钢筋混泥土材料制成，与空心浮体底部采用刚性连接，其阻流阻沙平面与入射波方向垂直，同时阻流阻沙板长短不一，且阻流阻沙板长度沿入射波 浪方向按W形分布，位于迎浪方向、背浪方向以及中段的阻流阻沙板较短。当入射来 流与阻流阻沙板接触时，位于水下的阻流阻沙板能够依靠这种布置方式反射来流水质点 能量，逐级破坏水流水质点和沙砾的运动，以此降低来流流速，沉积沙砾，同时防止单 块阻流阻沙板受力过大而产生强度和疲劳问题。另外，单个阻流板有一定的宽度。
优选的，阻流阻沙板等间距设置。
优选的，阻流阻沙网为采用高分子材料制成，且阻流阻沙网依靠底部安装的质量块 沉于海底，阻流阻沙网长度基本与海底齐平，或略长一些。阻流阻沙网末端装有质量块，保证柔性网衣能够垂于海底。
采用高密度聚乙烯等高分子材料制成的阻流阻沙网，拥有较好的硬度和拉伸强度， 并且在海水环境中有良好的抗盐腐蚀能力。在与来流接触时，阻流阻沙网能够有效扰乱 水质点和沙砾的运动轨迹，耗散其动能，与阻流阻沙板联动，减小来流流速，沉积沙砾。
优选的，系泊系统采用锚链、钢丝绳或高分子材料系泊，且通过锚块固定于海底。在浮式阻流与阻沙多功能装备遇到周期较大的入射波时，可以有效提高系泊系统的回复力，减小空心浮体的运动响应，提高其稳定性。
优选的，空心浮体由钢筋混凝土制作，其迎浪面与背浪面呈弧形。空心浮体采用钢筋混凝土制成，在满足足够强度的基础上，也具有良好的耐腐蚀性和经济性，同时空心 浮体可与来流波浪碰撞，反射波浪能量，减小浮体后波浪高度，起到消波的功能。同时， 其迎浪面与背浪面呈弧形，能够有效减小越浪和波浪爬高对浮式阻流与阻沙装备性能的 影响。
为满足浮式阻流与阻沙多功能装备应用区域的需求，空心浮体可预制为不同形状。
优选的，该浮式阻流与阻沙多功能装备根据适用区域预制为环形，与人造鱼礁相配 合，应用于渔场区域，既可以防浪消波防止养殖网箱破坏，又可以减小流速和其携带的沙砾对鱼类活动的影响；应用于近海景点、近海娱乐设施或沙滩外围，减小景点、娱乐 设施或沙滩内的波高及水流流速，同时使沙砾沉降，保证掩护区域内海水清澈，净化海 水环境。
有益效果：与现有技术相比，本发明的浮式阻流与阻沙多功能装备通过阻流阻沙板 与阻流阻沙网的共同作用起到有效的阻流阻沙效果，同时也保有良好的消波性能，本发明在布置时，可预制为环形布置，可适用于水产养殖，近海景点等区域，不仅能够减小 过快流速的来流和其携带沙砾对鱼类活动的影响，同时依靠沉积沙砾来保证掩护区域内 海水清澈，净化海水环境，具有良好的经济效益。且本发明在保证空心浮体的消波性能 的同时，进一步增加了其功能性，增加了阻流阻沙的功能，具有更广的应用范围和更强 的灵活性。
附图说明
图1是本发明的浮式阻流与阻沙多功能装备结构立体图；
图2是本发明的浮式阻流与阻沙多功能装备的正视图；
图3是本发明的浮式阻流与阻沙多功能装备的阻流阻沙板结构示意图；
图4是本发明的浮式阻流与阻沙多功能装备的阻流阻沙网结构示意图；
图5是本发明的浮式阻流与阻沙多功能装备的一种实施例的预制构造示意图；
图中：1、空心浮体，2、阻流阻沙板，3、阻流阻沙网，4、锚链，5、锚块，6、人 造鱼礁。
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。
为满足浮式海洋装备功能多样化的需求，本发明将阻流阻沙板与阻流阻沙网应用到 浮式海洋装备之中，通过阻流阻沙网的粘滞作用和阻流阻沙板的阻挡作用，可以有效降低来流流速，同时，来流所携带的沙砾也会受到阻流阻沙板与阻流阻沙网的限制，通过 流速的降低使沙砾沉积于空心浮体底部，这种布置可以扩展传统浮式海洋装备的应用范 围，具有更好的实用性。
如图1所示，本发明的浮式阻流与阻沙多功能装备，包括空心浮体、阻流阻沙板、阻流阻沙网以及系泊系统，阻流阻沙板有多个，等间距设置，每个阻流阻沙板垂直海底 设置，且其顶端固定于空心浮体的底部，底端与海底之间有空隙，在装备运动的过程中 不接触海底；每两个阻流阻沙板之间均安装了垂至海底的阻流阻沙网，且阻流阻沙网顶 端固定于空心浮体的底部，底端与海底接触；系泊系统一端与空心浮体连接，另一端固 定在海底。
阻流阻沙板与空心浮体底部采用刚性连接，其阻流阻沙平面与入射波方向垂直，同 时阻流阻沙板长短不一，且阻流阻沙板长度沿入射波浪方向按W形分布，位于迎浪方向、背浪方向以及中段的阻流阻沙板较短，最长的阻流阻沙板不与海底接触。阻流阻沙 网底部固定于海底，其长度基本与海底齐平，或略长一些。
如图2所示，本实施例中的浮式阻流与阻沙多功能装备采用锚链、钢丝绳或高分子材料系泊的系泊系统，空心浮体1每侧设置有三根锚链4来约束空心浮体的位置，同时 为空心浮体提供足够的回复力，拖地段锚链依靠系泊扣件与海底放置的锚块5连接。为 达到此装备的阻流阻沙效果，在空心浮体底端水下部分安装了W形排列的阻流阻沙板2 和垂至海底的阻流阻沙网3。
空心浮体由钢筋混凝土制作，其迎浪面与背浪面呈弧形。入射来流经过空心浮体时， 水平面上方部分的空心浮体与波浪接触，反射水质点运动能量，达到消波的目的，同时， 入射流与水下阻流阻沙板接触，W形排列的阻流阻沙板可有效破坏水流水质点和沙砾的 运动，并随着阻流阻沙板长度的增加，水流水质点和沙砾的运动能量会被逐级消耗，以达到减小来流流速和沉积沙砾的目的，同时反射流也会受到消波和阻流作用，可以帮助 降低空心浮体受到的反向冲击力和运动响应，保证其功能的稳定性。
如图3所示的浮式阻流与阻沙多功能装备的阻流阻沙板由钢筋混凝土材料制成，在 保证其强度要求的前提下，能够同时有效的反射来流水质点的能量，破坏来流和沙砾的运动，降低流速，沉积沙砾。
如图4所示的浮式阻流与阻沙多功能装备的阻流阻沙网是由高密度聚乙烯等高分子 材料组成，阻流阻沙网的底端与海底齐平，或略富余一些，其主要工作原理是，足够长的阻流阻沙网能够与携带沙砾的来流接触碰撞，扰乱水质点和沙砾的运动，同时依靠阻 流阻沙网的粘滞作用消耗水质点和沙砾的动能，使其流速降低，将沙砾沉积在阻流阻沙 网底部。同时，柔性的阻流阻沙网能够有效的与阻流阻沙板产生联动作用，共同消耗水 质点和沙砾运动能量，减低流速，使沙砾沉积。本实施例的阻流阻沙网采用高密度聚乙 烯制成，且阻流阻沙网依靠底部安装的质量块沉于海底。
如图5所示，浮式阻流与阻沙多功能装备可以根据适用区域预制为环形，广泛应用于渔场等区域，与人造鱼礁6相配合，改善渔场海洋生态，为鱼类提供更好的生长环境， 提高渔场的经济效益，既可以防浪消波防止养殖网箱破坏，又可以减小流速和其携带的 沙砾对鱼类活动的影响；应用于近海景点、近海娱乐设施或沙滩外围，减小景点、娱乐 设施或沙滩内的波高及水流流速，同时使沙砾沉降，保证掩护区域内海水清澈，净化海 水环境。同时这种布置方式相较于一字形排列，其覆盖范围更加灵活，并且可节省造价。
综上，本发明的一种浮式阻流与阻沙多功能装备，包括由钢筋混凝土制成的空心浮 体、长度不同的竖直阻流阻沙板、阻流阻沙网以及系泊系统，其中竖直阻流阻沙板长度沿来流方向先增大，后减小，采用W形排列方式安装在空心浮体的下端，阻流阻沙板 采用钢筋混凝土材料制成，当带有沙砾的入射流与其接触时，阻沙阻流板可以破坏水质 点和沙砾的运动，反射水质点运动能量，并且通过W形布置的阻流阻沙板逐级减小来 流流速，同时防止单块阻流阻沙板受力过大而产生强度破坏和疲劳损伤问题，流速的降 低会使沙砾逐步的沉积在空心浮体下方。每两个阻流板之间装有长度相同的阻流阻沙网 结构，阻流阻沙网底端与海底齐平或存在一定长度的拖地部分，阻流阻沙网主体采用柔 性材料制成，其主要功能是可以有效干扰水质点和沙砾的运动，耗散水质点和沙砾的动 能，使流速降低，将沙砾沉积在空心浮体底部。浮式阻流与阻沙多功能装备通过系泊缆 与海底连接。本发明同时具有良好的消波性能，浮式阻流与阻沙多功能装备可应用于鱼 类养殖区域，既可以防浪消波防止养殖网箱破坏，又可以减小流速和其携带的沙砾对鱼 类活动的影响；可应用于近海景点、近海娱乐设施或沙滩外围，减小景点、娱乐设施或 沙滩内的波高及水流流速，同时使沙砾沉降，保证掩护区域内海水清澈，净化海水环境。
上述对浮式阻流与阻沙多功能装备的描述已较为详细，但是本发明的适用区域不仅 仅局限于上述场景，且阻流阻沙板及阻流阻沙网的布置也并不是固定不变的，在保持原有工作原理不变的情况下，可以根据不同的海况、应用区域等其他影响因素进行改进， 这些均属于本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种浮式阻流与阻沙多功能装备，其特征在于，包括空心浮体、阻流阻沙板、阻流阻沙网以及系泊系统，阻流阻沙板有多个，每个阻流阻沙板垂直海底设置，且其顶端固定于空心浮体的底部，底端与海底之间有空隙，在装备运动的过程中不接触海底，每两个阻流阻沙板之间均安装了垂至海底的阻流阻沙网，且阻流阻沙网顶端固定于空心浮体的底部，底端与海底接触，系泊系统一端与空心浮体连接，另一端固定在海底；
阻流阻沙板由钢筋混泥土材料制成，与空心浮体底部采用刚性连接，同时阻流阻沙板长短不一，且阻流阻沙板长度沿入射波浪方向按W形分布，位于迎浪方向、背浪方向以及中段的阻流阻沙板较短；阻流阻沙板等间距设置；
阻流阻沙网为采用高分子材料制成，且阻流阻沙网依靠底部安装的质量块沉于海底，阻流阻沙网长度与海底齐平，或略长一些。
2.根据权利要求1所述的浮式阻流与阻沙多功能装备，其特征在于，系泊系统采用锚链、钢丝绳或高分子材料系泊，且通过锚块固定于海底。
3.根据权利要求1所述的浮式阻流与阻沙多功能装备，其特征在于，空心浮体由钢筋混凝土制作，其迎浪面与背浪面呈弧形，或根据需求将空心浮体预制为不同形状。
4.根据权利要求1所述的浮式阻流与阻沙多功能装备，其特征在于，该浮式阻流与阻沙多功能装备根据适用区域预制为环形，与人造鱼礁相配合，应用于渔场区域、近海景点、近海娱乐设施或沙滩外围。
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