CN116889207B - 一种降噪型人工鱼礁及海上风电、海洋牧场融合系统 - Google Patents

一种降噪型人工鱼礁及海上风电、海洋牧场融合系统 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种降噪型人工鱼礁及海上风电、海洋牧场融合系统,包括人工鱼礁本体,人工鱼礁壁本体的至少一个鱼礁壁作为降噪鱼礁壁,降噪鱼礁壁内设有多个交叉设置的降噪通道以形成位于降噪鱼礁壁内的网洞,设定的降噪通道延伸至降噪鱼礁壁外侧面以使得网洞与降噪鱼礁壁的外部空间连通,采用本发明的降噪型人工鱼礁实现了海上风电机海洋牧场的融合,避免了海上风机对海洋环境的噪声污染。

Description

一种降噪型人工鱼礁及海上风电、海洋牧场融合系统
技术领域
本发明涉及海上风电与海洋牧场融合技术领域,具体涉及一种降噪型人工鱼礁及海上风电、海洋牧场融合系统。
背景技术
这里的陈述仅提供与本发明相关的背景技术,而不必然地构成现有技术。
随着沿海和近海海域人类活动的普遍增加,海洋功能区的重叠和冲突愈发明显,对海洋空间进行综合管理应用已经迫在眉睫。海上风电和海洋牧场作为海洋经济的重要组成部分,二者的融合发展是节约集约用海的重要新型产业模式与未来发展方向。目前海洋牧场仅利用水下部分空间,而水上空间无法得到有效利用。在海洋牧场生产实践中还存在“供电难、供电不足”的问题,导致大型现代化牧场增氧殖设备、资源环境监测设施等无法使用、维持。而海上风电则存在风电机组离岸远产生的输电损耗大、电网运维成本高,风机基础占地面积大、造价高,未得到有效利用等问题。显然,通过海上风电与海洋牧场跨界融合发展,使风电基础底桩与人工鱼礁有机融合,将实现海洋空间的立体化利用,降低海上风电和海洋牧场的运维成本,提高经济生物养殖容量。海洋牧场与海上风电融合发展作为现代高效农业和新能源产业跨界融合发展的典型代表,产业互补性强,对推动新兴农业经济发展具有重要意义。
在海上风电与海洋牧场的融合发展过程中,必须解决风电噪音对海洋生物的影响问题。海上风电机的叶片和机械部件等结构会产生相当大的振动噪声,并将此噪声通过塔筒传入水体,给海洋生态环境带来很大的威胁。
传统的人工鱼礁主要是采用混凝土等材料制成,但这种鱼礁本身并不能起到降噪的作用。因此,如何结合降噪技术和人工鱼礁、优化人工鱼礁结构、开发复合降噪型人工鱼礁、减轻海上风电机振动噪声对海洋生态环境的影响成为了一个重要的研究方向。
发明内容
针对现有技术存在的不足,本发明的目的是提供一种降噪型人工鱼礁及海上风电、牧场融合系统,能够使得人工鱼礁具有降噪功能,实现了海上风电、牧场的融合。
为了实现上述目的,本发明是通过如下的技术方案来实现:
第一方面,本发明的实施例提供了一种降噪型人工鱼礁,包括人工鱼礁本体,人工鱼礁本体至少一个鱼礁壁作为降噪鱼礁壁,降噪鱼礁壁内设有多个交叉设置的降噪通道以形成位于降噪鱼礁壁内的网洞,设定的降噪通道延伸至降噪鱼礁壁外侧面以使得网洞与降噪鱼礁壁的外部空间连通。
可选的,人工鱼礁本体采用混凝土制成。
可选的,所述降噪通道的截面为圆形或方形或椭圆形。
可选的,所述人工鱼礁本体划分为多个鱼礁单元,每个鱼礁单元内均具有网洞,相邻鱼礁单元的网洞相互连通。
可选的,所述鱼礁单元用于与海水接触的表面为内凹面或外凸面或波浪面或平面。
可选的,当鱼礁单元用于与海水接触的表面为内凹面时,内凹面为内凹锥形面或内凹弧面;
当鱼礁单元用于与海水接触的表面为外凸面时,外凸面为外凸锥形面或外凸弧面。
可选的,交叉设置的相邻的降噪通道呈设定的钝角或锐角设置。
可选的,所述人工鱼礁本体包括降噪鱼礁壁和通用鱼礁壁,通用鱼礁壁中心设有沿垂直于通用鱼礁壁方向贯穿设置的通孔。
第二方面,本发明的实施例提供了一种海上风电、海洋牧场融合系统,包括海洋牧场,海洋牧场内安装有海上风机,海上风机的水下塔筒外围设有降噪人工鱼礁总成,降噪人工鱼礁总成由多个第一方面所述的降噪型人工鱼礁堆积搭设而成。
可选的,所述降噪型人工鱼礁的降噪鱼礁壁靠近海上风机的水下塔筒设置。
本发明的有益效果如下:
1.本发明的降噪型人工鱼礁及海上风电、海洋牧场融合系统,降噪型人工鱼礁具有至少一个降噪鱼礁壁,降噪鱼礁壁内设有网洞,网洞可以通过复杂的狭窄的交叉结构,利用壁面摩擦对声能量产生热损耗并且声波在相互交叉的降噪通道通过不断的耦合与扩散,对声能量进一步损耗,从而实现了降噪功能,当降噪型人工鱼礁设置在海上风机水下塔筒外围时,能够对海上风电机振动噪声起到降噪作用,同时能够作为海洋生物的栖息场所促进海洋生物的生长和繁殖,从而实现了将海上风电和海洋牧场的有效融合。
2.本发明的降噪型人工鱼礁及海上风电、海洋牧场融合系统,利用网洞进行降噪,交叉的降噪通道呈设定的锐角或钝角设置,才能够使得任意反向进入网洞的声波的传递路线不为直线而为折线,与混凝土内部设置一整个空腔来进行降噪相比,网洞结构还可以看作是一个结构更加复杂的亥姆霍兹共振腔,不止可以利用普通腔体的共振效应来吸收声波能量,还可以利用壁面摩擦对声能量产生热损耗与声波在相互交叉的降噪通道通过不断的耦合与扩散,对声能量进行多重损耗,降噪效果更好。
附图说明
构成本发明的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解,本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明,并不构成对本发明的不当限定。
图1是本发明实施例1降噪鱼礁壁结构示意图;
图2是本发明实施例1降噪鱼礁壁结构主视图;
图3是本发明实施例1降噪鱼礁壁结构俯视图;
图4是本发明实施例1鱼礁单元结构示意图;
图5是本发明实施例1鱼礁单元结构主视图;
图6是本发明实施例1鱼礁单元结构俯视图;
图7是本发明实施例1鱼礁单元结构侧视图;
图8是本发明实施例1降噪鱼礁总体结构示意图;
其中,1.降噪鱼礁壁,2.网洞,2-1.降噪通道,2-2.入射面,2-3.出射面,2-4.相邻鱼礁单元连接面,3.通用鱼礁壁。
具体实施方式
实施例1
本实施例提供了一种降噪型人工鱼礁,包括人工鱼礁本体,所述人工鱼礁本体由混凝土浇注而成,优选的,采用C40混凝土浇注而成。在其他一些实施例中,所述人工鱼礁本体也可采用其他类似材料制成,在此不进行详细叙述。
如图1所示,所述人工鱼礁本体采用正方体结构,包括六个鱼礁壁,其中,至少有一个鱼礁壁作为降噪鱼礁壁1,其余鱼礁壁为通用鱼礁壁3。
通用鱼礁壁采用现有人工鱼礁的鱼礁壁结构即可,其中心部位设置有一个通孔,通孔沿垂直于鱼礁壁的方向贯穿鱼礁壁。
在其他一些实施例中,所述人工鱼礁本体也可采用棱锥体结构或其他结构,在此不进行详细叙述。
如图2-图4所示,所述降噪鱼礁壁1内设置有网洞2,网洞2由多个交叉设置的降噪通道2-1构成,其中位于外侧的设定的降噪通道延伸至降噪鱼礁壁的侧面以使得网洞与降噪鱼礁壁的外部空间相连通。
降噪通道2-1的截面为圆形或方形或椭圆形,本领域技术人员可根据实际需要进行设置,优选的,所述降噪通道的截面为圆形,圆形的直径为15mm。
本实施例中,交叉的降噪通道2-1可成设定的锐角或钝角设置,本领域技术人员根据实际需要进行选择,交叉的降噪通道2-1呈设定的锐角或钝角设置,才能够使得任意反向进入网洞的声波的传递路线不为直线而为折线。
网洞可以通过复杂的狭窄的交叉结构,利用壁面摩擦对声能量产生热损耗并且声波在相互交叉的降噪通道2-1通过不断的碰撞影响与扩散,对声能量进一步损耗,从而实现了降噪功能。
网洞结构还可以看作是一个结构更加复杂的亥姆霍兹共振腔,不止可以利用普通腔体的共振效应来吸收声波能量,还可以利用壁面摩擦对声能量产生热损耗与声波在相互交叉的降噪通道通过不断的耦合与扩散,对声能量进行多重损耗,降噪效果更好。
本实施例中,将降噪鱼礁壁划分为多个鱼礁单元,如图5-图8所示,鱼礁单元为300mm*200mm*200mm长方体结构。
鱼礁单元内设置有网洞,网洞与相邻的鱼礁单元的网洞相连通。
所述鱼礁单元用于与海水接触的侧面即声波的入射面2-2和出射面2-3为内凹面或外凸面或平面,其他侧面作为相邻鱼礁单元连接面2-4为平面。
当鱼礁单元用于与海水接触的侧面为内凹面时,所述内凹面为内凹的锥形面或内凹的弧形面,本领域技术人员可根据实际需要进行设置。
当鱼礁单元用于与海水接触的侧面为外凸面时,所述外凸面为外凸的锥形面或外凸的弧形面,本领域技术人员可根据实际需要进行设置。
对于降噪鱼礁壁1的多个鱼礁单元,多个鱼礁单元用于与海水接触的侧面可以全部为内凹面或全部为外凸面或全部为平面或者为内凹面、外凸面、平面中的两者或三者的组合。
对于降噪鱼礁壁的多个鱼礁单元,内部网洞的降噪通道的截面形状、孔径及降噪通道的交织方式,降噪通道的分布密度等要素根据实际需要进行调整。
实施例2
本实施例提供了一种海上风电、海洋牧场融合系统,包括海洋牧场和安装于海洋牧场内的海上风机,海洋牧场采用现有海洋牧场即可,在此不进行详细叙述,所述海上风机采用现有海上风机即可,其具体结构在此不进行详细叙述。
所述海上风机的水下塔筒外周设置有降噪人工鱼礁总成,所述降噪人工鱼礁总成由多个实施例1所述的降噪型人工鱼礁搭设而成,降噪型人工鱼礁可根据塔筒的尺寸与水下高度对降噪型人工鱼礁进行单独使用,也可多个组合成人工鱼礁群,达到所需的降噪效果,海洋牧场的其他人工鱼礁采用现有的常规人工鱼礁即可。
进一步的,降噪型人工鱼礁的降噪鱼礁壁靠近海上风机的水下塔筒设置。
本实施例的融合系统,海上风电机的叶片和机械部件等结构会产生相当大的振动噪声,并将此噪声通过塔筒传入水体,产生的噪声经过降噪型人工鱼礁的网洞,网洞利用壁面摩擦对声能量产生热损耗并且声波在相互交叉的降噪通道通过不断的耦合、扩散与共振,对声能量进一步损耗,从而实现了降噪功能,不仅为海洋生物提供了栖息场所促进海洋生物的生长和繁殖,还使得海上风机的噪声被有效吸收和隔离,从而实现减少人为海洋噪声的目的,从而实现了将海上风电和海洋牧场的有效融合。
以上所述仅为本申请的优选实施例而已,并不用于限制本申请,对于本领域的技术人员来说,本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种降噪型人工鱼礁,包括人工鱼礁本体,其特征在于,人工鱼礁壁本体的至少一个鱼礁壁作为降噪鱼礁壁,降噪鱼礁壁内设有多个交叉设置的降噪通道以形成位于降噪鱼礁壁内的网洞,设定的降噪通道延伸至降噪鱼礁壁外侧面以使得网洞与降噪鱼礁壁的外部空间连通;
交叉的降噪通道呈锐角或钝角设置;
任意反向进入网洞的声波的传递路线不为直线而是折线,利用壁面摩擦对声能量产生热损耗并且声波在相互交叉的降噪通道通过不断的耦合与扩散,对声能量进一步损耗;网洞结构是一个结构更加复杂的亥姆霍兹共振腔,利用普通腔体的共振效应来吸收声波能量;
所述人工鱼礁本体划分为多个鱼礁单元,每个鱼礁单元内均具有网洞,相邻鱼礁单元的网洞相互连通。
2.如权利要求1所述的一种降噪型人工鱼礁,其特征在于,人工鱼礁本体采用混凝土制成。
3.如权利要求1所述的一种降噪型人工鱼礁,其特征在于,所述降噪通道的截面为方形或椭圆形。
4.如权利要求1所述的一种降噪型人工鱼礁,其特征在于,所述鱼礁单元用于与海水接触的表面为内凹面或外凸面或平面。
5.如权利要求4所述的一种降噪型人工鱼礁,其特征在于,当鱼礁单元用于与海水接触的表面为内凹面时,内凹面为内凹锥形面或内凹弧面;
当鱼礁单元用于与海水接触的表面为外凸面时,外凸面为外凸锥形面或外凸弧面。
6.如权利要求1所述的一种降噪型人工鱼礁,其特征在于,交叉设置的相邻的降噪通道呈设定的钝角或锐角设置。
7.如权利要求1所述的一种降噪型人工鱼礁,其特征在于,所述人工鱼礁本体包括降噪鱼礁壁和通用鱼礁壁,通用鱼礁壁中心设有沿垂直于通用鱼礁壁方向贯穿设置的通孔。
8.一种海上风电、海洋牧场融合系统,其特征在于,包括海洋牧场,海洋牧场内安装有海上风机,海上风机的水下塔筒外围设有降噪人工鱼礁总成,降噪人工鱼礁总成由多个权利要求1-7任一项所述的降噪型人工鱼礁搭设而成。
9.如权利要求8所述的一种海上风电、海洋牧场融合系统,其特征在于,所述降噪型人工鱼礁的降噪鱼礁壁靠近海上风机的水下塔筒设置。
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