RU2130525C1

RU2130525C1 - Method for dampening energy of waves in coastal sea zone

Info

Publication number: RU2130525C1
Application number: RU98104801A
Authority: RU
Inventors: Б.П. Таланов
Original assignee: Таланов Борис Петрович
Priority date: 1998-03-11
Filing date: 1998-03-11
Publication date: 1999-05-20

Abstract

FIELD: hydraulic engineering. SUBSTANCE: method relates to protection of coastal structures from damage inflicted by stormy sea waves. According to method, water mass receives equal and oppositely directed velocities: at surface it is towards coast, and at bottom zone direction is towards sea. Power effect is achieved by means of rotation system with blades. Application of aforesaid method allows for disturbing waving process with creation of additional hydraulic resistance and this makes suppression of wave energy more resultative. EFFECT: higher efficiency.

Description

Техническое решение относится к области защиты народнохозяйственных объектов прибрежной зоны при шторме, цунами, которые сопровождаются волновыми процессами, воздействующими на любые препятствия и разрушающие их. The technical solution relates to the field of protection of economic objects of the coastal zone during a storm, tsunami, which are accompanied by wave processes that affect any obstacles and destroy them.

Известно гидротехническое сооружение, предназначенное для гашения энергии волн, которое осуществляется элементами гашения, выполняемыми в виде оболочек, которые оснащает поплавковыми элементами и крепят к донному грунту верхний и нижний края оболочки (Сергеев Б.Т., "Облегченные гидротехнические сооружения", учебное пособие, Днепропетровский сельскохозяйственный институт, 1983 г., стр. 16, фиг. 64, 65). Недостатком такого технического решения следует считать восприятие волновой нагрузки оболочкой, которая должна испытать нагрузку, соизмеримую со стальной конструкцией, что маловероятно. Known hydraulic structure designed to absorb the energy of the waves, which is carried out by the elements of suppression, made in the form of shells, which are equipped with float elements and attach to the bottom soil the upper and lower edges of the shell (Sergeev BT, "Lightweight hydraulic structures", a training manual, Dnepropetrovsk Agricultural Institute, 1983, p. 16, Fig. 64, 65). The disadvantage of this technical solution should be considered the perception of the wave load by the shell, which should experience a load commensurate with the steel structure, which is unlikely.

Известно техническое решение, в котором подавление энергии волн также осуществляют полотном, закрепленные своими краями на донном грунте, причем верхний край удерживается поплавками в вертикальном положении (а.с. N 1237738, кл. E 02 B 9/04, 1986 г.). A technical solution is known in which the suppression of wave energy is also carried out by a web fixed with their edges on the bottom soil, the upper edge being held by the floats in a vertical position (A.S. N 1237738, class E 02 B 9/04, 1986).

Недостатком технического решения также является его недостаточная эффективность из-за значительных удельных нагрузок, что приведет либо к разрушению, либо к подтоплению поплавков с верхней кромкой полотна. Целью технического решения является устранение указанного недостатка, а именно:
- возможность гашения энергии волн любой разрушительной силы;
- повышенная несущая способность и, следовательно, надежность.A disadvantage of the technical solution is also its lack of effectiveness due to significant unit loads, which will lead to either destruction or flooding of the floats with the top edge of the web. The purpose of the technical solution is to eliminate this drawback, namely:
- the possibility of damping the energy of waves of any destructive force;
- increased bearing capacity and, therefore, reliability.

Поставленная цель достигается тем, что силовое воздействие на волновой процесс оказывают путем сообщения путем сообщения равной скорости водной массе на ее поверхности и в придонной полости, соответственно к берегу и в сторону моря. This goal is achieved by the fact that the force impact on the wave process is exerted by communication by means of reporting an equal speed to the water mass on its surface and in the bottom cavity, respectively, to the coast and towards the sea.

Пояснение к способу:
1. Выполнение устройства по техническому решению.The explanation of the method:
1. The implementation of the device according to the technical solution.

На дно устанавливают поворотную с лопастями систему, которая охватывает зону у поверхности соды и у донного грунта. При возникновении движения водной массы такая система начнет вращаться. A rotary system with blades is installed at the bottom, which covers the area at the surface of the soda and at the bottom soil. When a movement of water mass occurs, such a system will begin to rotate.

2. На поверхности воды при шторме возникает движение волн, причем неравномерное: гребень волны имеет максимальную скорость, а впадина может иметь и обратный ход водной массы или нулевое значение (по крайней мере, скорость впадины меньше скорости гребня). Водная масса гонится на берег и ветром, а после воздействия движения водной массы от ветра и от выхода гребня на прибрежную зону происходит ее отток в сторону моря с захватом грунта, частей сооружений. Т. е. имеет место изменение скорости на поверхности воды вплоть до обратного. В придонной зоне скорость либо отсутствует вообще, либо мало меняется как из-за инерционности, так и из-за трения о донный грунт. На глубине 100 метров вообще влияние шторма отсутствует. На всех промежуточных глубинах влияние будет изменяться в зависимости от глубины. 2. The movement of waves occurs on the surface of the water during a storm, and it is uneven: the crest of the wave has a maximum speed, and the trough can have a reverse course of the water mass or zero (at least, the speed of the trough is less than the speed of the crest). The water mass is driven ashore by the wind, and after the movement of the water mass from the wind and from the crest exit to the coastal zone, it flows out towards the sea with the capture of soil, parts of structures. That is, there is a change in speed on the surface of the water up to the opposite. In the near-bottom zone, the velocity is either absent altogether or changes little either due to inertia or friction on the bottom soil. At a depth of 100 meters, there is no storm effect at all. At all intermediate depths, the effect will vary with depth.

Лопасти приобретут среднюю постоянную скорость ее колебания на поверхности. Причем средняя скорость линейная на лопастях будет либо ускорять движение водной массы на поверхности, либо тормозить ее движение. В любом случае будет происходить нарушение стационарного волнового процесса, который формировался вдалеке от побережья. Это первое обстоятельство, которое будет приводит к гашению энергии волн, т.к. будут наблюдаться разрывы или вспучивания водной массы. The blades will acquire an average constant speed of its oscillation on the surface. Moreover, the average linear velocity on the blades will either accelerate the movement of water mass on the surface, or slow down its movement. In any case, there will be a violation of the stationary wave process, which was formed far from the coast. This is the first circumstance that will lead to the suppression of wave energy, because tears or swelling of the water mass will be observed.

Вторым обстоятельством будет удерживание отливной волны (обратной) в сторону моря, что создаст повышенный уровень воды и, следовательно, будет играть роль гидравлического дополнительного сопротивления. Третьим обстоятельством можно считать то, что нижние слои водной массы приобретут постоянное движение в сторону моря. Это будет создавать водный баланс и создавать дополнительное сопротивление для поверхностных волн. Т.е., в конечном итоге, будет наблюдаться:
- нарушение цикличности процесса,
- возникновение дополнительного гидравлического сопротивления как для прямой, так и для обратной волны,
- принудительное обратной течение в придонной зоне.The second circumstance will be the holding of the ebb wave (backward) towards the sea, which will create an increased water level and, therefore, will play the role of a hydraulic additional resistance. The third circumstance can be considered that the lower layers of the water mass will acquire constant movement towards the sea. This will create water balance and create additional resistance for surface waves. That is, in the end, it will be observed:
- violation of the cyclic process
- the occurrence of additional hydraulic resistance for both direct and reverse waves,
- forced reverse flow in the bottom zone.

Все эти обстоятельства приведут к гашению энергии волнового процесса. All these circumstances will lead to the quenching of the energy of the wave process.

3. Поворотная лопастная система должна быть с опорами в виде салазок для ее установки буксирами и возможности передвижения для защиты ограниченной зоны, например, берега города. При отсутствии волнения все системы из отдельных элементов стаскиваются в определенное место и не обязательно на берег. Сама конструкция проста и легко выполнима. Конечно, желательно иметь ее высоту наибольшей. Во время шторма можно получать эл. энергию от вращения лопастей, если к их валу подсоединить генератор. 3. The rotary blade system must be supported in the form of a slide for its installation by tugs and the possibility of movement to protect a limited area, for example, the city shore. In the absence of agitation, all systems from individual elements are dragged to a certain place and not necessarily ashore. The design itself is simple and easy to do. Of course, it is desirable to have its greatest height. During a storm, you can receive email. energy from the rotation of the blades, if a generator is connected to their shaft.

Достигаются все поставленные цели, которые были сформулированы выше. All the goals set forth above are achieved.

Claims

The method of damping the energy of waves in the coastal sea zone, which consists in the force acting on them, characterized in that the force is exerted by communicating equal and oppositely directed velocities to the water mass on the surface and in the near-bottom zone, respectively, to the coast and toward the sea.