本发明专利技术属于防浪减灾和海岸工程领域，特别是一种简易漂浮式消波装置。它包括，包括顶板、底板、侧面挡板、栅栏板、立柱、消能室、轮胎、凹面弧形板、多孔隔水板、凸面弧形板和锚链。其特征是：顶板和底板分别位于消波装置的顶部和底部，采用立柱连接顶板和底板；消波装置的两侧采用镂空的侧面挡板进行封闭，前后采用栅栏板封闭；消波装置内部采用栅栏板分隔成为三个消能室；消波装置整体漂浮于水面，并采用锚链固定于海底。本发明专利技术采用透空式、多级消能原理，从而达到更好的消波效果，易于安装和移动，具有较高的可靠性，同时其对岸线的美观影响较小。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于防浪减灾和海岸工程领域，特别是一种简易漂浮式消波装置。
技术介绍
约占地球表面积70.9%的海洋中蕴含着丰富的资源，矿物资源，生物资源，水资源以及其他各种资源。随着人类科技的发展与进步，陆上资源已经难以满足人类发展的需要，海洋正在成为人类发展的第二空间，人类对海洋的需求越来越大的同时，也对海上工程提出了越来越高的要求。我国有漫长的海岸线和丰富的海洋资源，所管辖的海域有近300万Km2(相当于我国陆地国土的1/3)。我国要解决好人口、资源与环境问题，在21世纪中叶达到中等发达国家的一个重要出路就是走向海洋。与此同时，港口建设作为传统的海岸工程范畴，随着经济和技术的发展，也遇到了前所未有的发展机遇。在国际贸易需求和运输船舶向大型化发展的趋势下，港口的规模将越来越大，对航道水深要求也越来越高。而在有限的自身掩护的天然深水港址开发殆尽之后，港口建设逐步进入水深浪大的海域。鉴于深水开敞海域环境恶劣，传统水工结构因工程造价高昂、技术复杂、施工困难等已不能适应深水港发展需要。随着海岸环境保护、观光旅游、水产养殖等综合需要，人们关于海岸与港口开发的观念正在发生重大的变化。为适应水深浪大、地基软弱、引入海水交换改善水质环境且造价低廉的需求，港口工程结构形式将向透空式结构、消能式结构及多功能型结构等新型结构型式发展。防波堤是一种常用的消浪装置，能够保证港口有足够的水深并且维持水面平稳便于船舶安全停泊和作业的水工建筑物，然而这些传统的水工建筑物通常是重力式的，建造费用会随着工程水域深度的增加而剧增，而且在施工过程中都需要大型的专门机械，施工比较复杂，一旦发生破坏，修复特别困难。与之相对的，漂浮式消波装置具有明显的优势和特点:1)造价低，耗费材料少；2)安装简单，对海底地形要求低，便于移动和拆卸；3)环境友好，对海水及生物质循环影响小。70年代以来，随着许多灵巧的漂浮式消波装置的设计成功，各种浮式消波装置相继得到应用，目前世界各国提出来的浮式消波装置结构型式主要可分为浮箱式、浮筒式和浮筏式三种，多年的使用结果表明，此类防波堤是安全可靠的。然而，对于目前的浮式消波装置结构形式，其面临的主要问题是:对短波(波长与装置宽之比L/B<4)的掩护效果尚好，但对长波(L/B>6)的透过率仍然很高。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是:克服上述现有防波技术在成本控制、施工周期长、对水循环影响较大，以及现有浮式防波装置对长波防波效率低等不足之处，提供一种简易漂浮式消波装置，它采用透空式、多级消能原理，从而达到更好的消波效果，易于安装和移动，具有较高的可靠性，同时其对岸线的美观影响较小。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是:一种简易漂浮式消波装置，包括顶板、底板、侧面挡板、栅栏板、立柱、消能室、轮胎、凹面弧形板、多孔隔水板、凸面弧形板和锚链。其特征是:顶板和底板分别位于消波装置的顶部和底部，采用立柱连接顶板和底板；消波装置的两侧采用镂空的侧面挡板进行封闭，前后采用栅栏板封闭；消波装置内部采用栅栏板分隔成为三个消能室；一级消能室中采用规则排列的轮胎进行消波；二级消能室中采用规则排列的弧形板进行消波；三级消能室中布放两排多孔隔水板，并在隔水板间填充人工水草进行消波Γ消波装置整体漂浮于水面，并采用锚链固定于海底。所述的一种简易漂浮式消波装置，其特征是:二级消能室中采用凸面弧形板和凹面弧形板交错排列。在充分考虑自然条件(如风、波浪、潮位、海流)，材料条件(如材料强度和使用寿命)，使用条件(如绕射、反射、透射和越浪)和施工条件(如船机设备和施工技术)的要求后，本专利技术的主体采用浮式防波箱的设计方式。其主要消能对象为海洋及湖泊中的波长较长、波高较大的波浪，利用浮体反射、转换、吸收和消散波能以减小透射波浪的能量是技术关键。为此设计中合理应用多孔消能、波浪和柔性材料作用消能，以及充分利用波浪发生紊流和掺混的特点进行自我消能。同时，装置中分层分类采用不同材料依次削弱波浪力，体现了设计中多级消能的特色，使设计达到防御波浪对岸线和港口水域的侵袭，保证沿岸具有平稳的水域，便于船舶停靠系泊，顺利进行货物装卸作业和上下旅客等设计目的。本专利技术提出的简易消波装置内部空间划分为三个消能室，如图2所示，分别为一级消能室、二级消能室和三级消能室。一级消能室中填充材料为废旧轮胎，轮胎布置为垂直于底板的多排，每排分为多层，排与排之间存在一定间距，且排与排之间交错排列。由于轮胎有良好的韧性，可以抵抗强大的波浪冲击，且有较大孔隙和内部空间，可在阻碍水流运动的同时，使得轮胎内部或轮胎间发生环流和紊流。另外，轮胎多层交错排列也更加促进水流间碰撞消能。二级消能室中采用凸面弧形板和凹面弧形板分列交错排列。各层弧形板的排列根据一定规则重复布放，每层弧形板之间存在一定空隙，使水流经弧形板碰撞消能后通过空隙流向下一层弧形板再次作用消能，如此，在不断改变水流方向的同时又保证了过流，使水流达到紊乱消能的效果。三级消能室中使用的材料较前两级消能室孔隙度更小，即在多孔隔水板之间填充人工水草，人工水槽的密度可根据情况调整。三级消能室内部多孔隔水板分为两道，在隔水板和栅栏板之间的空间填充人工水草，水流与人工水草和人工隔水板相互作用，水体的动能和势能在摩擦以及水草和水流间能量传递的过程中进一步消耗。在没有波浪作用时，简易漂浮式消波装置处于静止状态，其所受到浮力和重力达到一个平衡状态，消波装置的上平面略高于海平面。当波浪传递到消波装置时，波浪水流通过栅栏板的透空部分，进入一级消能室和轮胎相互作用形成紊流和波浪反射，消耗部分波浪能。进一步地，水流携带剩余波能进入二级消能室，弧形板强制改变水流中水质点的运动方向和速度大小，在弧形板的周围区域形成方向相反的水流及局部紊流，充分利用波浪的自我消能机制。最后，在三级消能室，充分利用柔性材料-人工水草的材料特性，降低三级消能室的孔隙度，使得人工水草和波浪充分作用，有效利用摩擦力和动能及势能间能量的传递，达到消能效果。同时，当波浪作用于本专利技术时，矩形箱体在波浪和系缆系统的共同作用下，其顶部平面会倾斜进而形成碎波面，推高波峰高度，导致波浪破碎消耗波浪能。本专利技术的有益效果是:[0013当前第1页1 2 本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种简易漂浮式消波装置，包括顶板、底板、侧面挡板、栅栏板、立柱、消能室、轮胎、凹面弧形板、多孔隔水板、凸面弧形板和锚链，其特征是：顶板和底板分别位于消波装置的顶部和底部，采用立柱连接顶板和底板；消波装置的两侧采用镂空的侧面挡板进行封闭，前后采用栅栏板封闭；消波装置内部采用栅栏板分隔成为三个消能室；一级消能室中采用规则排列的轮胎进行消波；二级消能室中采用规则排列的弧形板进行消波；三级消能室中布放两排多孔隔水板，并在隔水板间填充人工水草进行消波；消波装置整体漂浮于水面，并采用锚链固定于海底。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：彭伟，赵彬玥，郑玮城，遇海龙，董天杰，高云龙，
申请(专利权)人：长沙理工大学，
类型：发明
国别省市：湖南;43
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