一种组合式自适应防波堤及消波方法技术

本发明专利技术提供一种组合式自适应防波堤及消波方法，包括潜堤，其特点是：在潜堤一侧靠近岸边的水面下设置升降机，升降机的升降装置上固定若干个直立的排气管，排气管的下端通过进气管与空气压缩机的出气口连通，升降机的控制端及空气压缩机的控制端均与控制系统连接。控制系统中设置有无线接收模块，有一探测浮标包括浮体及浮体上设置的波浪仪、无线传输模块、太阳能电池板及储能电池，所述波浪仪的信号输出端与所述无线传输模块连接，所述波浪仪和无线传输模块均由所述储能电池供电。当波浪经过防波堤后，可以检测实际波浪的波高等信息，进而调节消波方式，可进行二次消波过程，取得更加良好的消波效果，更好地保护海岸和岸上设施。

A combined adaptive breakwater and wave elimination method

【技术实现步骤摘要】
一种组合式自适应防波堤及消波方法
本专利技术属于海岸工程
，涉及一种消减波浪作用、防止海岸侵蚀的防波堤，具体说是一种组合式自适应防波堤及消波方法。
技术介绍
防波堤是一种比较常见的水工建筑物，主要功能是保持港池内水面平稳、防止岸线侵蚀等。潜堤是一种淹没在水面之下的防波堤，结构简单，不破坏岸上自然景观，在工程得到大量应用。但是，潜堤一旦修建完工，其防浪能力是一定的，取决于设计波高和水深等参数，而不能随着实际海况作自动调节。一旦海况超出设计参数，潜堤的消浪作用就会受到影响，在某些情况下会造成严重后果。
技术实现思路
本专利技术为解决现有技术存在的上述问题，提供一种组合式自适应防波堤，当波浪经过防波堤后，可以检测实际波浪的波高等信息，进而调节消波方式，可进行二次消波过程，取得更加良好的消波效果，更好地保护海岸和岸上设施。本专利技术的目的是通过以下技术方案实现的：一种组合式自适应防波堤，包括潜堤，其特征在于，在所述潜堤一侧靠近岸边的水面下设置升降机，所述升降机的升降装置上固定若干个直立的排气管，所述排气管上端三通喷管设计，控制排气管喷气方向，进而快速转换消波方式。排气管的下端通过进气管与空气压缩机的出气口连通，所述升降机的控制端及空气压缩机的控制端均与控制系统连接，所述控制系统中设置有无线接收模块，有一探测浮标包括浮体及浮体上设置的波浪仪、无线传输模块、太阳能电池板及储能电池，所述波浪仪的信号输出端与所述无线传输模块连接，所述波浪仪和无线传输模块均由所述储能电池供电。对上述技术方案的改进：所述空气压缩机及控制系统设置在靠近所述潜堤的岸边上，所述空气压缩机及升降机的供电电源设置在所述岸边上，所述探测浮标设置在所述潜堤与所述升降机之间的水面上。对上述技术方案的一种改进：各所述排气管上端设置一个三通电磁阀，所述三通电磁阀包括一个进气端口和两个排气端口，所述进气端口与所述排气管上端连通，所述两个排气端口中的一个排气端口朝上，另一个排气端口朝向前方的所述潜堤，所述三通电磁阀的控制端连接到所述控制系统，各所述排气管排列成一横排。对上述技术方案的另一种改进：所述排气管包括出气口朝上的直排气管和排气口朝向所述潜堤的弯头排气管，各所述直排气管下端连接第一汇总管，第一汇总管与所述进气管通过第一电磁阀连接，各所述弯头排气管下端连接第二汇总管，第二汇总管与所述进气管通过第二电磁阀连接，所述第一电磁阀及第二电磁阀的控制端连接到所述控制系统，所述直排气管与弯头排气管间隔排列成一横排。对上述技术方案的进一步改进：所述进气管和所述升降机与所述控制系统连接的信号线缆以及所述升降机的供电电缆形成复合线缆，所述复合线缆中，所述进气管为最内层，所述信号线缆及供电电缆为中间层，最外层为防腐防水密封材料层。一种上述组合式自适应防波堤的消波方法，其特征在于，包括如下步骤：将探测浮标设置在潜堤之后靠近岸边一侧，经过潜堤的波浪先进行一次消波，对透过潜堤的波浪再由波浪仪测量和记录波浪的波高、周期，波浪仪测得的数据经无线传输模块和无线接收模块传输到控制系统，控制系统根据海浪要素资料分析的结果，判断波浪能量的大小，若波浪依然具有较大破坏力，则开始二次消波过程；控制系统控制空气压缩机的转速来控制排气管的喷气量，利用所述排气管的排气口释放压缩空气进行二次消波，控制系统控制所述升降装置升降，并能使排气管上端处于适当位置，并且排气管上端三通喷嘴设计，可以通过控制系统精准控制喷气方向，进而控制排气管的排气方向。对上述技术方案的改进：当排气管淹没在水下时，控制系统控制三通电磁阀使排气管朝上的排气端口释放压缩空气形成空气帘幕，使透过潜堤后的波高降低；根据潜堤后透射波的能量大小和波浪传播方向，控制系统自动控制升降装置向上移动，使排气管的出气端口在水面附近，控制系统控制三通电磁阀使排气管朝前的排气端口喷射压缩空气，形成与入射波传播方向逆向的水平表面流，形成自适应式的二次消波作用。对上述技术方案的进一步改进：当直排气管和弯头排气管均淹没在水下时，控制系统控制第二电磁阀关闭、第一电磁阀打开，空气压缩机通过进气管向直排气管内输送压缩空气，由各直排气管的排气口释放压缩空气形成空气帘幕，使透过潜堤后的波高降低；根据潜堤后透射波的能量大小和波浪传播方向，控制系统自动控制升降装置向上移动，使弯头排气管的出气口在水面附近，控制系统控制第一电磁阀关闭、第二电磁阀打开，使排气管朝前的排气口喷射压缩空气，形成与入射波传播方向逆向的水平表面流，形成自适应式的二次消波作用。本专利技术与现有技术相比的优点和积极效果是：本专利技术基本不占用水面空间，且安装和拆卸方便。当波浪经过潜堤，耗散掉一部分能量后，进而继续传播到达探测浮标处，探测浮标测量系统开始工作，如波浪依然具有较大破坏力，则开始二次消波过程，根据波浪仪测得的波浪的波高、周期等波浪要素参数，分析波浪能量的大小，通过无线传输模块给出信号，到达控制系统进而调节空气压缩机的转速和排气管状态，还有三通喷嘴的设计，能够控制喷嘴方向与波浪入射方向相反，从而达到更好的消波效果。排气量的精准控制和多种消波方式的共同作用，使得整个系统更加高效和节能。附图说明图1是本专利技术一种组合式自适应防波堤的结构示意图；图2是本专利技术一种组合式自适应防波堤的控制原理框图。图中：1-潜堤、2-排气管、2.1-三通电磁阀、3-升降机、4-进气管、5-空气压缩机、6-探测浮标、6.1-浮体、6.2-波浪仪、6.3-无线传输模块、6.4-储能电池、6.5-太阳能电池板、7-控制系统、7.1-无线接收模块。具体实施方式以下结合附图对本专利技术作进一步详细描述：参见图1，本专利技术一种组合式自适应防波堤的实施例1，包括潜堤1，在潜堤1一侧靠近岸边的水面下设置升降机3，所述升降机3的升降装置上固定若干个直立的排气管2，排气管2的下端通过进气管4与一空气压缩机5的出气口连通。上述升降机3的控制端及空气压缩机5的控制端均与一控制系统7连接，在控制系统7中设置有无线接收模块7.1。有一探测浮标6包括浮体6.1及浮体6.1上设置的波浪仪6.2、无线传输模块6.3、太阳能电池板6.5及储能电池6.4，所述波浪仪6.2的信号输出端与所述无线传输模块6.3连接，并均由所述储能电池6.4供电。具体而言：上述空气压缩机5及控制系统7设置在靠近潜堤1的岸边上，空气压缩机5及升降机3的供电电源设置在所述岸边上，所述探测浮标6设置在潜堤1与升降机3之间的水面上。各排气管2上端设置一个三通电磁阀2.1，三通电磁阀2.1包括一个进气端口和两个排气端口，所述进气端口与所述排气管2上端连通，所述两个排气端口中的一个排气端口朝上，另一个排气端口朝向前方的所述潜堤，所述三通电磁阀2.1的控制端连接到所述控制系统7，各所述排气管2排列成一横排。进气管4、升降机3与控制系统7连接的信号线缆以及升降机3的供电电缆三者形成复合体，其中，进气管4为最内层，信号线缆及供电电缆为中间层，最外层为防腐防水密封材料层。本专利技术一种组合式自适应防波堤的实施例2，主要结构与实施例1相同，不同之处在于排气管，实施例的2排气管包括出气口朝上的直排气管和排气口朝向所述潜堤的弯头排气管，各所述直排气管下端连接第一汇总管，第一汇总管与所述进气管通过第一电磁阀连接，各所述弯头排气管下端本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种组合式自适应防波堤，包括潜堤，其特征在于，在所述潜堤一侧靠近岸边的水面下设置升降机，所述升降机的升降装置上固定若干个直立的排气管，所述排气管的下端通过进气管与空气压缩机的出气口连通，所述升降机的控制端及空气压缩机的控制端均与控制系统连接，所述控制系统中设置有无线接收模块，有一探测浮标包括浮体及浮体上设置的波浪仪、无线传输模块、太阳能电池板及储能电池，所述波浪仪的信号输出端与所述无线传输模块连接，所述波浪仪和无线传输模块均由所述储能电池供电。

【技术特征摘要】
1.一种组合式自适应防波堤，包括潜堤，其特征在于，在所述潜堤一侧靠近岸边的水面下设置升降机，所述升降机的升降装置上固定若干个直立的排气管，所述排气管的下端通过进气管与空气压缩机的出气口连通，所述升降机的控制端及空气压缩机的控制端均与控制系统连接，所述控制系统中设置有无线接收模块，有一探测浮标包括浮体及浮体上设置的波浪仪、无线传输模块、太阳能电池板及储能电池，所述波浪仪的信号输出端与所述无线传输模块连接，所述波浪仪和无线传输模块均由所述储能电池供电。2.按照权利要求1所述的组合式自适应防波堤，其特征在于，所述空气压缩机及控制系统设置在靠近所述潜堤的岸边上，所述空气压缩机及升降机的供电电源设置在所述岸边上，所述探测浮标设置在所述潜堤与所述升降机之间的水面上。3.按照权利要求1或2所述的组合式自适应防波堤，其特征在于，各所述排气管上端设置一个三通电磁阀，所述三通电磁阀包括一个进气端口和两个排气端口，所述进气端口与所述排气管上端连通，所述两个排气端口中的一个排气端口朝上，另一个排气端口朝向前方的所述潜堤，所述三通电磁阀的控制端连接到所述控制系统，各所述排气管排列成一横排。4.按照权利要求1或2所述的组合式自适应防波堤，其特征在于，所述排气管包括出气口朝上的直排气管和排气口朝向所述潜堤的弯头排气管，各所述直排气管下端连接第一汇总管，第一汇总管与所述进气管通过第一电磁阀连接，各所述弯头排气管下端连接第二汇总管，第二汇总管与所述进气管通过第二电磁阀连接，所述第一电磁阀及第二电磁阀的控制端连接到所述控制系统，所述直排气管与弯头排气管间隔排列成一横排。5.按照权利要求1或2所述的组合式自适应防波堤，其特征在于，所述进气管和所述升降机与所述控制系统连接的信号线缆以及所述升降机的供电电缆形成复合线缆，所述复合线缆中，所述进气管为最内层，所述信号线缆及供电电缆为中间层，最外层为防腐防水密封材料层。6.按照权利要求3所述的组合式自适应防波堤，其特征在于，所述进气管和所述升降机与所述控制系统连接的信号线缆以及所述升降机的供电电缆形成复合线缆，所述复合线缆中，所述进气管为最内层，所述信号...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘勇，王心玉，梁丙臣，尹则高，
申请(专利权)人：中国海洋大学，
类型：发明
国别省市：山东,37