一种能够与外海进行充分水体交换的防波堤与消波方法技术

本发明专利技术提供了一种能够与外海进行充分水体交换的防波堤与消波方法，防波堤包括本体、至少一个第一基体、至少一个第二基体；第一基体沿顺海流方向设置于本体的前方侧，第二基体沿逆海流方向设置于本体的后方侧，在第一基体与第二基体之间形成用于与外海进行充分水体交换的容纳空间；第一基体具有两排以上的前缺口部，每一前缺口部包括多个第一消波缺口，第二基体具有两排以上的后缺口部，每一后缺口部包括多个第二消波缺口；第一消波缺口在高度方向上设置为与第二消波缺口至少部分重叠。本发明专利技术一方面可以起到防浪减波的效果，另一方面湾内水体与外海之间能够进行充分水体交换，在起到保存沙滩的同时将对生态的影响降到最低。

【技术实现步骤摘要】
一种能够与外海进行充分水体交换的防波堤与消波方法
本专利技术属于港口工程
，具体涉及一种基于波的多缝衍射与干涉机理进行设计的能够与外海进行充分水体交换的防波堤与消波方法。
技术介绍
防波堤是重要的港口防护建筑物，可以阻断外海波浪向港区的传播，防止波浪对码头等港内设施的破坏，使港内具有良好的泊稳和作业条件。在台山市上、下川岛做调查时发现，上、下川岛整体为基岩侵蚀海岸，大块基岩、礁石裸露在外，基本无沙滩资源，为了更好的吸引游客，曾在外地运优质沙子到当地，但由于风浪的冲刷，外运进来的沙子基本上很快就被冲走。为了保存沙子(沙滩)，在头湾沙滩附近修建了防波堤，后来发现防波效果不够，现又继续加长防波堤，目前沙子(沙滩)倒是得到了较好的保护，但由于目前所采用的防波堤完全隔绝了海洋与湾内水体交换，形成了封闭的水域，造成水体质量变差，破坏了附近海域的生态系统。因此需要开发能够进行水体交换的防波堤。中国专利201910128802.3公开了一种防波堤，通过迎波组件起到消耗波能的作用，利用第一迎波板与弧形过渡板阻挡波浪浪峰，减小波浪峰值，实现初次减能；第一迎波板、第二迎波板、第三迎波板围成消减区，当波浪从第一迎波板落下或过渡板反射后，通过减能孔进入消减区，利用减能孔与消减区进行二次减能；通过消浪组件提高消浪效果，减小透浪率，利用第一消浪板、第二消浪板、第三消浪板完成多次消浪过程；波浪经过消浪槽破碎后，实现初次消浪；然后进入消浪区，经过第二消浪板、第三消浪板，实现二次消浪；通过减荡组件使防波堤尽快恢复平静，利用第一减荡板、第二减荡板消减海浪造成的水下震荡波，减小水下震荡波对防波堤的冲击力。中国专利201610633405.8公开了一种多功能防波堤，包括坝体，坝体上安装有放绳机，所述坝体内安装有过流通道，坝体的一侧安装有挡浪墙，所述挡浪墙下方安装有助泊系统；所述助泊系统的下方安装有闸门，放绳机上设有钢丝绳，所述钢丝绳通过滑轮组并穿过布设在坝体内的通道一与闸门连接。中国专利201811648138.7公开了一种透空式防波堤，包括桩基，包括透空的桩基本体以及设置于桩基本体顶部的承台；挡浪板，设置在桩基本体上。该现有技术中在一定程度上通过插入海底的挡浪板可以消除海面的波浪，但根据我们地质调查发现，海浪对海岸的冲刷侵蚀，除了表面肉眼可见的浪花，还有海水深层的暗流、涌浪，其对海岸的侵蚀仍不可小觑。所以透空式防波堤在防止、减弱暗流、涌浪等方面，存在较大缺陷。此外，透空式防波堤仍为传统意义上的连续型防波堤，虽较之前的防波堤在水体交换方面有了较大改善，但对于鱼类或水生哺乳动物等，仍有较大的影响，如前述的上、下川岛头湾附近的海域，之前会有中华白海豚出没，现在海豚基本已难觅其踪迹，另外之前有人在那钓过比较大的鱼，现在基本也同样绝迹，可见连续型防波堤对水生动物影响较大。综上，现有技术的缺陷主要集中于：1)难以阻止、减弱深层海水的涌浪、暗流；2)阻止了较大水生动物与人类亲近的机会，如中华白海豚，同样阻止了鱼类的栖息与繁衍，影响了海钓产业；3)施工较为复杂，设置了大量的可转动的挡浪板、板面、挡浪墙等结构，损坏率较高、维修复杂。
技术实现思路
针对现有技术的缺陷，本专利技术提供了一种能够与外海进行充分水体交换的防波堤与消波方法，一方面可以起到防浪减波的效果，另一方面湾内水体与外海之间能够进行充分水体交换，在起到保存沙滩的同时将对生态的影响降到最低。本专利技术的具体技术方案如下：一种能够与外海进行充分水体交换的防波堤，包括：本体；至少一个第一基体；以及至少一个第二基体；其中第一基体沿顺海流方向以第一预设角度倾斜设置于本体的前方侧，第二基体沿逆海流方向以第二预设角度倾斜设置于本体的后方侧，在第一基体与第二基体之间形成用于与外海进行充分水体交换的容纳空间；其中第一基体具有上下设置的两排以上的前缺口部，每一前缺口部包括以第一预设间隔设置的多个第一消波缺口，第二基体具有上下设置的两排以上的后缺口部，每一后缺口部包括以第二预设间隔设置的多个第二消波缺口；其中第一消波缺口在高度方向上设置为与第二消波缺口至少部分重叠。在本专利技术的上述技术方案中，第一基体与第二基体分别形成“障碍物”，前缺口部与后缺口部分别形成“狭缝”，进而将第一基体、第二基体构建为能够进行多缝衍射的模型，外海的水波在传递过程中，以第一基体为例，平行单波长水波在垂直于第一基体方向上传播，与第一基体相遇时，一部分波浪被第一基体阻挡，另一部分波浪将通过第一基体上间隔的第一消波缺口进入第一基体的后方侧。进一步的，本专利技术中设计相同尺寸的第一消波缺口、第二消波缺口，则水波通过第一消波缺口、第二消波缺口后将形成一系列振动情况相同的相干波源，这些相干波源在第一基体、第二基体的后方侧发生相互叠加，产生干涉现象，水流能量被再分配，形成强弱相间的能量带分布形式，以在进行水体交换的同时，达到对湾内的水体进行自减浪、自消波的效果。其中，第一预设间隔与第二预设间隔之间相同和/或不相同。根据本专利技术的另一种具体实施方式，进一步包括阻浪板，阻浪板分别设置于前缺口部与后缺口部，用作封堵或者打开前缺口部和/或后缺口部。其中，阻浪板可以更好的起到碎浪的作用。根据本专利技术的另一种具体实施方式，进一步包括铰链驱动装置，铰链驱动装置包括驱动器、由驱动器驱动的铰链和滑道，阻浪板滑动设在滑道上并且阻浪板与铰链之间连接。其中，铰链可以为连杆式结构，也可以为闭环链条式结构，还可以为行程推杆式结构，以通过铰链带动阻浪板沿滑道进行有序滑动，进而实现封堵或者打开前缺口部和/或后缺口部的过程。根据本专利技术的另一种具体实施方式，进一步包括用于稳固第一基体与第二基体的支撑框架，支撑框架位于容纳空间内。根据本专利技术的另一种具体实施方式，进一步包括护面块体，护面块体分别设置于第一基体的前方侧和第二基体的后方侧。根据本专利技术的另一种具体实施方式，第一预设角度为30°～60°，第二预设角度为45°～90°，并且第一预设角度设置为不超过第二预设角度。本专利技术同时提供了一种能够与外海进行充分水体交换的消波方法，包括提供具有以断续的消波缺口为水平通道的基体以建立多缝衍射，外海的原始水波与基体相遇后，其中一部分被基体本身所阻挡，剩余一部分沿水平通道进入基体的后方侧形成相干水波源并在基体的后方侧相互叠加，进行水流能量的再分配。在本专利技术的上述技术方案中，外海的原始水波接近具有相同的波长，其在穿过水平通道时形成多缝衍射，由于穿过水平通道的水波的波长相同，能够在基体的后方侧形成相干水波源并在基体的后方侧相互叠加，进行水流能量的再分配，从而达到将通过基体交换后的水波进行自减浪、自消波的效果，起到调节湾内与外海水体平衡的目的。根据本专利技术的另一种具体实施方式，提供至少两个基体，并在两个基体之间形成容纳空间，容纳空间内的水体通过其中一个基体上的水平通道与外海进行水体交换，湾内水体通过剩余一个基体上的水平通道与容纳空间本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种能够与外海进行充分水体交换的防波堤，其特征在于，包括：/n本体；/n至少一个第一基体；以及/n至少一个第二基体；/n其中所述第一基体沿顺海流方向以第一预设角度倾斜设置于所述本体的前方侧，所述第二基体沿逆海流方向以第二预设角度倾斜设置于所述本体的后方侧，在所述第一基体与所述第二基体之间形成用于与外海进行充分水体交换的容纳空间；/n其中所述第一基体具有上下设置的两排以上的前缺口部，每一所述前缺口部包括以第一预设间隔设置的多个第一消波缺口，所述第二基体具有上下设置的两排以上的后缺口部，每一所述后缺口部包括以第二预设间隔设置的多个第二消波缺口；/n其中所述第一消波缺口在高度方向上设置为与所述第二消波缺口至少部分重叠。/n

【技术特征摘要】
1.一种能够与外海进行充分水体交换的防波堤，其特征在于，包括：
本体；
至少一个第一基体；以及
至少一个第二基体；
其中所述第一基体沿顺海流方向以第一预设角度倾斜设置于所述本体的前方侧，所述第二基体沿逆海流方向以第二预设角度倾斜设置于所述本体的后方侧，在所述第一基体与所述第二基体之间形成用于与外海进行充分水体交换的容纳空间；
其中所述第一基体具有上下设置的两排以上的前缺口部，每一所述前缺口部包括以第一预设间隔设置的多个第一消波缺口，所述第二基体具有上下设置的两排以上的后缺口部，每一所述后缺口部包括以第二预设间隔设置的多个第二消波缺口；
其中所述第一消波缺口在高度方向上设置为与所述第二消波缺口至少部分重叠。


2.如权利要求1所述能够与外海进行充分水体交换的防波堤，其特征在于，进一步包括阻浪板，所述阻浪板分别设置于所述前缺口部与所述后缺口部，用作封堵或者打开所述前缺口部和/或所述后缺口部。


3.如权利要求2所述能够与外海进行充分水体交换的防波堤，其特征在于，进一步包括铰链驱动装置，所述铰链驱动装置包括驱动器、由所述驱动器驱动的铰链、和滑道，所述阻浪板滑动设在所述滑道上并且所述阻浪板与所述铰链之间连接。


4.如权利要求1所述能够与外海进行充分水体交换的防波堤，其特征在于，进一步包括用于稳固所述第一基体与所述第二基体的支撑框架，所述支撑框架位于所述容纳空间内。


5.如权利要求1所述能够与外海进行充分水体交换的防波堤，其特征在于，所述第一预设角度...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭峰，陆野，李出安，黄红威，罗俊超，阳峰，林振文，庄文明，
申请(专利权)人：广东省海洋地质调查院，
类型：发明
国别省市：广东;44