防冲刷的仿生草结构及海上风机基础防冲刷保护装置的制作方法

本实用新型涉及海上风电工程技术领域，尤其是涉及一种防冲刷的仿生草结构及海上风机基础防冲刷保护装置。

背景技术：

海上风力发电机组的地基基础所处环境十分复杂，在海洋动力作用下，海床沉积物容易被海底水流带走，在基础周围形成冲刷坑。冲刷作用使基础埋深减少，地基基础的承载力及上部结构的稳定性受到严重影响。现有的海上风机基础防冲刷措施，多采用如抛石法和沙袋法，但是，这两种措施属于被动防御措施，覆盖掩护范围边缘容易产生冲刷现象，且这两种措施并不能保证长久的防冲刷效果，当抛石和沙袋等覆盖物被海底水流冲离海床设计保护范围，海床基础亦会受到冲刷的影响，防冲刷效果较差。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种防冲刷的仿生草结构及海上风机基础防冲刷保护装置，以解决现有技术中存在抛石法和沙袋法属于被动防御措施，覆盖掩护范围边缘容易产生冲刷现象，且该法效果并不能保证长久，当抛石和沙袋等覆盖物被海底水流冲离海床设计保护范围，海床基础亦会受到冲刷的影响，防冲刷效果较差的技术问题。

本实用新型提供了一种防冲刷的仿生草结构，包括多个防冲刷单元，所述防冲刷单元包括第一固定基体及多根第一漂浮带，多根所述第一漂浮带沿所述第一固定基体的长度方向间隔分布，其中，所述第一漂浮带的一端与所述第一固定基体固定连接，所述第一漂浮带的另一端自由设置；多个所述防冲刷单元之间通过第二固定基体连接；所述第二固定基体上还设置有第二漂浮带，其中，所述第二漂浮带的一端所述第二固定基体固定连接，所述第二漂浮带的另一端自由设置。

进一步地，多个所述防冲刷单元沿所述第二固定基体的长度方向间隔分布。

进一步地，所述第二固定基体的数量为多根，多根所述第二固定基体之间间隔设置。

进一步地，所述第二固定基体上的所述第二漂浮带的数量为多根，多根所述第二漂浮带沿所述第二固定基体的长度方向间隔分布。

进一步地，所述第一漂浮带的材质为聚乙烯或聚丙烯。

进一步地，所述第二漂浮带的材质为聚乙烯或聚丙烯。

进一步地，多个所述防冲刷单元之间以等间距的形式布设；或，多个所述防冲刷单元之间以等差间距的形式布设。

进一步地，所述第一漂浮带的横截面呈圆形或多边形；所述第二漂浮带的横截面呈圆形或多边形。

进一步地，所述第一固定基体呈封闭的圆环状；或，所述第一固定基体呈长条状。

本实用新型还提供了一种海上风机基础防冲刷保护装置，包括所述的防冲刷的仿生草结构。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果为：

本实用新型提供的防冲刷的仿生草结构，包括多个防冲刷单元，防冲刷单元包括第一固定基体及多根第一漂浮带，多根第一漂浮带沿第一固定基体的长度方向间隔分布，其中，第一漂浮带的一端与第一固定基体固定连接，第一漂浮带的另一端自由设置；多个防冲刷单元之间通过第二固定基体连接；第二固定基体上还设置有第二漂浮带，其中，第二漂浮带的一端第二固定基体固定连接，第二漂浮带的另一端自由设置。通过采用第一漂浮带来模仿海草，并使其另一端自由设置，这样在海水在作用下，第一漂浮带会来回浮动。当第一漂浮带遇到风机基础周边海底水流时，能通过自身运动降低水流流速，进而降低水流的挟沙能力，以减小海水对风机基础的冲刷，另外，水流的挟沙能力降低后，还能使泥沙在第一漂浮带及风机基础附近形成泥沙淤积，而泥沙淤积能够增强风机基础的稳固性，从而达到增强防冲刷的效果；而设置的第二漂浮带能够起到与第一漂浮带相同的防冲刷效果，综上所述，本实用新型提供的防冲刷的仿生草结构，能够化被动为主动，促进泥沙淤积在海床基础周边，以从根源上起到防止基础被冲刷的效果，并且，其造价低、耐腐蚀性好、施工难度低，能够带来长久的防冲刷效果，防冲刷效果好。

本实用新型还提供的海上风机基础防冲刷保护装置，包括所述的防冲刷的仿生草结构。基于上述分析可知，本实用新型提供的海上风机基础防冲刷保护装置，能够化被动为主动，促进泥沙淤积在海床基础周边，以从根源上起到防止基础被冲刷的效果，并且，其造价低、耐腐蚀性好、施工难度低，能够带来长久的防冲刷效果，防冲刷效果好。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例一提供的防冲刷的仿生草结构的立体图；

图2为图1中A处的局部放大示意图；

图3为图1中B处的局部放大示意图；

图4为本实用新型实施例一提供的防冲刷的仿生草结构的主视图；

图5为本实用新型实施例一提供的防冲刷的仿生草结构的俯视图。

图中：

101-第一固定基体；102-第一漂浮带；103-第二固定基体；104-第二漂浮带。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

实施例一

参见图1至5所示，本实用新型实施例一提供了一种防冲刷的仿生草结构，包括多个防冲刷单元，防冲刷单元包括第一固定基体101及多根第一漂浮带102，多根第一漂浮带102沿第一固定基体101的长度方向间隔分布，其中，第一漂浮带102的一端与第一固定基体101固定连接，第一漂浮带102的另一端自由设置，也就是说，第一漂浮带102的另一端能够自由活动；多个防冲刷单元之间通过第二固定基体103连接；第二固定基体103上还设置有第二漂浮带104，其中，第二漂浮带104的一端第二固定基体103固定连接，第二漂浮带104的另一端自由设置，也就是说，第二漂浮带104的另一端能够自由活动。

具体而言，每个防冲刷单元中，多根第一漂浮带102沿第一固定基体101的长度方向等间距分布。第一固定基体101、第一漂浮带102、第二固定基体103和第二漂浮带104均呈长条状。每个防冲刷单元的第一固定基体101均与第二固定基本连接。第一漂浮带102的密度小于水的密度，第二漂浮带104的密度小于水的密度，这样第一漂浮带102的另一端自由设置及第二漂浮带104的另一端自由设置后，能够随海水一起浮动，以减小水流的速度。

传统的抛石法和沙袋法属于被动防御措施，以覆盖掩护的方式保护海床基础周边的土颗粒不被水流带走，但覆盖掩护范围边缘容易产生冲刷现象，且该法效果并不能保证长久，当抛石和沙袋等覆盖物被海底水流冲离海床设计保护范围，海床基础亦会受到冲刷的影响，所以，传统的防冲刷措施在施工完成后需要定期监测并补充砂石原料。该实用新型实施例一提供的防冲刷的仿生草结构通过采用第一漂浮带102来模仿海草，并使其另一端自由设置，这样在海水在作用下，第一漂浮带102会来回浮动。当第一漂浮带102遇到风机基础周边海底水流时，能通过自身运动降低水流流速，进而降低水流的挟沙能力，以减小海水对风机基础的冲刷，另外，水流的挟沙能力降低后，还能使泥沙在第一漂浮带102及风机基础附近形成泥沙淤积，而泥沙淤积能够增强风机基础的稳固性，从而达到增强防冲刷的效果；而设置的第二漂浮带104能够起到与第一漂浮带102相同的防冲刷效果。

该实施例可选的方案中，多个防冲刷单元沿第二固定基体103的长度方向间隔分布。每个防冲刷单元的第一固定基体101的长度方向与第二固定基体103的长度方向相垂直。这样，多个防冲刷单元便成行分布或成列分布。

该实施例可选的方案中，多个防冲刷单元之间以等间距的形式布设，也就是说，相邻两个防冲刷单元之间的间距均相等。

需要说明的是，多个防冲刷单元之间还可以以等差间距的形式布设，也就是说，相邻两个防冲刷单元之间的间距形成等差数列。具体的，该等差数列为逐渐递减的等差数列；离风机基础最远的两个防冲刷单元之间的间距为最大值，离风机基础最近的两个防冲刷单元之间的间距为最小值，这样可以逐渐减小海水的流速，以增加防冲刷，积聚淤泥的效果。

该实施例可选的方案中，第一漂浮带102的横截面呈圆形或多边形，具体的第一漂浮带102的截面为矩形；第二漂浮带104的横截面呈圆形或多边形，具体的第二漂浮带104的横截面为矩形。

该实施例可选的方案中，第一漂浮带102的材质为聚乙烯或聚丙烯。其中，聚乙烯为高密度聚乙烯(HDPE)、聚丙烯为高密度聚丙烯(HDPP)，并且它们的造价低，耐腐蚀性好，具有永久性的防冲效果。。需要说明的是，该实施例中，第一漂浮带102的材质还可以为其它的密度小于水的材质。

该实施例可选的方案中，第二固定基体103的数量为多根，多根第二固定基体103之间间隔设置。

具体而言，第二固定基体103的数量为两根，两根第二固定基体103之间平行间隔设置。每个防冲刷单元中，第一固定基体101的一端与其中一根第二固定基体103固定连接，第一固定基体101的另一端与另一根第二固定基体103固定连接。

该实施例可选的方案中，第二固定基体103上的第二漂浮带104的数量为多根，多根第二漂浮带104沿第二固定基体103的长度方向间隔分布。多根第二漂浮带104沿第二固定基体103的长度方向以等间距的形式分布或以等差间距的形式分布。需要说明的是，第二固定基体103的数量还可以为三个以上，这样多个第一固定基体101与多个第二固定基体103之间成纵横交错分面，形成网格状，从而能够增强第一漂浮带102和第二漂浮带104的布设密度。

该实施例可选的方案中，第二漂浮带104的材质为聚乙烯或聚丙烯。其中，聚乙烯为高密度聚乙烯(HDPE)、聚丙烯为高密度聚丙烯(HDPP)，并且它们的造价低，耐腐蚀性好，具有永久性的防冲效果。需要说明的是，该实施例中，第二漂浮带104的材质还可以为其它的密度小于水的材质。

需要说明的是，该实施例中，第一固定基体101还可以呈封闭的圆环状；而第一固定基体101呈长条状，也就是说，第一固定基体101的两端没有相互对接。多个第一固定基体101以同心圆的形式布设，且每个圆的半径不相同。另外，第一漂浮带102的另一端还可以设置有一空心球，这样可以保证第一漂浮带102的挺直状态。第二漂浮带104的另一端还可以设置有一空心球，这样可以保证第二漂浮带102的挺直状态。另外，为了避免相邻两个防冲刷单元中的第一漂浮带102的相互缠绕，第一漂浮带102的长度可以不大于两个相邻的防冲刷单元之间的间距。另外，为了防止海洋生物进入防冲刷单元，防冲刷的仿生草结构还可以包括海洋生物生态引导系统或用来驱赶海洋生物的机械振动器，其中，海洋生物生态引导系统或用来驱赶海洋生物的机械振动器为现有技术，其具体结构不再具体阐述。

实施例二

本实施例中二的防冲刷的仿生草结构是在实施例一基础上的改进，实施例一中公开的技术内容不重复描述，实施例一公开的内容也属于本实施例公开的内容。

该实施例中，防冲刷的仿生草结构，还包括压载物，用于使防冲刷单元具备沉于海底的能力，第一固定基体101和第二固定基体103均与压载物固定连接。压载物包括混凝土块、沙袋或锚杆中的至少一种，当采用锚杆时，第一固定基体101和第二固定基体103通过锚杆固定。

综上所述，本实用新型实施例一或实施例二提供的防冲刷的仿生草结构能够实现重复利用，以减少海洋的污染，防冲刷的仿生草结构布置于海床基础周围能够有效减缓水流流速，化被动防御为主动防御，促进泥沙沉积在基础周围，以主动防御的方法取得永久的海上风机基础防冲刷效果；并且具有造价低，耐腐蚀，施工难度低的特点。

实施例三

本实用新型还提供了一种海上风机基础防冲刷保护装置，包括实施例一或实施例二提供的防冲刷的仿生草结构。防冲刷的仿生草结构的数量为多个，使用时，将防冲刷的仿生草结构的各个部件组成完成后，将其吊装至海床基础(即风机基础)边上位置，以布满设计的防冲刷范围。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。此外，本领域的技术人员能够理解，尽管在此所述的一些实施例包括其它实施例中所包括的某些特征而不是其它特征，但是不同实施例的特征的组合意味着处于本实用新型的范围之内并且形成不同的实施例。例如，在下面的权利要求书中，所要求保护的实施例的任意之一都可以以任意的组合方式来使用。