一种自感应式气泡堆石潜堤的制作方法

本发明属于海岸工程技术领域，涉及一种消减外海波浪作用、防止海岸侵蚀的淹没式防波堤，具体说是一种自感应式气泡堆石潜堤。

背景技术：

防波堤是一种比较常见的水工建筑物，具有防止海岸侵蚀、维持港池内水域平稳、保证船舶通航安全等作用。防波堤通常有出水堤和潜堤两种，潜堤由于其设置在水面之下，不破坏海岸自然景观而被经常采用。

目前，潜堤的消浪性能主要依赖潜堤的淹没深度、堤顶宽度、入射波周期和波高等参数。潜堤一旦修建完工，其消浪能力是一定的，在一些较为恶劣的海况下，采用单独的潜堤结构，经常难以达到预期的消浪效果。

技术实现要素：

本发明为解决现有技术存在的上述问题，提供一种自感应式气泡堆石潜堤，可以根据实测波浪参数，分析波浪能量的大小进而调节消波控制变量，提高传统堆石潜堤在恶劣海况下的掩护效果。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种自感应式气泡堆石潜堤，包括堤座，其特征在于，所述堤座上设置空气压缩机和供电的储能器，所述空气压缩机分别连接进气管和排气管，所述排气管竖直设置在所述堤座上，所述进气管为软管，所述进气管的上端与一探测浮标连接，所述探测浮标包括浮体、波高测量设备及太阳能电池板，所述波浪仪的信号输出端通过第1电缆与一控制器连接，所述控制器通过第2电缆与所述空气压缩机的信号接收端连接，所述太阳能电池板通过第3电缆连接所述储能器。对上述技术方案的改进：所述的堤座为堆石形成前后为坡面的台体，所述堤座的顶面为平面。

对上述技术方案的进一步改进：所述的波高测量设备为波浪仪或浪流仪。

对上述技术方案的进一步改进：所述排气管沿所述堤座的顶面纵向均匀排列成一排，各所述排气管的高度及其排气口的排气方向一致。

对上述技术方案的进一步改进：所述的空气压缩机配置一储气罐，所述空气压缩机与所述储气罐的进气口连通，所述储气罐上的出气口上设置比例电磁阀，所述比例电磁阀与所述排气管的下端连通，所述控制器通过第4电缆与所述比例电磁阀的控制端连接。

对上述技术方案的进一步改进：所述空气压缩机、储气罐及储能器封闭在所述堤座内，所述的控制器封闭在所述浮体内。

对上述技术方案的进一步改进：所述进气管与所述第2-4电缆集成为复合体，最外层为防腐防水材料层，中间层为所述第2-4电缆，最内层为所述进气管。

本发明与现有技术相比的优点和积极效果是：

本发明基本上不占用水面空间，安装和拆卸方便。可以根据探测浮标测得的潜堤前方波浪参数，分析波浪能量的大小，自动给出信号，进而调节排气管的排气量，达到更加经济、有效的消波效果，尤其是提高堆石潜堤在恶劣海况下的掩护效果。

附图说明

图1是本发明一种自感应式气泡堆石潜堤的结构示意图；

图2是本发明一种自感应式气泡堆石潜堤的控制原理框图。

图中：1-堤座、2-排气管、3-复合体、4-探测浮标、5-空气压缩机、6-储气罐、7-储能器、8-比例电磁阀、9-波浪仪、10-控制器。

具体实施方式

以下结合附图对本发明作进一步详细描述：

参见图1、图2，本发明提供一种自感应式气泡堆石潜堤的实施例，包括堤座1，在堤座1上设置空气压缩机5和供电的储能器7，空气压缩机5分别连接进气管和排气管2，排气管2竖直设置在堤座1上，进气管为软管，进气管的上端与一探测浮标4连接，探测浮标4包括浮体、波高测量设备及太阳能电池板，上述波高测量设备的信号输出端通过第1电缆与一控制器10连接，控制器10通过第2电缆与空气压缩机5的信号接收端连接，上述太阳能电池板通过第3电缆连接储能器7。上述波高测量设备可选用常规的波浪仪9或浪流仪。波浪仪9可以测量波浪的波高、周期等参数，而浪流仪可以测量波浪的波高和流速。

具体而言：如图1所示，上述的堤座1为堆石形成前后为坡面的台体，堤座1的顶面为平面，堤座1顶面至水面距离为H，堤座1底面至水面距离为d。排气管沿所述堤座的顶面纵向均匀排列成一排，各所述排气管的高度及其排气口的排气方向一致。控制器10可以封闭在所述浮体内，也可以封闭在上述的堤座1内。

上述的空气压缩机有两种供气方式：第一种是空气压缩机5直接连接排气管2，由控制器10直接控制空气压缩机5的转速，进而调节排气管2的排气量，达到更加经济、有效的消波效果；如图1所示，第二种是空气压缩机5配置一储气罐6，空气压缩机5与储气罐6的进气口连通，在储气罐6上的出气口上设置比例电磁阀8，比例电磁阀8与排气管2的下端连通，控制器10通过第4电缆与比例电磁阀8的控制端连接。由控制器10控制空气压缩机5的开闭，储气罐6接受由空气压缩机5输出的压缩空气并贮存，由控制器10直接控制比例电磁阀8的开启大小，进而调节排气管2的排气量，达到更加经济、有效的消波效果。

为了保证空气压缩机5、储气罐6及储能器7不受侵蚀，将空气压缩机5、储气罐6及储能器7封闭在堤座1内。

为使进气管及电缆结构紧凑且不受侵蚀，进气管与所述第2-4电缆集成为复合体3，复合体3的最外层为防腐防水材料层，中间层为第2-4电缆，最内层为进气管。

使用时，在指定水域用堆石形成前后为坡面的台体作为堤座1，且堤座1的顶面为平面。并在堤座1内封闭安装空气压缩机5、储气罐6、储能器7。将若干排气管2纵向排列竖直固定在堤座1顶面上，排气管2与储气罐6连通。将探测浮标4投放到指定水域的水面上，通过进气管与所述第2-4电缆集成的复合体3连接到堤座1上。探测浮标4上设置的波浪仪9测量来波的波高、周期等海浪参数，控制器10根据这些参数来判断波浪能量的大小，控制器10根据此信号来控制空气压缩机5的转速或比例电磁阀8开启大小，进而控制排气管2的出气量。

本发明的消波原理：利用安装在潜堤1上的排气管2释放压缩空气，形成空气帘幕达到降低堤后波高的目的。

a．在气泡作用下，在水体表面形成水平流，使得波浪所固有的水质点运动轨迹遭到破坏，使波浪破碎、波能衰减，导致波高减少；

b．另一方面，波浪在气幕前发生部分反射，使得透过气幕的透射波高有所减小。

本发明的优势：基本不占用水面空间，基建投资小，安装和拆卸方便。根据探测浮标4测得的波浪的波高、周期等信息，分析波浪能量的大小，给出信号，进而调节排气管的出气量，达到更加经济、有效的消波效果。加入太阳能板、储能器7和控制器10自动控制后，整个装置更加节能。由于进气管自身断面很小，所受波流作用力较小，可以比较容易通过浮标上的物体固定。

当然，上述说明并非是对本发明的限制，本发明也并不限于上述举例，本技术领域的普通技术人员，在本发明的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换，也属于本发明的保护范围。