一种半潜式消浪装置的制作方法

本实用新型属于海域控制领域，具体涉及一种半潜式消浪装置。

背景技术：

一直以来，波浪对人类的工程活动与文明发展带来了许多负面影响。天然岸坡和堤岸构筑物在波浪冲蚀下会不断被淘刷、磨蚀、搬运以致最终破坏，危及工程安全。传统意义上的消浪装置工程造价大，在材料实用上和对波能消耗上不成比例，例如斜披式消浪装置，虽然其结构形式和实际施工不难，消波能力比较可观，但是在深水区海域，波能最集中的水面处用了最少的材料，而在波能最小的水底耗费了大量的材料，性价比大打折扣，而直立式消浪装置的过于笨重，自重很大，对基地要求很高，且容易发生沉降，整个结构物的消波减浪的效果就要减退。并且因传统式防波堤坐地式结构特点，防波堤后所掩护的水域内水体的循环受到限制，容易产生泥沙淤积，近海生态以及渔业受到影响，港内水体易受到污染。浮式消浪装置有许多传统意义上的消浪装置所不具备的优点。它可有效防止海水污染，因为其具有很强的海水交换功能。随着水深的增加，其造价比固定式便宜的多。因其对地基的要求不高，所以可以很容易的应用在软土海床水域，不需要另进行地基处理，且安放位置可以很容易的改变。另外，浮体、缆绳和锚具都很容易制造，浮式消浪装置具有重量轻、结构简单、经济成本低、适合机动性布置等优点。浮式消浪装置还具有不破坏水域的整体性和生态环境，不改变水流和泥沙运动条件的特点，特别适合地质条件不好的海域，为保障浮礁和网箱等的安全，以及避免风浪造成的损失，可采用浮式消浪装置进行掩护。

浮式消浪装置通常是由金属，钢筋混泥土和塑料材料制造的浮式构件和锚泊系统组成的防浪设施。根据其消浪机理分为反射型，波浪破碎型与摩擦型。反射型结构的部分入射波的能量到远海，同时衰减透射波；反射和波浪破碎型结构易于使波浪破碎，同时衰减透射波和反射波；摩擦型主要是利用摩擦衰减入射波能量，由波浪能量幅值的衰减使得透射波浪衰减。但是浮式消浪装置大部分都浮在水面上，特别对于海滨浴场等旅游场所，这样会造成海域景观的破坏，感官效果将大打折扣。本实用新型半潜式消浪装置可以很好的解决这一问题，对海滨浴场等的景观不会造成破坏，对岸滩的侵蚀及淤积有一定保护作用。

技术实现要素：

为解决上述技术问题，本实用新型提供一种半潜式消浪装置，包括若干个相互连接的模型单元，所述模型单元包括空心管和网兜，在空心管的上下两端填入圆柱形泡沫柱，空心管下端管壁的对称位置设有孔，网兜通过孔安装到空心管的下端，模型单元通过缆绳连接在锚桩上，潜至水面以下。

空心管的上下两端开口，圆柱形泡沫柱由空心管的上、下两端入口处分别填入空心管的上端和下端。

本实用新型的空心管，主要起消浪作用；空心管下端的网兜，不仅可以平衡浮力还可以养殖贝类带来经济效益；模型单元靠锚桩固定。这样浮力与重力相平衡，使得模型单元全部潜在水下。为增大消浪装置的浮力，在空心管的上下两端填有圆柱形泡沫柱。

优选在空心管的上端还设有盖体，将空心管的上下两端填入圆柱形泡沫柱后，将盖体与空心管的上端由防水密封胶密封，这样可以起到更好的防水作用。

所述模型单元之间由塑封胶片连接，塑封胶片两端由卡扣分别固定在模型单元上。所述卡扣为两个半圆形，两个半圆形的对接处通过螺丝固定连接有塑封胶片，使塑封胶片通过卡扣固定连接在模型单元上。这样有利于掌握模型间距，并且单元体间连接较稳定，防止波浪来时单元体被打乱缠绕。

所述模型单元垂直潜至水面以下，排列为长方体或正方体结构消浪装置。垂直潜入水面下方，相较于模型单元斜着潜至水面以下操作更简单易控，不仅可以不破坏水域的整体性和生态环境，不改变水流和泥沙运动条件的特点，特别适合地质条件不好的海域。为保障浮礁和网箱等的安全提供掩护，以及避免风浪造成的损失，可采用浮式消浪装置进行掩护，还减少对海岸线的侵蚀和淤积，又给养殖提供空间，带来经济效益，同时，模型全部潜至水面以下，不会对海域景观造成破坏，一举多得。

优选模型单元上端距离水面0-0.06m，这样越贴近水面，模型高度在波高范围，很好的扰乱水质点的运动，波浪的越浪量变小，消波效果越明显。

所述空心管材料为PPR(无规共聚聚丙烯)。具有节能节材、环保、轻质高强、耐腐蚀、内壁光滑不结垢等优点。

本实用新型还提供一种消浪方法，包括如下步骤：A将空心管下端对称的管壁上打孔，上下两端填有圆柱形泡沫柱，网兜通过孔安装到空心管的下端，得到模型单元；B将模型单元相互连接；C将模型单元通过缆绳连接在锚桩上，全部潜至水面以下。

所述模型单元垂直潜至水面以下，排列为长方体或正方体消浪装置。

优选模型单元上端距离水面0-0.06m。

本实用新型的有益效果是本实用新型消浪装置可以全部潜入水面以下，不会造成海域景观的破坏，既增强了海水交换能力，减少沉积，防止海水污染，又可以使海岸的侵蚀情况有所缓解；在造价方面，要比传统坐底式防波堤制作简单，可操作性强，价格更低廉；在消浪装置的每一个单元体下面都附着网兜，这样既可以充当阻尼结构，破坏水质的运动，进而挡浪，增大了消波能力，使波能量损耗破坏，又可以养殖贝类等，带来很好的经济效益。当波浪传到消浪装置前时，遇到消浪装置会使波高减小，越浪量随之减小，波高由大变小的过程中波浪会破碎，进而起到消浪减能的作用。另外空心管材料为PPR，具有节能节材、环保、轻质高强、耐腐蚀、内壁光滑不结垢等优点。

附图说明

图1为本实用新型消浪装置。

图2为本实用新型消浪装置的俯视图。

图3为本实用新型消浪装置的测试示意图。

图4为对比实施例1波高为0.06m不同间距对比折线图。

图5为对比实施例1波高为0.09m不同间距对比折线图。

图6为对比实施例1波高为0.06m四种不同下潜深度对比折线图。

图7为对比实施例1波高为0.09m四种不同下潜深度对比折线图。

图8本实用新型实施例1波高为0.06m时，模型不同纵向间距时消浪装置的消浪结果。

图9本实用新型实施例1波高为0.09m时，模型不同纵向间距时消浪装置的消浪结果.

图10本实用新型实施例1入射波高为0.06m，模型不同下潜深度的对比，波浪经消浪装置的消浪结果。

图11本实用新型实施例1入射波高为0.09m，模型不同下潜深度的对比，波浪经消浪装置的消浪结果。

图1-3中，1为空心管，2为圆柱形泡沫柱，3为网兜，4为锚桩

具体实施方式

对比实施例1

一种柔性浮筏式消浪结构，包括相互连接的模型单元，模型单元体采用圆形管(Φ50mm×200mm)，平铺于水面，圆形管的中心轴与波浪方向垂直，模型单元之间横向间距为3mm，纵向间距为200-300mm，模型单元体锚固依靠四根系缆绳连接锚桩固定。测试采用周期为0.8s、0.9s、1.0s、1.1s。波高为0.06m、0.07m、0.08m、0.09m。实验结果(见附图4-7)，表明其最小透射系数在50％-60％之间。

实施例1

如图1所示，本实用新型提供一种半潜式消浪装置，包括相互连接的模型单元，所述模型单元包括空心管1和网兜3，所述空心管1的上下两端填入圆柱形泡沫柱2，空心管1上端设有盖体，空心管1上端与盖体之间用防水密封胶密封。空心管1下端管壁上的对称位置设有孔，网兜3通过孔安装到空心管1的下端，相邻的模型单元之间由塑封胶片连接。塑封胶片两端由卡扣分别固定在模型单元上。所述卡扣为两个半圆形，两个半圆形对接后，用螺丝在对接处固定。模型单元排布为长方体消浪装置，横向(长方体宽的方向)设有12个单元模型，每个单元体间距为3cm，纵向(长方体长的方向)设有16排(16个单元模型)，每排间距12-18cm(纵向间距)。模型单元由锚链连接在锚桩上，并垂直潜至水面以下。所述空心管1结构参数为直径外径32mm，内径30mm，长15cm，所述圆柱形泡沫柱2结构参数为直径32mm，长3cm。

本实用新型消浪装置的消浪方法如下：先截取15cm长的空心管，下端对称的管壁上打孔，空心管上下两端塞入圆柱泡沫2，上端加盖并密封，网兜通过孔安装到空心管的下端，即为模型单元，将相邻的模型单元之间由塑封胶片连接，排布为长方体消浪装置，塑封胶片两端由卡扣分别固定在模型单元上。所述卡扣为两个半圆形，两个半圆形对接处通过螺丝固定连接有塑封胶片，使塑封胶片通过卡扣固定连接在模型单元上。将模型单元通过缆绳连接在锚桩4上，并潜至水面以下。

本实用新型消浪装置的测试是在三维波浪水槽中进行的，水槽长约40m，宽0.7m，试验水深0.65m，下潜深度(模型上端距离水面距离)0－0.06m，将本实用新型消浪装置的模型单元通过缆绳连接在锚桩上，垂直潜入水面下方，本实用新型消浪装置选择横向间距为3cm，模型单元之间纵向间距为12-18cm。这样随着模型单元间距的增大，模型长度相应变长，当大周期的波浪来时，使其越浪量减少，从而透射系数也会减小。

试验所采用的周期0.7s,0.8s,0.9s,1.0s,1.1s。对应波高为0.06m,0.07m,0.08m,0.09m,1.0m。当波浪传到消浪装置前时，遇到消浪装置会使波高减小，越浪量随之减小，波高由大变小的过程中波浪会破碎，进而起到消浪减能的作用。

入射波高约为0.06m，周期为0.7、0.8、0.9、1.0、1.1s时，对比不同纵向间距，波浪经过模型后，消浪结果如图8所示，最小透射系数在10％-17％左右。

入射波高为0.09m，周期为0.7、0.8、0.9、1.0、1.1s时，对比不同纵向间距，波浪经过模型后，消浪结果如图9所示，最小透射系数在12％-20％左右。

入射波高为0.06m，周期为0.7、0.8、0.9、1.0、1.1s时，模型不同下潜深度的对比，波浪经消浪装置的消浪结果如图10所示，最小透射系数在10％-40％左右。

入射波高为0.09m，周期为0.7、0.8、0.9、1.0、1.1s时，模型不同下潜深度的对比，波浪经消浪装置的消浪结果如图11所示，最小透射系数在20％-40％左右。

与对比实施例相比，本实用新型消浪装置有良好的消浪效果，消浪装置的排数越长，在小周期和小波高的作用下，消浪效果非常好，随着周期、波高的增大，消浪效果逐渐削弱。