一種自感應式氣泡堆石潛堤的制作方法

本發明屬于海岸工程技術領域，涉及一種消減外海波浪作用、防止海岸侵蝕的淹沒式防波堤，具體說是一種自感應式氣泡堆石潛堤。

背景技術：

防波堤是一種比較常見的水工建筑物，具有防止海岸侵蝕、維持港池內水域平穩、保證船舶通航安全等作用。防波堤通常有出水堤和潛堤兩種，潛堤由于其設置在水面之下，不破壞海岸自然景觀而被經常采用。

目前，潛堤的消浪性能主要依賴潛堤的淹沒深度、堤頂寬度、入射波周期和波高等參數。潛堤一旦修建完工，其消浪能力是一定的，在一些較為惡劣的海況下，采用單獨的潛堤結構，經常難以達到預期的消浪效果。

技術實現要素：

本發明為解決現有技術存在的上述問題，提供一種自感應式氣泡堆石潛堤，可以根據實測波浪參數，分析波浪能量的大小進而調節消波控制變量，提高傳統堆石潛堤在惡劣海況下的掩護效果。

本發明的目的是通過以下技術方案實現的：

一種自感應式氣泡堆石潛堤，包括堤座，其特征在于，所述堤座上設置空氣壓縮機和供電的儲能器，所述空氣壓縮機分別連接進氣管和排氣管，所述排氣管豎直設置在所述堤座上，所述進氣管為軟管，所述進氣管的上端與一探測浮標連接，所述探測浮標包括浮體、波高測量設備及太陽能電池板，所述波浪儀的信號輸出端通過第1電纜與一控制器連接，所述控制器通過第2電纜與所述空氣壓縮機的信號接收端連接，所述太陽能電池板通過第3電纜連接所述儲能器。對上述技術方案的改進：所述的堤座為堆石形成前后為坡面的臺體，所述堤座的頂面為平面。

對上述技術方案的進一步改進：所述的波高測量設備為波浪儀或浪流儀。

對上述技術方案的進一步改進：所述排氣管沿所述堤座的頂面縱向均勻排列成一排，各所述排氣管的高度及其排氣口的排氣方向一致。

對上述技術方案的進一步改進：所述的空氣壓縮機配置一儲氣罐，所述空氣壓縮機與所述儲氣罐的進氣口連通，所述儲氣罐上的出氣口上設置比例電磁閥，所述比例電磁閥與所述排氣管的下端連通，所述控制器通過第4電纜與所述比例電磁閥的控制端連接。

對上述技術方案的進一步改進：所述空氣壓縮機、儲氣罐及儲能器封閉在所述堤座內，所述的控制器封閉在所述浮體內。

對上述技術方案的進一步改進：所述進氣管與所述第2-4電纜集成為復合體，最外層為防腐防水材料層，中間層為所述第2-4電纜，最內層為所述進氣管。

本發明與現有技術相比的優點和積極效果是：

本發明基本上不占用水面空間，安裝和拆卸方便。可以根據探測浮標測得的潛堤前方波浪參數，分析波浪能量的大小，自動給出信號，進而調節排氣管的排氣量，達到更加經濟、有效的消波效果，尤其是提高堆石潛堤在惡劣海況下的掩護效果。

附圖說明

圖1是本發明一種自感應式氣泡堆石潛堤的結構示意圖；

圖2是本發明一種自感應式氣泡堆石潛堤的控制原理框圖。

圖中：1-堤座、2-排氣管、3-復合體、4-探測浮標、5-空氣壓縮機、6-儲氣罐、7-儲能器、8-比例電磁閥、9-波浪儀、10-控制器。

具體實施方式

以下結合附圖對本發明作進一步詳細描述：

參見圖1、圖2，本發明提供一種自感應式氣泡堆石潛堤的實施例，包括堤座1，在堤座1上設置空氣壓縮機5和供電的儲能器7，空氣壓縮機5分別連接進氣管和排氣管2，排氣管2豎直設置在堤座1上，進氣管為軟管，進氣管的上端與一探測浮標4連接，探測浮標4包括浮體、波高測量設備及太陽能電池板，上述波高測量設備的信號輸出端通過第1電纜與一控制器10連接，控制器10通過第2電纜與空氣壓縮機5的信號接收端連接，上述太陽能電池板通過第3電纜連接儲能器7。上述波高測量設備可選用常規的波浪儀9或浪流儀。波浪儀9可以測量波浪的波高、周期等參數，而浪流儀可以測量波浪的波高和流速。

具體而言：如圖1所示，上述的堤座1為堆石形成前后為坡面的臺體，堤座1的頂面為平面，堤座1頂面至水面距離為H，堤座1底面至水面距離為d。排氣管沿所述堤座的頂面縱向均勻排列成一排，各所述排氣管的高度及其排氣口的排氣方向一致。控制器10可以封閉在所述浮體內，也可以封閉在上述的堤座1內。

上述的空氣壓縮機有兩種供氣方式：第一種是空氣壓縮機5直接連接排氣管2，由控制器10直接控制空氣壓縮機5的轉速，進而調節排氣管2的排氣量，達到更加經濟、有效的消波效果；如圖1所示，第二種是空氣壓縮機5配置一儲氣罐6，空氣壓縮機5與儲氣罐6的進氣口連通，在儲氣罐6上的出氣口上設置比例電磁閥8，比例電磁閥8與排氣管2的下端連通，控制器10通過第4電纜與比例電磁閥8的控制端連接。由控制器10控制空氣壓縮機5的開閉，儲氣罐6接受由空氣壓縮機5輸出的壓縮空氣并貯存，由控制器10直接控制比例電磁閥8的開啟大小，進而調節排氣管2的排氣量，達到更加經濟、有效的消波效果。

為了保證空氣壓縮機5、儲氣罐6及儲能器7不受侵蝕，將空氣壓縮機5、儲氣罐6及儲能器7封閉在堤座1內。

為使進氣管及電纜結構緊湊且不受侵蝕，進氣管與所述第2-4電纜集成為復合體3，復合體3的最外層為防腐防水材料層，中間層為第2-4電纜，最內層為進氣管。

使用時，在指定水域用堆石形成前后為坡面的臺體作為堤座1，且堤座1的頂面為平面。并在堤座1內封閉安裝空氣壓縮機5、儲氣罐6、儲能器7。將若干排氣管2縱向排列豎直固定在堤座1頂面上，排氣管2與儲氣罐6連通。將探測浮標4投放到指定水域的水面上，通過進氣管與所述第2-4電纜集成的復合體3連接到堤座1上。探測浮標4上設置的波浪儀9測量來波的波高、周期等海浪參數，控制器10根據這些參數來判斷波浪能量的大小，控制器10根據此信號來控制空氣壓縮機5的轉速或比例電磁閥8開啟大小，進而控制排氣管2的出氣量。

本發明的消波原理：利用安裝在潛堤1上的排氣管2釋放壓縮空氣，形成空氣簾幕達到降低堤后波高的目的。

a．在氣泡作用下，在水體表面形成水平流，使得波浪所固有的水質點運動軌跡遭到破壞，使波浪破碎、波能衰減，導致波高減少；

b．另一方面，波浪在氣幕前發生部分反射，使得透過氣幕的透射波高有所減小。

本發明的優勢：基本不占用水面空間，基建投資小，安裝和拆卸方便。根據探測浮標4測得的波浪的波高、周期等信息，分析波浪能量的大小，給出信號，進而調節排氣管的出氣量，達到更加經濟、有效的消波效果。加入太陽能板、儲能器7和控制器10自動控制后，整個裝置更加節能。由于進氣管自身斷面很小，所受波流作用力較小，可以比較容易通過浮標上的物體固定。

當然，上述說明并非是對本發明的限制，本發明也并不限于上述舉例，本技術領域的普通技術人員，在本發明的實質范圍內所做出的變化、改型、添加或替換，也屬于本發明的保護范圍。