近年来,固定式防波堤应用广泛,但是它的一些弊端也在实践中显现出来,固定式防波堤使水体的循环受到限制,泥沙容易在港内造成淤积,使通航水深减
近年来,固定式防波堤应用广泛,但是它的一些弊端也在实践中显现出来,固定式防波堤使水体的循环受到限制,泥沙容易在港内造成淤积,使通航水深减小,使得船舶通航困难,且容易破坏港池内的生态平衡。随着掩护水域的增加,施工水位也随之增加,固定式防波堤施工技术也更加复杂,使工程造价大大增加 。由于波浪的大部分能量集中在水体的表层,在水面以下2倍和3倍波高水深范围内的水层分别集中了约90%和98%的波浪能量,传统的斜坡式防波堤使用较少的材料抵御大部分波能,材料的使用与波能的分布极不合理,不能达到工程的优化。所以,研究能够应用于深水的大型浮式防波堤变成了当前的研究热点,迎来了开发利用浮式防波堤的一个新时期。
浮式防波堤的主要优点有:
(1) 利用环保低廉的材料建造防波堤,科学合理地消浪;
(2) 施工量小,工程造价低廉,不易受水深影响,并且能够适用于水深不同的海域;
(3) 对于海域为软土地基,施工安装不需要对地基做特殊的处理;
(4) 底部无阻挡,使海水能够较为顺畅的交换,对岸线、海湾或河口等掩护区域生态环境影响极小;
(5) 施工时间段,节约时间,结构可拼装,并且材料环保利用率高;
(6) 与传统防波堤相似有防御灾害、临时性军事防护等的功能。
鉴于以上优点,浮式防波堤可适应水深较大的深海。可以解决传统固定式防波堤的地基承载力不够、潮差的影响和港池内外水流交换等情况,使得研究浮式防波堤更具有实际的应用意义。
1.2浮式防波堤发展和研究概况
1.2.1浮式防波堤的结构形式
1.2.2浮式防波堤的消浪特征研究
1.2.2.1国外研究
1.2.3浮式防波堤的应用实例
1.3本文主要工作
本文提出圆木型和垂帘式两种型式柔性浮式防波堤,通过实验室二维水槽物理模型试验研究,系统科学地探讨两种型式柔性浮式防波堤的消浪特性,重点研究相对堤宽、波陡、和有无浮板结构对柔性浮堤消浪性能的影响。
本文的主要内容如下:
(1)介绍论文研究的目的和意义,简述浮式防波堤的的几种主要结构形式、国内外研究现状和现在国内外的应用实例,并提出本文的主要工作。
(2)分别分析圆木型和垂帘式两种型式柔性浮式防波堤的设计机理,重点介绍二维水槽物理模型试验设备与仪器、模型结构设计与布置及试验波要素和试验过程。
(3)通过试验透射系数,分别分析两种柔性浮堤在二维水槽波浪条件下消浪性能的优劣,探讨了相对宽度、波陡和有无浮板对两种柔性浮堤透射系数的影响。
(4)根据两种型式柔性浮堤在二维水槽中试验现象和结果,对比了两种型式柔性浮堤在相同原型波高和试验波长条件下的消浪性能,分析两种型式柔性浮堤消浪性能的不同,为柔性浮式防波堤的发展提供数据支持和理论依据。
(5)对本文两种型式柔性浮堤试验的主要结论进行总结和探讨,并对柔性浮堤下一步的研究工作做出展望。