СПОСОБ ГАШЕНИЯ ЭНЕРГИИ ВОЛН В ПРИБРЕЖНОЙ МОРСКОЙ ЗОНЕ Российский патент 1999 года по МПК E02B3/06 

Техническое решение относится к области защиты народнохозяйственных объектов прибрежной зоны при шторме, цунами, которые сопровождаются волновыми процессами, воздействующими на любые препятствия и разрушающие их.

Известно гидротехническое сооружение, предназначенное для гашения энергии волн, которое осуществляется элементами гашения, выполняемыми в виде оболочек, которые оснащает поплавковыми элементами и крепят к донному грунту верхний и нижний края оболочки (Сергеев Б.Т., "Облегченные гидротехнические сооружения", учебное пособие, Днепропетровский сельскохозяйственный институт, 1983 г., стр. 16, фиг. 64, 65). Недостатком такого технического решения следует считать восприятие волновой нагрузки оболочкой, которая должна испытать нагрузку, соизмеримую со стальной конструкцией, что маловероятно.

Известно техническое решение, в котором подавление энергии волн также осуществляют полотном, закрепленные своими краями на донном грунте, причем верхний край удерживается поплавками в вертикальном положении (а.с. N 1237738, кл. E 02 B 9/04, 1986 г.).

Недостатком технического решения также является его недостаточная эффективность из-за значительных удельных нагрузок, что приведет либо к разрушению, либо к подтоплению поплавков с верхней кромкой полотна. Целью технического решения является устранение указанного недостатка, а именно:
- возможность гашения энергии волн любой разрушительной силы;
- повышенная несущая способность и, следовательно, надежность.

Поставленная цель достигается тем, что силовое воздействие на волновой процесс оказывают путем сообщения путем сообщения равной скорости водной массе на ее поверхности и в придонной полости, соответственно к берегу и в сторону моря.

Пояснение к способу:
1. Выполнение устройства по техническому решению.

На дно устанавливают поворотную с лопастями систему, которая охватывает зону у поверхности соды и у донного грунта. При возникновении движения водной массы такая система начнет вращаться.

2. На поверхности воды при шторме возникает движение волн, причем неравномерное: гребень волны имеет максимальную скорость, а впадина может иметь и обратный ход водной массы или нулевое значение (по крайней мере, скорость впадины меньше скорости гребня). Водная масса гонится на берег и ветром, а после воздействия движения водной массы от ветра и от выхода гребня на прибрежную зону происходит ее отток в сторону моря с захватом грунта, частей сооружений. Т. е. имеет место изменение скорости на поверхности воды вплоть до обратного. В придонной зоне скорость либо отсутствует вообще, либо мало меняется как из-за инерционности, так и из-за трения о донный грунт. На глубине 100 метров вообще влияние шторма отсутствует. На всех промежуточных глубинах влияние будет изменяться в зависимости от глубины.

Лопасти приобретут среднюю постоянную скорость ее колебания на поверхности. Причем средняя скорость линейная на лопастях будет либо ускорять движение водной массы на поверхности, либо тормозить ее движение. В любом случае будет происходить нарушение стационарного волнового процесса, который формировался вдалеке от побережья. Это первое обстоятельство, которое будет приводит к гашению энергии волн, т.к. будут наблюдаться разрывы или вспучивания водной массы.

Вторым обстоятельством будет удерживание отливной волны (обратной) в сторону моря, что создаст повышенный уровень воды и, следовательно, будет играть роль гидравлического дополнительного сопротивления. Третьим обстоятельством можно считать то, что нижние слои водной массы приобретут постоянное движение в сторону моря. Это будет создавать водный баланс и создавать дополнительное сопротивление для поверхностных волн. Т.е., в конечном итоге, будет наблюдаться:
- нарушение цикличности процесса,
- возникновение дополнительного гидравлического сопротивления как для прямой, так и для обратной волны,
- принудительное обратной течение в придонной зоне.

Все эти обстоятельства приведут к гашению энергии волнового процесса.

3. Поворотная лопастная система должна быть с опорами в виде салазок для ее установки буксирами и возможности передвижения для защиты ограниченной зоны, например, берега города. При отсутствии волнения все системы из отдельных элементов стаскиваются в определенное место и не обязательно на берег. Сама конструкция проста и легко выполнима. Конечно, желательно иметь ее высоту наибольшей. Во время шторма можно получать эл. энергию от вращения лопастей, если к их валу подсоединить генератор.

Достигаются все поставленные цели, которые были сформулированы выше.

Изобретение относится к гидротехнике, а именно к способам защиты объектов народного хозяйства от штормовых волн. Водной массе сообщают равные и противоположно направленные скорости на поверхности в сторону берега, в придонной зоне -в сторону моря. Силовое воздействие осуществляют посредством поворотной системы с лопастями. Способ позволяет нарушить цикличность волнового процесса, создать дополнительное гидравлическое сопротивление, что приведет к повышению эффективности гашения энергии волн.

Способ гашения энергии волн в прибрежной морской зоне, заключающийся в силовом воздействии на них, отличающийся тем, что силовое воздействие оказывают путем сообщения равных и противоположно направленных скоростей водной массе на поверхности и в придонной зоне, соответственно к берегу и в сторону моря.