Способ волногашения Российский патент 2024 года по МПК E02B3/06 

Изобретение относится к строительству берегозащитных сооружений.

Известен волногаситель с вертикальными трубами различной гибкости (ВВТ), содержащий в качестве волногасящих элементов трубы, собранные в объемную конструкцию, при этом вертикальные трубы имеют убывающие по направлению к берегу значения диаметра и толщины стенки, и, в зависимости от величины этих значений, последовательно установлены на донной плите тремя группами [1].

Данный волногаситель гасит поток волны, способствует задержанию наносов в пляжной зоне, но для большой протяженности берега установка сплошного ряда данных волногасителей может быть слишком затратной.

Авторам также известно техническое решение волногасителя с колодцами-завихрителями (ВКЗ), представляющего собою объемную конструкцию, включающую донную плиту, приемный короб с сужающимся водоводом, цилиндрический колодец-завихритель со дном и пандусом, при этом все элементы волногасителя выполнены закрытыми сверху, а колодец-завихритель - открытым, кроме этого, волногаситель выполнен двусторонним, перехватывающим поток как со стороны открытого моря, так и с берега [2].

Данный волногаситель гасит поток волны, способствует намыву наносов в пляжной зоне, но для большой протяженности берега установка ряда данных волногасителей может быть недостаточно эффективной.

Известно изобретение «Способ борьбы с прибрежной эрозией» [3], заключающийся в установке ряда пустотелых железобетонных блоков-волногасителей формы параллелепипеда или призматических, загружаемых местным грунтом в качестве балласта и устанавливаемых в ряд в виде линейного сооружения, таким образом, что между отдельными элементами может проходить вода; волногасители могут устанавливаться в несколько ярусов по высоте и каким-либо способом в плановом расположении.

Основными недостатками данного изобретения являются недостаточная эффективность волногашения и задержания наносов в пляжной зоне.

Примем указанное изобретение за прототип.

Цель настоящего изобретения - гашение энергии морских волн для защиты берега от размыва, а также намыв, сохранение и восстановление пляжей.

Цель достигается тем, что создают вдоль берега на дне моря ряд волногасителей в зоне разрушения волн, при этом используют два конструктивно разных вида волногасителей: волногасители с вертикальными трубами (ВВТ) различной гибкости и волногасители с колодцами-завихрителями (ВКЗ), комбинируют и объединяют волногасители по 3-6 штук в секции так, чтобы в каждой секции волногаситель с колодцами-завихрителями был размещен между волногасителями с вертикальными трубами, а между секциями создают промежутки шириною, равной ширине одного-двух волногасителей.

В некоторых случаях, при защите участков берега, подверженных особенно резкому воздействию морской стихии, предлагается устраивать дополнительный ряд волногасителей. Дополнительный ряд, состоящий только из волногасителей с вертикальными трубами (ВВТ) устраивают на больших глубинах, чем основной ряд.

Сущность изобретения поясняется рисунками:

на фиг. 1 - рисунок основного ряда волногасителей, объединенных в секции, вид сверху;

на фиг. 2 - рисунок двух рядов волногасителей, вид сбоку;

Для осуществления способа волногашения основной ряд 4 (фиг. 2) устанавливают на дно моря в зоне разрушения волн параллельно берегу. Волногасители с вертикальными трубами (ВВТ) 1 и волногасители с колодцами-завихрителями (ВКЗ) 2 (фиг. 1) устанавливают в ряду 4 с минимальными технологическими зазорами, вплотную друг к другу по 3-6 штук в секции, комбинируя их так, чтобы в каждой секции волногаситель с колодцами-завихрителями 2 был размещен между волногасителями с вертикальными трубами 1, а между секциями создают промежутки 3 шириною, равной ширине одного-двух волногасителей 1, 2.

Эти промежутки 3 устраиваются обязательно, они служат для проникновения массы воды, переносимой особо крупными волнами, особо насыщенными наносами к берегу; именно эти наносы, попав в узкую зону между рядом волногасителей и берегом, распределяются далее достаточно равномерно по берегу, и их снос обратно в море оказывается затрудненным самими волногасителями 1, 2 секций, как ВКЗ 2, создающими вертикальные винтообразные течения, так и ВВТ 1, благодаря уменьшению по направлению к берегу величины свободного пространства между трубами, и, как следствие, затруднению обратного захвата наносов с берега, а также выполненному в донной плите донному порогу, способствующему подъему и дополнительному направлению к берегу донных наносов. Наносы, поступающие из открытого моря, также поступают через приемный короб ВКЗ 2 и, менее усиленно, в свободное пространство между трубами ВВТ 1.

При работе волногасителей ВКЗ 2, более низких, чем ВВТ1, а также при работе свободного промежутка 3 между секциями, куда волны проходят легче, чем те, которые взаимодействуют с волногасителями ВВТ 1, - туда именно устремляется основной поток наносов, переносимых волнами по принципу перераспределения наносов при неравномерном распределении расхода воды по живому сечению потока [4, 5]. При работе более гибких стержней ВВТ 1, которые располагаются ближе к берегу, над ними образуется винтообразное течение с горизонтальной осью, которое эффективно гасит волновую энергию и способствует равномерному перераспределению наносов по длине вдоль берега.

При косом подходе волны ее удар приходится в основном на угол ВВТ 1 каждой секции, и при этом масса потока разделяется на две части - массу, идущую к берегу и массу, идущую вдоль него. Разрушенные волны бывают насыщенными песчано-галечными частицами при их наличии в прибрежных отложениях; и их дальнейшее поведение влияет на эффективность предлагаемой системы сооружений. Ту часть массы потока, которая идет к берегу, используют для занесения наносами пляжной зоны, а ту часть массы потока, которая идет вдоль берега, используют для рассредоточения наносов у ряда 4.

В некоторых случаях, при защите особо ответственных объектов на берегу и участков самого берега, подверженных особенно резкому воздействию морской стихии, предлагается устраивать не один, а два ряда волногасителей, установленных вдоль берега. «Дальний» от берега ряд 5 состоит только из волногасителей ВВТ 1, он воспринимает удары набегающих волн и уменьшает их высоту, а также взмучивавает наносы и затрудняет их обратный отток с берега; «ближний» ряд 4, состоящий из волногасителей ВВТ (1) и ВКЗ (2) более эффективно гасит волны, пропускает взмученные наносы в сторону пляжа и не дает им уходить обратно, в сторону моря. Ближний ряд располагается в пределах прибойной зоны моря, а дальний - в пределах мелководной; глубина воды в пределах одной и другой конструкции может различаться приблизительно раза в два.

При использовании двух рядов волногасящих конструкций функции между ними распределяются как указано выше. «Дальний» ряд 5 воспринимает удар волн благодаря передней группе вертикальных труб с решеткой, выполненную их соединением с горизонтальными трубами, соединенными с косо установленными трубами на донной плите ВВТ 1 и, в первую очередь, разбивает их, гасит.Волногасители ВКЗ 2 между ВВТ 1 «ближнего» ряда 4, создают вертикальные винтообразные течения, тормозящие поток, переносят наносы к берегу, используя периодичность волн. Таким образом, ближний ряд 4 способствует более эффективному поступлению наносов к берегу.

В результате способ волногашения обеспечивает защиту, обновление и намыв пляжных территорий за счет: создания одного-двух рядов (4 или 4, 5) линейного сооружения из волногасителей; разбивания волн первыми жесткими рядами труб ВВТ 1; образования винтообразных течений с горизонтальными и вертикальными осями вращений на волногасителях ВВТ 1 и ВКЗ 2 соответственно; использованием эффекта периодичности набегания волн с поднятием наносов от уровня дна до поверхности, удерживанием их в этом положении и их смывом следующей набегающей волной к берегу; недопущением смываемых волной наносов обратно в море путем их захватывания двусторонними волногасителями ВКЗ 2 при их обратном смыве; подъемом к поверхности потока и смывом набегающей волной обратно к берегу.

Ссылки на источники:

1. Полезная модель «Волногаситель», патент РФ №217766 зарегистрированный 17.04.2023 г.

2. Заявка РФ на изобретение «Волногаситель и его варианты» №2023107668 от 28.03.2023 г.

3. Изобретение «Способ борьбы с прибрежной эрозией», патент США №4954012 от 04.09.1990 г.

4. SU159461 А1 Жулаев Р.Ж. Боковой водозабор. 1963.12.07.

5. Данелия Н.Ф. Водозаборные сооружения на реках с обильными донными наносами. - М., Колос, 1964. 336 с.

Изобретение относится к строительству берегозащитных и берегоукрепительных сооружений. Способ волногашения состоит в том, что используют два вида волногасителей: волногасители с вертикальными трубами (ВВТ) и волногасители с колодцами-завихрителями (ВКЗ) путем комбинирования и объединения их в секции. В зоне разрушения волн вдоль берега на дне моря в ряд размещают волногасители, объединяя их по 3-6 штук в секции с минимальными технологическими зазорами между волногасителями. В каждой секции между ВВТ размещают ВКЗ. Между секциями создают промежутки шириной, равной ширине одного-двух волногасителей. Изобретение обеспечивает защиту и намыв пляжных территорий путем образования винтообразных течений с вертикальными и горизонтальными осями вращения на ВВТ и ВКЗ соответственно и использованием эффекта периодичности набегания волн с поднятием наносов от уровня дна до поверхности, удерживанием их в этом положении и их смывом следующей набегающей волной к берегу, недопущением смываемых волной наносов обратно в море путем их захватывания ВКЗ, подъемом к поверхности потока и смывом набегающей волной обратно к берегу. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Способ волногашения, заключающийся в том, что создают вдоль берега на дне моря ряд прибрежных волногасящих сооружений, состоящих из отдельных волногасителей, отличающийся тем, что для построения ряда в зоне разрушения волн используют два конструктивно разных вида волногасителей: волногасители с вертикальными трубами различной гибкости и волногасители с колодцами-завихрителями, комбинируют и объединяют волногасители по 3-6 штук в секции так, чтобы в каждой секции волногаситель с колодцами-завихрителями был размещен между волногасителями с вертикальными трубами, а между секциями создают промежутки шириной, равной ширине одного-двух волногасителей.

2. Способ волногашения по п. 1, отличающийся тем, что на больших глубинах, чем основной ряд, устраивают дополнительный ряд, состоящий только из волногасителей с вертикальными трубами.