运用在造波系统的水池墙壁消波结构[实用新型专利]

(12)实用新型专利

(10)授权公告号 CN 212477588 U(45)授权公告日 2021.02.05

(21)申请号 202021870489.5(22)申请日 2020.08.31

(66)本国优先权数据

202021362197.0 2020.07.10 CN

(73)专利权人 珠江水利委员会珠江水利科学研

究院

地址 510610 广东省广州市天河区天寿路

80号(72)发明人 陈俊　邢方亮　王磊　徐奕蒙　

丘瑾炜　郭泽斌　王天奕　(74)专利代理机构 深圳市壹品专利代理事务所

(普通合伙) 44356

代理人 江文鑫(51)Int.Cl.

E02B 3/06(2006.01)

(54)实用新型名称

运用在造波系统的水池墙壁消波结构(57)摘要

公开本实用新型涉及波浪模拟的技术领域，

了运用在造波系统的水池墙壁消波结构，包括支撑架、碎石层、第一海绵层、多个消波管道，波浪朝向支撑架推进时，首先与碎石层接触，碎石层对波浪起到破碎作用，波浪拍打在碎石层上，从整体被破碎为小股的波浪，并消耗波浪的能量，破碎后的波浪再经过第一海绵层，进一步消耗波浪的能量；消波管道具有入水口和出水口，入水口抵接第一海绵层，出水口竖直朝下，从第一海绵层流出的水流大部分直接从入水口进入消波管道，从消波管道的出水口朝下流出，波浪经过消波结构的多次能量消耗，最终回到水池中，避免波浪与水池墙壁直接碰撞产生反射波，可以有效提高波浪模拟实验的精确度。

E02B 1/02(2006.01)G01M 10/00(2006.01)

(ESM)同样的发明创造已同日申请发明专利

权利要求书1页 说明书4页 附图2页

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权　利　要　求　书

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1.运用在造波系统的水池墙壁消波结构，其特征在于，包括支撑架、碎石层、第一海绵层、多个消波管道，所述支撑架的底端朝下延伸形成多个固定部，所述固定部与水池的底面呈固定布置，所述支撑架的背部抵接水池墙壁，所述支撑架的顶端与水池的上边沿高度相等，所述支撑架的两侧面呈直角三角形，所述支撑架具有朝向水池中央的斜面，所述斜面朝上倾斜，所述碎石层设置在所述斜面上，所述第一海绵层设置在所述碎石层之下，且贴合所述碎石层，所述碎石层、第一海绵层均与所述斜面呈平行布置，所述消波管道固定在所述支撑架上，且所述消波管道处于所述第一海绵层的下方，多个所述消波管道呈并列布置，所述消波管道具有入水口和出水口，所述入水口抵接所述第一海绵层，所述出水口竖直朝下。

2.如权利要求1所述的运用在造波系统的水池墙壁消波结构，其特征在于，所述消波管道包括出水段和多个入水段，所述入水段的上端具有所述入水口，所述出水段的下端具有所述出水口，多个所述入水段的下端均与所述出水段的上端相连通，多个所述入水段呈上下间隔布置。

3.如权利要求2所述的运用在造波系统的水池墙壁消波结构，其特征在于，所述入水段的内径自上而下逐渐减小。

4.如权利要求3所述的运用在造波系统的水池墙壁消波结构，其特征在于，所述出水段的外周具有多个第一消波孔，多个所述第一消波孔均匀分布在所述出水段的外周面。

5.如权利要求4所述的运用在造波系统的水池墙壁消波结构，其特征在于，所述支撑架的底部安装有底板，所述底板上均匀分布有多个第二消波孔，所述底板的上端面铺设有第二海绵层，所述出水口朝下正对所述第二海绵层。

6.如权利要求5所述的运用在造波系统的水池墙壁消波结构，其特征在于，所述支撑架的背部安装有背板，所述背板上均匀分布有多个第三消波孔，所述背板的内侧面铺设有第三海绵层。

7.如权利要求6所述的运用在造波系统的水池墙壁消波结构，其特征在于，所述第一海绵层、第二海绵层、第三海绵层均由多层海绵叠合形成。

8.如权利要求1-7任意一项所述的运用在造波系统的水池墙壁消波结构，其特征在于，所述碎石层包括网框和碎石料，所述网框固定在所述支撑架的斜面上，所述碎石料装在所述网框中，所述网框的网孔内径小于所述碎石料的直径。

9.如权利要求8所述的运用在造波系统的水池墙壁消波结构，其特征在于，所述网框的材料为硬质塑料。

10.如权利要求1-7任意一项所述的运用在造波系统的水池墙壁消波结构，其特征在于，所述支撑架的斜面与地面之间的夹角小于45°。

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运用在造波系统的水池墙壁消波结构

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技术领域

[0001]本实用新型专利涉及波浪模拟的技术领域，具体而言，涉及运用在造波系统的水池墙壁消波结构。

背景技术

[0002]由于波浪和水流是海洋工程、海岸工程和港口工程中的主要荷载，因此在海洋、海岸和港口工程的规划、设计和施工中都需要了解波浪的作用。目前了解波浪荷载的常用方法有现场观测、物理模型试验和数值模拟3种。[0003]到目前为止，有些实际问题不能单纯用数学分析方法去解决，现场观测也很难实现，因此在实验水槽或港池中模拟波浪和海流，可以为海洋工程、港口海岸工程和水工结构的设计、科研、使用条件提供可靠依据。

[0004]在实验水槽或港池中模拟波浪和海流，水池内的直立墙会使波浪产生反射，反射波在造波板和边界之间往复运动，形成二次和多次反射波，这些反射波与入射波相互干扰、相互叠加，形成非常复杂的波系，反射波会对波浪模拟实验的精度造成不良影响。实用新型内容

[0005]本实用新型的目的在于提供运用在造波系统的水池墙壁消波结构，旨在解决现有技术中，波浪模拟实验中由于水池的直立墙产生反射波的问题。[0006]本实用新型是这样实现的，运用在造波系统的水池墙壁消波结构，包括支撑架、碎石层、第一海绵层、多个消波管道，所述支撑架的底端朝下延伸形成多个固定部，所述固定部与水池的底面呈固定布置，所述支撑架的背部抵接水池墙壁，所述支撑架的顶端与水池的上边沿高度相等，所述支撑架的两侧面呈直角三角形，所述支撑架具有朝向水池中央的斜面，所述斜面朝上倾斜，所述碎石层设置在所述斜面上，所述第一海绵层设置在所述碎石层之下，且贴合所述碎石层，所述碎石层、第一海绵层均与所述斜面呈平行布置，所述消波管道固定在所述支撑架上，且所述消波管道处于所述第一海绵层的下方，多个所述消波管道呈并列布置，所述消波管道具有入水口和出水口，所述入水口抵接所述第一海绵层，所述出水口竖直朝下。[0007]进一步地，所述消波管道包括出水段和多个入水段，所述入水段的上端具有所述入水口，所述出水段的下端具有所述出水口，多个所述入水段的下端均与所述出水段的上端相连通，多个所述入水段呈上下间隔布置。[0008]进一步地，所述入水段的内径自上而下逐渐减小。[0009]进一步地，所述出水段的外周具有多个第一消波孔，多个所述第一消波孔均匀分布在所述出水段的外周面。[0010]进一步地，所述支撑架的底部安装有底板，所述底板上均匀分布有多个第二消波孔，所述底板的上端面铺设有第二海绵层，所述出水口朝下正对所述第二海绵层。[0011]进一步地，所述支撑架的背部安装有背板，所述背板上均匀分布有多个第三消波

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孔，所述背板的内侧面铺设有第三海绵层。[0012]进一步地，所述第一海绵层、第二海绵层、第三海绵层均由多层海绵叠合形成。[0013]进一步地，所述碎石层包括网框和碎石料，所述网框固定在所述支撑架的斜面上，所述碎石料装在所述网框中，所述网框的网孔内径小于所述碎石料的直径。[0014]进一步地，所述网框的材料为硬质塑料。[0015]进一步地，所述支撑架的斜面与地面之间的夹角小于45°。[0016]与现有技术相比，本实用新型提供的运用在造波系统的水池墙壁消波结构，支撑架的底端朝下延伸形成多个固定部，固定部与水池的底面呈固定布置，支撑架的背部抵接水池墙壁，使得支撑架被固定，避免被波浪冲击而移动，支撑架的顶端与水池的上边沿高度相等，使得消波结构覆盖水池的整个墙壁面，防止部分波浪越过支撑架的上方与水池墙壁接触而产生反射波；支撑架的两侧面呈直角三角形，支撑架具有朝向水池中央的斜面，斜面朝上倾斜，碎石层设置在斜面上，第一海绵层设置在碎石层之下，且贴合碎石层，碎石层、第一海绵层均与斜面呈平行布置，波浪朝向支撑架推进时，首先与碎石层接触，碎石层对波浪起到破碎作用，波浪拍打在碎石层上，从整体被破碎为小股的波浪，并消耗波浪的能量，减小其产生反射波的可能性，破碎后的波浪再经过第一海绵层，被第一海绵层吸收缓冲，进一步消耗波浪的能量；消波管道固定在支撑架上，且消波管道处于第一海绵层的下方，多个消波管道呈并列布置，消波管道具有入水口和出水口，入水口抵接第一海绵层，出水口竖直朝下，从第一海绵层流出的水流大部分直接从入水口进入消波管道，从消波管道的出水口朝下流出，在消波管道中流动的水流再次消耗能量，最终回到水池，波浪经过消波结构的多次能量消耗，最终回到水池中，避免波浪与水池墙壁直接碰撞产生反射波，可以有效提高波浪模拟实验的精确度。

附图说明

[0017]图1是本实用新型的运用在造波系统的水池墙壁消波结构的整体结构示意图；[0018]图2是消波结构的左视剖切图；[0019]图3是网框的俯视图。

具体实施方式

[0020]为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

[0021]以下结合具体实施例对本实用新型的实现进行详细的描述。[0022]本实施例的附图中相同或相似的标号对应相同或相似的部件；在本实用新型的描述中，需要理解的是，若有术语“上”、“下”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。[0023]参照图1-3所示，为本实用新型提供的较佳实施例。

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本实施例提供的运用在造波系统的水池墙壁消波结构，可以用于水池波浪模拟实

验，当然，其也可以用于其它场合的波浪模拟，不仅限制于本实施例中的运用。[0025]运用在造波系统的水池墙壁消波结构，包括支撑架11、碎石层12、第一海绵层13、多个消波管道14，支撑架11的底端朝下延伸形成多个固定部15，固定部15与水池的底面呈固定布置，支撑架11的背部抵接水池墙壁，支撑架11的顶端与水池的上边沿高度相等，支撑架11的两侧面呈直角三角形，支撑架11具有朝向水池中央的斜面，斜面朝上倾斜，碎石层12设置在斜面上，第一海绵层13设置在碎石层12之下，且贴合碎石层12，碎石层12、第一海绵层13均与斜面呈平行布置，消波管道14固定在支撑架11上，且消波管道14处于第一海绵层13的下方，多个消波管道14呈并列布置，消波管道14具有入水口和出水口，入水口抵接第一海绵层13，出水口竖直朝下。

[0026]上述的运用在造波系统的水池墙壁消波结构，支撑架11的底端朝下延伸形成多个固定部15，固定部15与水池的底面呈固定布置，支撑架11的背部抵接水池墙壁，使得支撑架11被固定，避免被波浪冲击而移动，支撑架11的顶端与水池的上边沿高度相等，使得消波结构覆盖水池的整个墙壁面，防止部分波浪越过支撑架11的上方与水池墙壁接触而产生反射波；支撑架11的两侧面呈直角三角形，支撑架11具有朝向水池中央的斜面，斜面朝上倾斜，碎石层12设置在斜面上，第一海绵层13设置在碎石层12之下，且贴合碎石层12，碎石层12、第一海绵层13均与斜面呈平行布置，波浪朝向支撑架11推进时，首先与碎石层12接触，碎石层12对波浪起到破碎作用，波浪拍打在碎石层12上，从整体被破碎为小股的波浪，并消耗波浪的能量，减小其产生反射波的可能性，破碎后的波浪再经过第一海绵层13，被第一海绵层13吸收缓冲，进一步消耗波浪的能量；消波管道14固定在支撑架11上，且消波管道14处于第一海绵层13的下方，多个消波管道14呈并列布置，消波管道14具有入水口和出水口，入水口抵接第一海绵层13，出水口竖直朝下，从第一海绵层13流出的水流大部分直接从入水口进入消波管道14，从消波管道14的出水口朝下流出，在消波管道14中流动的水流再次消耗能量，最终回到水池，波浪经过消波结构的多次能量消耗，最终回到水池中，避免波浪与水池墙壁直接碰撞产生反射波，可以有效提高波浪模拟实验的精确度。[0027]消波管道14包括出水段16和多个入水段17，入水段17的上端具有入水口，出水段16的下端具有出水口，多个入水段17的下端均与出水段16的上端相连通，多个入水段17呈上下间隔布置。

[0028]水平方向上有多个消波管道14并列布置，可以覆盖第一海绵层13水平方向上的大部分位置，竖直方向上有多个入水段17上下间隔布置，可以覆盖第一海绵层13竖直方向上的大部分位置，同一个消波管道14上的多个入水段17可以接收从第一海绵层13同一水平位置而不同高度位置流出的水流，并集中汇入同一个出水段16，再流到水池中；因此利用多个消波管道14即可接收大部分从第一海绵层13流出的水流，剩余的少部分水流直接回到水池中，能量较少，不会对实验精确度造成影响。[0029]入水段17的内径自上而下逐渐减小，使得入水口尽可能开阔，可以尽量接收大部分从第一海绵层13流出的水流。

[0030]出水段16的外周具有多个第一消波孔18，多个第一消波孔18均匀分布在出水段16的外周面，水流流经消波管道14的出水段16时，一部分从第一消波孔18扩散流出，经过第一消波孔18的破碎作用，消耗水流中的能量。

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支撑架11的底部安装有底板19，底板19上均匀分布有多个第二消波孔20，底板19

的上端面铺设有第二海绵层21，出水口朝下正对第二海绵层21，无论是从出水段16的出水口直接流下的水流还是从第一消波孔18扩散流出的水流，都会落在第二海绵层21上，经过第二海绵层21的缓冲，再从底板19的第二消波孔20流到水池中。[0032]支撑架11的背部安装有背板22，背板22上均匀分布有多个第三消波孔23，背板22的内侧面铺设有第三海绵层24，若是波浪比较高，部分波浪直接越过支撑架11的上方，流入支撑架11背部与水池墙壁之间，容易在水池墙壁作用下产生反射波，在这种情况下产生的反射波会冲击在背板22上，经过第三消波孔23的消波破碎，再经过第三海绵层24的缓冲，最终流入水池中，有效防止了波浪过高时反射波的发生。[0033]第一海绵层13、第二海绵层21、第三海绵层24均由多层海绵叠合形成，对水流可以起到有效的缓冲作用。

[0034]碎石层12包括网框和碎石料，网框固定在支撑架11的斜面上，碎石料装在网框中，网框的网孔内径小于碎石料的直径，朝向消波结构冲击的波浪首先接触碎石层12，波浪从网框的网孔进入，冲击在碎石料上，碎石料对波浪起到有效的破碎作用，同时碎石料不容易被波浪冲刷破坏，可以长期使用，减少更换的频率，也有效地保护了处于碎石层12下方的第一海绵层13，避免其直接受到冲刷。[0035]网框的材料为硬质塑料，在保证强度的同时，可以防止长期泡在水中，受到侵蚀而损坏，相较于金属材料，提高了网框的使用寿命。

[0036]支撑架11的斜面与地面之间的夹角小于45°，具体可以是30°，避免夹角过大，波浪对消波结构造成太大的冲击力，损坏消波结构；同时增大碎石层12与波浪的接触面积，增强碎石层12对波浪的破碎效果。[0037]使用过程中，多个支撑架11并排布置在水池墙壁处，可以完整覆盖整面墙壁。[0038]以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

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