[发明专利]一种直立挡板式透水防波堤透浪系数计算方法

说明书

本发明涉及一种直立挡板式透水防波堤透浪系数计算方法，包括：收集防波堤的设计参数；构建物理模型；计算物理模型的透浪系数；透浪系数计算公式结构形式的初步推算；透浪系数计算公式拟合；计算堤后透射波高。本发明通过构建物理模型对现实环境进行透彻的分析和计算，并对现有各种透水防波堤透浪系数的计算进行研究，考虑直立挡板式透水防波堤透浪系数的影响因素和特点拟合相关参数的修正系数，得到直立挡板式透水防波堤的透浪系数计算方法，为分析防波堤透浪特性、计算堤后透射波高、透水防波堤结构开孔尺度的选取及工程设计提供了适用性的参考依据。

技术领域

本发明涉及一种直立挡板式透水防波堤透浪系数计算方法，是一种集透流和消浪功能于一体的防波堤透浪系数计算方法，是一种用于开敞海岸的维持水体静稳、满足水体交换特性的防波堤透浪系数的计算。

背景技术

防波堤是常见的港工、海工构筑物，通常用来围护水域，一般修建在开敞海岸、海湾，其主要功能是防御波浪对围护水域的侵袭，维持水体静稳。传统防波堤一般为实体结构，易造成围护水域水体污染，破坏生态环境。为此，对掩护水域的防波堤提出了新的要求，防波堤除了便于施工，还应注重环境保护因素，修建和研发具有消浪和水体交换功能的防波堤。在防波堤堤体开孔是提升水体交换能力、增大过流量的一种比较可行的方法，但势必导致波浪能量容易透过堤身，部分波能在堤的另一侧将产生一个新的波浪，影响围护水域静稳，使防波堤防浪效果减弱，堤后透射波高是工程上所关注的一个重点问题。

而对于堤身开孔的防波堤，目前缺少相应的堤后透射波高或透浪系数的计算方法，是一个需要解决的问题。

发明内容

为了克服现有技术的问题，本发明提出了一种直立挡板式透水防波堤透浪系数计算方法。所述的方法针对直立挡板下部开孔式的透水防波堤提出了提后透浪系数的计算公式，解决了提后透浪系数和堤后透射波高的计算问题。

本发明的目的是这样实现的：一种直立挡板式透水防波堤透浪系数计算方法，所述防波堤的堤身为垂直挡板式，堤身的下部间隔开有若干矩形透流孔，所述矩形透流孔下边缘至防波堤底部段预留挡沙坎，其特征在于，所述计算方法包括以下步骤：

步骤1，收集防波堤的设计参数：收集透水防波堤的各项技术参数包括：矩形透流孔的开孔高度为B、开孔宽度为B_s，开孔上边缘在静水面以下的深度为t₁，开孔下边缘在静水面以下的深度为t₂，相邻矩形透流孔间的开孔间隔为D_s，堤前入射波高H_i，波长L，水深d；

步骤2，构建物理模型：针对不同开孔高度和不同波浪参数一系列不同组合工况，在实验室中构建缩小比例的透水防波堤的物理模型；

步骤3，计算物理模型的透浪系数：针对不同开孔高度和不同波浪参数一系列不同组合工况，通过物理模型试验获取所述直立挡板式透水防波堤的堤前入射波高H_i，堤后透射波高H′_t，通过公式计算得到模型试验的透浪系数K'：

步骤4，透浪系数计算公式结构形式的初步推算：根据直立挡板式透水防波堤结构型式，初步推算直立挡板式透水防波堤的透浪系数K计算公式的结构形式：

其中：f(t₁)为与开孔上边缘在静水面以下的深度t₁相关的函数；f(t₂)为与开孔下边缘在静水面以下的深度t₂相关的函数；

步骤5，透浪系数计算公式拟合：通过拟合修正系数C与无量纲因素L/d、L/H、2πd/L的关系，得到修正的直立挡板式透水防波堤透浪系数K_t的公式：

其中函数f(t₁)为：