[发明专利]一种降低海滩侵蚀的环境友好型防护结构及构建方法

说明书

本发明公开一种降低海滩侵蚀的环境友好型防护结构及构建方法，涉及海滩防护技术领域。包括消浪栈桥，结构包括桥桩和桥板，桥桩嵌入海床岩层内，桥板固定于所述桥桩顶部；所述构建方法，包括桥板底高程、桥板厚度、桥板宽度、水位、波浪波长等组成的综合设计参数F与防护结构消浪系数Dt的计算公式和关系图，基于该方法可根据工程区海况特征，通过调整桥板底高程、厚度、宽度等结构参数获得最大消浪系数Dt，进而确定最优的防护结构设计方案。本发明的防护结构及构建方法，适用于敏感及弱潮强浪水域，可有效削减台风期大浪对海滩的侵蚀，最佳消浪率达60％，且不影响常浪传播；改善传统措施对海滩前沿天然水动力、水环境、水生态影响大的问题。

技术领域

本发明涉及海滩防护技术领域，具体涉及一种降低海滩侵蚀的环境友好型防护结构及构建方法。

背景技术

海滩是一种宝贵的天然资源，在沿海社会经济发展和生态文明建设中发挥着不可替代的作用。随着全球气候变暖，自然气候变化会导致海洋风向发生变化，影响了波浪波高和传播方向，进而影响了海岸泥沙的输运，同时海平面的上升导致异常气候现象发生频率增加，恶劣的波浪条件对海滩岸线不断地侵蚀，海滩景观被破坏，海滩宽度减小、坡度增大、泥沙粒径粗化，海滩的旅游功能下降，海岸空间逐渐减少或消失。

为了减小台风等恶劣天气下极端大浪对海滩的侵蚀，常见的防护手段为修建离岸式抛石堆填防波堤、潜坝和丁坝，但抛石堆填形成的灰色结构影响区域的水体交换和营养物质的输移，对海洋生态环境影响较大。而生态敏感区及弱动力水域，对水动力强度和水环境质量要求较高，传统的工程措施不能满足区域稳定发展需求，且可能由于阻挡了平常期小浪，波浪掀沙、分选、塑造海滩形态的基本功能丧失。此外，由于动力减弱，细颗粒泥沙易落淤，会加剧海滩泥化，严重影响自然景观，并可能导致沙滩退化。然而，抛石堆填形成的防波堤、潜坝、丁坝等传统工程措施在削弱台风期极端大浪的同时，会极大影响海滩水动力、水环境和水生态，且现有技术中也未提出消浪结构系数与设计综合参数关系，无法指导防护工程设计。

因此本发明结合海滩前沿水域水深和波浪特点，提出一种降低海滩侵蚀的环境友好型防护结构及构建方法，并对防护结构高程、厚度和宽度等基本设计参数进行量化，指导海滩防护工作设计。

发明内容

本发明主要目的是提供一种降低海滩侵蚀的环境友好型防护结构及构建方法，以解决现有技术存在的问题。

一种降低海滩侵蚀的环境友好型防护结构，包括消浪栈桥，所述消浪栈桥包括桥桩和桥板，所述桥桩底部固定设置于海床岩层内，所述桥板固定设置于所述桥桩顶部。

进一步的，所述桥板上设有护栏。

进一步的，所述护栏包括消浪方柱和消浪横栏，所述消浪方柱和消浪横栏交叉设置，所述消浪方柱纵向间隔设置于所述桥板顶部，所述消浪横栏横向安装于所述消浪方柱上。

一种降低海滩侵蚀的环境友好型防护结构的构建方法，包括以下步骤：

(1)预制足够数量的海上栈桥需要的桥桩和桥板；

(2)将桥桩沉入海床岩层内，采用打桩船进行沉桩，桥桩及打桩船到位后，移船取桩，定位进行沉桩，桥桩竖向设置或斜向设置；

(3)进行桥板吊装，随后采用浇灌的方式将桥桩和桥板稳固为一个整体。

进一步的，防护结构的构建方法如下：

(1)提出了防护结构综合设计参数计算方法，对防护结构桥板底高程、桥板厚度、桥板宽度多参数进行归一化定量分析，式一为提出的综合设计参数F计算形式，

式一：

其中，F为防护结构设计综合参数，H为入射波波高，M为桥板宽度，N 为桥板厚度，O为桥板底高程，S为水位，L为波长，a、b、c、d、e、f、g 均为常数；桥板底高程为桥板底部到0基面的距离；