[发明专利]一种规则波作用下柔性非淹没植被消浪实验模拟装置及方法

说明书

本发明公开了一种规则波作用下柔性非淹没植被消浪实验模拟装置及方法。实验模拟装置包括水槽，固设于水槽内部一侧的造波机，固设于水槽内部另一侧的消浪层，固定在水槽内中部的柔性植被模型，用于采集波高数据的波高传感器和用于处理波高数据的波高测量控制系统，本实验模拟装置可实现规则波在柔性非淹没植被水域中的传播与运动过程，通过分析植被淹没度、入射波高和波周期对柔性非淹没植被消浪作用的影响，可以揭示规则波波浪在柔性非淹没植被水域中的衰减变化规律，丰富了对海岸柔性非淹没植被消浪的认识，有利于提高海岸灾害防治能力和推动海岸生态护岸工程合理规划和设计。

技术领域

本发明涉及海岸防护相关技术领域，具体涉及一种规则波作用下柔性非淹没植被消浪实验模拟装置及方法。

背景技术

近年来我国海洋灾害主要为风暴潮和近岸台风引起的海平面异常上升、海浪侵蚀，不仅威胁着沿海城市居民的生命安全，还造成了严重的经济损失。海岸带是海陆作用最剧烈的前沿地带，波浪长期作用下，自然岸线不断遭受侵蚀并缩减，生态系统退化现象普遍存在，海岸带难以发挥其防灾减灾作用。我国面临的海岸灾害风险与防灾减灾形势依然复杂严峻，提高海岸灾害防治能力已成为推进海洋强国建设和实现沿海地区经济社会可持续发展的迫切需求。

河口湿地和沿海林带是城市抵挡风暴潮和海浪侵蚀的关键地区，通过种植海岸植被，可以有效地衰减波浪能量，也可以减轻风暴潮灾害，还可以提高海岸抵御海平面上升和侵蚀的能力，起到显著的消浪护滩作用，这对海岸灾害防治具有重要意义。除此之外，红树林、盐沼地盐生植物和海草、珊瑚礁等海岸湿地植物同时也是海岸生态系统的重要组成部分，其具有生态功能，如为动物提供栖息地，为海洋食草动物提供食物，并通过碳汇作用缓解气候变化。海岸植被由于其明显的护岸作用和独特的生态效益，可以作为一种生态式的消波护岸。

传统的柔性植被消浪实验大多聚焦于植被的淹没状态，针对规则波作用下柔性非淹没植被消浪规律的研究仍然较为缺乏。然而我国江苏沿海等近岸水域多分布有芦苇和大米草等柔性非淹没植被，植被淹没度在规则波波浪作用下会呈现动态变化，进而导致植被的消浪特性有所差异。因此有必要研究规则波作用下柔性非淹没植被消浪规律，其有利于提高海岸灾害防治能力和推动可持续发展的生态保护理念。

发明内容

本发明的目的是针对海岸大量存在的柔性非淹没植被消浪能力，设计出一种规则波作用下柔性非淹没植被消浪实验模拟装置及方法，可用于研究规则波作用下柔性非淹没植被消浪规律，有利于海岸防灾减灾和海岸生态护岸工程设计。

本发明为解决其技术问题，采用以下技术方案实现：

一种规则波作用下柔性非淹没植被消浪实验模拟装置，包括：

水槽；

造波机，设置在水槽一侧的内壁上，用于根据实验所需造出目标波浪；

消浪层，设置在水槽另一侧的内壁上，用于减少波浪反射的影响；

柔性植被模型，设置在造波机与消浪层之间的水槽内，包括：

平台，固定在水槽底壁的中部，平台的两端各为一斜坡；

底板，固定于平台水平位置处，底板上交错设置有圆孔；

柔性植被，固定安装在所述底板的圆孔中，固定安装后，柔性植被的一端伸出水面，用以模拟所述柔性非淹没植被；

波高传感器，分别固定布置在柔性植被区内部和柔性植被区两侧的预设位置处，用于采集波高数据；

波高测量控制系统，与波高传感器连接，对测量范围、采集时间以及每秒采集次数进行调试，用于多点同步测量并处理波高数据。

进一步的，造波机和消浪层对称设置在水槽的两侧内壁上。

进一步的，所述圆孔在底板上呈三角形分布，所述柔性植被以交错分布的方式固定连接在所述底板的圆孔中。

进一步的，所述底板由聚碳酸酯材料制成，所述柔性植被为聚氨酯材料制成的圆棒。