Хвилезахисна споруда

Изобретение относится к волноломам и может быть использовано для защиты берегов в условиях волновой нагрузки, примерно, при высоте волны до 1 - 1,5м. Наиболее целесообразно применение этого изобретения на участках массового отдыха людей: пляжей, лиманов, лагун и др., т.е. тех местах, где возможно наличие большого количества патогенных микробов, где недопустимо загрязнение плавающими разлитыми нефтепродуктами, фекальными и сточными водами. В результате загрязнения водной акватории промышленными и бытовыми отходами особенно неблагоприятные условия с точки зрения экологии наблюдаются в прибрежной зоне, так как при поверхностном волнении перемешивание водной массы происходит не по всей толщине водного объема, что, в свою очередь, уменьшает аэрацию и способствует обильному росту диатомовых и пирофитовых водорослей, а также отложению тяжелых металлов. Водоросли поглощают кислород водоемов в таком количестве, что микроорганизмы не выживают, умирает вся флора и фауна водоема. Очистные сооружения очень дороги, в основном по затратам энергии на закачку кислорода в воду. Известен берегозащитный волнолом, содержащий установленные в ряд вдоль фронта волн, блоки со скошенной передней гранью, которые установлены поочередно с отметкой верха и выше горизонта воды [1]. К недостаткам известного волнолома можно отнести высокую материалоемкость конструкции, возможность загрязнения защищаемой поверхности плавающими нефтепродуктами и бытовым мусором, а также эффективность водопоглощения недостаточна, так как в данной конструкции не предусмотрено рассеивание волновой энергии по глубине водоема. Известно также волнозащитное сооружение, выполненное в виде коробчатых блоков с энергогасящими каналами, которые выполнены сквозными, выступающими за пределы блоков с морской стороны стенками, и в коробчатых блоках дополнительно выполнены смежные каналы, перегородки между которыми выполнены перфорированными [2]. Данное сооружение принято прототипом. К недостаткам прототипа можно отнести указанные выше, присущие аналогу [1], а также малая эффективность использования энергии волновой нагрузки на механическом перемешивании нижних и верхних слоев воды в замкнутом защищаемом пространстве. t В основу изобретения поставлена задача усовершенствования волнозащитного сооружения, при котором не нарушается циркуляция воды из открытой части акватории в ее замкнутую часть, при этом обеспечивается защита от загрязнений, находящихся на поверхности воды и за счет этого улучшается эколого-гигиеническое состояние защищаемой акватории. Поставленная задача решается тем, что волнозащитное сооружение, содержащее блоки, установленные в ряд вдоль фронта волн, верхняя часть которых расположена выше горизонта воды и снабжена сквозными горизонтальными каналами, согласно изобретению, дополнительно содержит сквозные каналы, расположенные в нижней части блоков, при этом отверстия верхнего и нижнего каналов оборудованы заслонками, причем, заслонки, установленные на. верхнем канале, расположены со стороны открытого водного пространства, а заслонки, установленные на нижнем канале расположены со стороны защищаемой поверхности. Заслонки эти укреплены свободно на осях, которые параллельны длинной горизонтальной части сквозного канала и расположены сверху их с возможностью поворота на оси. Волнозащитное сооружение схематически показано на чертеже (фиг.). Волнозащитное сооружение содержит установленные в ряд вдоль фронта волн блоки, выполненные в виде последовательно соединенных между собой вертикально расположенных плит 1, нижние концы которых укреплены на дне водоема. Плиты выполнены из коррозионностойкого дешевого материала, например, чугуна и представляют собой одинаковые отливки. Между собой плиты зафиксированы, например, при помощи соединений типа навесок, при этом одна боковая сторона плиты содержит петли, а противоположная - загнутые штыри, которые входят в петли соединяемой следующей плиты. Оптимальная толщина, высота и длина плиты выбираются на основании эксперимента и каждая плита содержит элементы крепления для возможности транспортировки и установки плиты при монтаже. Для увеличения продольной и поперечной жесткости плит при небольшой толщине они могут быть снабжены ребрами жесткости. Плиты могут изготавливаться сборными для получения различной их высоты в случае установки на дне, имеющем переменный рельеф. Необходимым условием является требование, чтобы высота установленной над водой плиты была не менее средней высоты волны. Преградой из плит можно замыкать необходимый участок акватории с трех и более сторон в зависимости от требований, предъявляемых к защищаемой поверхности. На верхней и нижней частях плит выполнены горизонтальные сквозные прямоугольные прорези, длина и высота которых выбирается опытным путем. Над прорезями расположены заслонки 2 и 3, которые под действием собственного веса перекрывают живое сечение прорезей. Заслонки укреплены на осях, расположенных сверху и параллельно прорезям, при этом заслонка 2, которая находится сверху плиты 1, закрывает прорезь со стороны открытого пространства водной акватории, а заслонка 3 на нижней части плиты расположена со стороны защищаемой поверхности. Сами плиты 1, закрепленные последовательно друг с другом по всей длине защищаемой водной поверхности, позволяют получить дополнительные положительные свойства: уменьшается вероятность подмыва берегового участка набегающими волнами, т.е. осуществляется противооползневый эффект; сохраняет чистоту водного зеркала, не допускает проникновение плавающих нефтепродуктов и мусора за ограждение: в местах, где возможно обитание хищных рыб, например, акул, на территориях пляжа отпадает необходимость установки защитных сеток, которые, кстати, не могут препятствовать проникновению загрязнений, плывущих из открытого моря. Волнозащитное сооружение работает следующим образом. При волнении, когда волна подходит к стенке плиты 1, гидростатическое давление внизу плиты 1 увеличивается по сравнению с гидростатическим давлением внизу плиты с противоположной стороны. Под действием разницы гидростатических давлений заслонка 3 откроет живое сечение горизонтальных прорезей, в результате чего жидкость начнет перетекать с одной стороны плиты (со стороны открытой поверхности) в защищаемую поверхность водной акватории до тех пор, пока не наступит равенство гидростатических давлений. Соответственно, высота водной поверхности за плитой повысится. В момент, когда волна начнет отходить в сторону открытого моря возникнет перепад высот водной поверхности у верхней части стенки плит и под действием перепада давлений по закону сообщающихся сосудов откроется заслонка 2, тем самым излишек воды из замкнутого пространства через верхние прорези выльется в свободное пространство открытого моря, т.е. произойдет апвеллинг, в результате которого постоянно части свежей воды из свободного открытого пространства принудительно и автоматически в период волнения поступают в замкнутое водное пространство, ограниченное берегом и преградами, смешиваются с водными массами и при отходе волны от поверхности плиты верхняя масса воды выливается в открытое море. В этом случае заслонки выполняют роль обратных клапанов, которые препятствуют протеканию описанных процессов в обратном направлении. Положительный технико-экономический эффект от предлагаемого устройства достигается за счет снижения энергозатрат на перемешивание больших водных масс, автоматическом поддержании оптимального экологического состояния защищаемой водной акватории. Изготовление плит по одному стандарту с элементами крепления между собой позволит в короткие сроки при необходимости монтировать и производить демонтаж их в тех местах, которые необходимо защитить от неблагоприятных технических условий, при аварии нефтеналивного танкера и т.д. В случае необходимости изготовления фундаментального постоянного волнозащитного сооружения возможно использование в качестве блоков известных существующих конструкций волноломов с дополнительным их обеспечением элементами, указанными в описании.