防波堤 - 水中建筑物
防波堤為阻斷波浪的沖擊力、圍護(hù)港池、維持水面平穩(wěn)以保護(hù)港口免受壞天氣影響、以便船舶安全停泊和作業(yè)而修建的水中建筑物。防波堤還可起到防止港池淤積和波浪沖蝕岸線的作用。它是人工掩護(hù)的沿海港口的重要組成部分。一般規(guī)定港內(nèi)的容許波高在0.5~1.0米之間,具體按水域的不同部位、船舶的不同類型與噸位的需要確定。防波堤常由一、二道與岸連接的突堤或不連接的島堤組成,或由突堤和島堤共同組成。防波堤掩護(hù)的水域常有一個(gè)或幾個(gè)口門供船只進(jìn)出。
平面布置
沙質(zhì)海岸和淤泥質(zhì)海岸在波浪和潮流共同作用下,泥沙運(yùn)動(dòng)活躍,常在港口航道和泊地淤積。在這種情況下建造防波堤,除了防浪外還兼有防沙的要求。對沙質(zhì)海岸,防波堤可以起到攔截挾沙水流,改變泥沙淤積部位的作用。對淤泥質(zhì)海岸,防波堤可用于引導(dǎo)挾沙水流,盡量不改變原來灘沙沖淤平衡。港內(nèi)泥沙淤積強(qiáng)度直接影響港池和航道水深,除采用防波堤防淤、減淤外,必要時(shí)還需采用疏浚措施維護(hù)水深。在有冰凌的港口建造防波堤,還應(yīng)考慮減輕流冰對航道和泊地的影響,以及易于排走冰塊。
防波堤的平面布置,特別是口門的位置、方向、大小,對海港水域的水面平穩(wěn)和泥沙淤積起決定性作用??陂T一般布置在港區(qū)的最大水深處,口門軸線(即堤頭連線的垂直平分線)方向要與強(qiáng)風(fēng)向成45~60的夾角,口門的寬度以1~1.5個(gè)船長為宜,軍港和漁港的口門可適當(dāng)加寬。部分波浪經(jīng)口門向里傳播,港內(nèi)水域的波高分布是判別防浪掩護(hù)效果的主要指標(biāo)。港內(nèi)波高分布的計(jì)算,通常以口門處的波要素(規(guī)則波法)或波浪的方向頻率譜(不規(guī)則波法)為原始設(shè)計(jì)依據(jù)。波浪遇口門堤頭發(fā)生繞射,繞射波波峰線向港內(nèi)展開,波能擴(kuò)散,波高不斷減小,從而形成平穩(wěn)水面。
布置防波堤時(shí),要求用最短的堤線掩護(hù)所需的水域面積,平面輪廓一般以直線段組成為宜,盡量避免形成使局部波能集中的不良現(xiàn)象。平面布置還應(yīng)注意避免發(fā)生港口共振,即港外長周期波從口門入侵,引起港內(nèi)水域形成一種長周期駐波的強(qiáng)迫振動(dòng)。港口共振亦稱假潮,將嚴(yán)重影響水域平穩(wěn),并可能造成船舶與碼頭相撞事故,迫使作業(yè)停頓。港口共振是一種低頻水面波動(dòng),主要與港區(qū)水域邊界的幾何形狀有關(guān),確定水域尺度時(shí),應(yīng)盡量使水域的自振頻率處于港外長周期波的頻率譜范圍以外,同時(shí),在滿足航行需要的前提下,應(yīng)采用較小的口門。
防波堤的平面布置通常要采用物理模型試驗(yàn)或數(shù)學(xué)模型計(jì)算來進(jìn)行驗(yàn)證和方案比較,選取最優(yōu)方案。
功能作用
1、防御波浪、冰棱的襲擊,保證港內(nèi)水域平穩(wěn),為船舶提供平穩(wěn)、安全的停泊和作業(yè)條件
2、 - 砂質(zhì)或泥質(zhì)海岸減少或阻止泥沙進(jìn)港,減輕港內(nèi)淤積,保證港內(nèi)水深堤內(nèi)側(cè)可兼作碼頭,或安放系錨設(shè)備,供船舶停靠,節(jié)省投資。
堤壩類型
斜坡堤
直墻堤
混成堤
透空堤
浮堤
噴氣堤
射水堤
